[发明专利]一种基于电流分布熵的电网短路电流限制方法

说明书

本发明涉及一种基于电流分布熵的电网短路电流限制方法，综合考虑了主变压器中性点串联小电抗带来的其他影响，根据影响的大小对串联电抗的值进行协调。串联小电抗值得确定过程中综合考虑的影响有：1、对加装小电抗的主变压器中性点绝缘的影响；2、对其他未安装小电抗器的主变压器短路电流的影响；3、加装小电抗器，可能出现短路电流分布不平衡的影响。针对上述三个问题，本发明对串联电抗值进行相应的调整从而将影响降低。

技术领域

本发明涉及电网规划与保护运行领域，特别是一种基于电流分布熵的电网短路电流限制方法。

背景技术

电网的短路电流水平成为了制约电网发展的一个重要因素。由于不少变压器中性点直接接地，降低了系统零序阻抗，造成单相短路电流急剧增大，甚至超过三相短路电流，严重时将超出开关的额定开断容量。目前限制单相短路电流的典型措施是在中性点串联小阻抗，但串联阻抗值大小选择是否适当以及是否需要在所有主变全部串联阻抗往往根据主观经验判断，缺少明确的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于电流分布熵的电网短路电流限制方法，解决当某个主变压器中性点串联小阻抗后，可能造成该变压器中性点电压升高、零序电流增加、短路电流分布不平衡等问题。

本发明采用以下方案实现：一种基于电流分布熵的电网短路电流限制方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供一电网区域内的K_T台主变压器，并在第i台主变压器的中性点串联小阻抗，小阻抗的值为X_N；

步骤S2：计算第i台主变压器串联阻抗后的短路电流值：

步骤S3：判断第i台主变压器各侧短路电流值是否大于或等于其对应的最大值；如果短路电流值大于或等于该侧对应的短路电流最大值，则继续判断该阻抗值是否达到可串联阻抗的限值，如果没有达到限值则修改串联小阻抗的值，否则转到步骤S9；如果短路电流值小于该侧对应的短路电流最大值则转入步骤S4；所述各侧短路电流最大值通过将中性点直接接地时的高、中、低压侧的等值零序电抗置零得到，或直接采用历史检测数据中的最大值；

步骤S4：根据变压器的等值电路利用节点电压法求取串联小阻抗后发生单相接地故障时该变压器中性点电压U_k；判断U_k是否大于等于U‘_kmax，U‘_kmax为该变压器发生单相接地故障时可承受的最高中性点电压；如果大于等于U‘_kmax则继续判断该阻抗值是否达到可串联阻抗的限值，如果没有达到限值则以预设步长减小串联小阻抗的值，否则转到步骤S9；如果U_k小于U‘_kmax则转入S5步骤；

步骤S5：根据变压器各侧短路电流公式及其化简公式求取其他几台即剩余的K-i台为串联小阻抗的主变压器各侧的短路电流，并判断该电流是否大于对应的短路电流最大值；

如果短路电流值大于或等于该侧对应的短路电流最大值，则继续判断该阻抗值是否达到可串联阻抗的限值，如果没有达到限值修改串联小阻抗的值，否则转到步骤S9；若短路电流值小于该侧对应的短路电流最大值则转入S6步骤。

步骤S6：求取第i台主变压器装设小阻抗后，发生单相短路时短路电流的分布熵H_{s_i}；

步骤S7：判断主变压器各侧短路电流的分布熵是否大于或等于其对应的最大值；

如果主变压器各侧短路电流的分布熵大于或等于该侧对应的短路电流最大值，则继续判断该阻抗值是否达到可串联阻抗的限值，如果没有达到限值根据电流分布熵与其阈值之间的差值采用迭代法逐步修改串联小阻抗的值直至电流分布熵满足要求，否则转到步骤S9；如果主变压器各侧短路电流的分布熵小于该侧对应的短路电流最大值转入S8步骤；

步骤S8：确定最终该台变压器需要串联的电抗值；