[发明专利]一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法

权利要求书

1.一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：通过在电网公共接入点注入一个无功补偿功率变化量ΔQ，对电网公共接入点产生无功扰动，通过测量计算电网公共接入点上所产生的电压变化矢量和无功扰动所产生的无功电流变化矢量测量出电网公共接入点的对地阻抗Z_E，并通过接入该公共接入点的负荷阻抗Z_L，得到公共接入点短路阻抗Z_S、开路电压E_S、短路电流I_S和短路容量S。

2.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：所述无功补偿功率变化量ΔQ是通过注入电网公共接入点的一个已知或可测的且变化的无功补偿功率；对电网公共接入点产生扰动，所述无功补偿功率变化量ΔQ包括电力电容器投入和切除、电力电抗器投入和切除、电力滤波器的投入和切除、电力电子控制设备对注入公共接入点无功补偿功率的调整、并入公共接入点的发电设备的无功调整、电力电容器投入或切除、电力电抗器投入或切除或电力滤波器的投入或切除。

3.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：电压变化矢量的测量方法包括：测量扰动前，电网公共接入点的电压有效值V₁与相位，得到电压矢量

测量扰动后，电网公共接入点的电压有效值V₂与相位，得到电压矢量

根据计算电网公共接入点电压的矢量差，其中，ΔV为电网公共接入点电压的矢量差的模，θ为扰动后与扰动前电网公共接入点电压矢量与的相位差；

相对于方向为180°-β，β计算公式

如V₁>V₂，β的解取锐角；如V₁<V₂，β的解取钝角；

4.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：无功电流变化矢量的测量方法包括：

矢量的模通过无功补偿功率的变化计算得到，公式为：

式中ΔQ为无功补偿功率变化量，V_N为无功补偿装置的额定电压，V₁为扰动前的公共接入点电压有效值；

相对于矢量角度根据无功补偿的容性或感性的增加或减少而确定；如果ΔQ是容性无功减少量或是感性无功增加量，则无功电流变化矢量滞后于PCC扰动前的电压90°，滞后角γ＝90°；如果ΔQ是容性无功增加量或是感性无功减少量，则无功电流变化矢量超前于PCC扰动前电压90°，γ＝-90°；

5.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：对地阻抗Z_E根据电压变化矢量和无功电流变化矢量计算得到，公式为：

6.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：负荷阻抗Z_L根据无功扰动前接入公共接入点负荷的总有功功率P_L、负荷无功功率Q_L和无功补偿功率变化量ΔQ计算得到的，计算公式为：

为无功补偿装置的额定电压，i为复数虚部。

7.根据权利要求1所述的一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法，其特征在于：短路阻抗Z_S根据对地阻抗Z_E和负荷阻抗Z_L计算得到，计算公式为：

Z_S是复数，实部是短路电阻分量，虚部是短路电抗分量。