[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

说明书

本发明公开了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，过在电网公共接入点注入一个容量为ΔQ的无功，对电网公共接入点产生的无功扰动，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；解决了现有技术不能测量出包含电阻与电抗分量的短路阻抗，难以对电网保护装置的整定提供全面完整的参数。同时，现有技术还不能直接测出短路电流，对断路器遮断电流成分分析，还不能提供全面完整测量数据。

技术领域

本发明属于电力系统状态在线分析与测量装备领域，尤其涉及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。

背景技术

短路电流、短路阻抗及短路容量是电力系统及电力设备最重要的技术参数之一，继电保护专业需要该参数进行合理的整定，以保障保护装置的正确动作，保障电网安全运行。一次设备如断路器必须保障遮断容量大于短路容量，主变压器及许多的用电设备设计也需要系统短路电流这一参数。同样，电能质量测试分析，新能源接入设计分析，铁路、冶金、煤炭、制造方面工业用电设计与设备选型，也需要系统短路电流(系统短路容量)参数。可以说，系统短路电流(系统短路容量)数据的需求涵盖了在电网规划、设计、建设调试、运行与维护的各个阶段，广泛涉及电网规划建设、生产和供电和用户各个部门，以及发电企业和高压供电用户。

而对于系统短路电流获取，在现有技术中，是靠电力系统中各个节点短路电流计算得到的。然而，传统的离线计算方法有诸多问题：(1)短路电流计算需要完整的电力系统参数进行系统化计算，专业性强，造成实际工作中一次及二次设备运行维护人员几乎无法完成正确的计算作业；(2)配网转供切换、拓扑实时优化、分布式电源投退、局部电网灾变退出等因素造成离线计算跟不上电网情况变化，满足不了实时需求；(3)电网数据量大、维护困难，数据错误或准确性问题计算错误或误差很难避免，并且难以发现和校核；(4)发电企业及用电大企业不拥有完整的电网数据，难以计算短路电流(或短路电流)，一、二次设备自我维护与整定困难。

时至今日，尚无一种通用仪器、装置或设备能够实现现场测量电网公共接入点短路电流，原因在于现有的短路电流测量方法还不能做到实用化。短路电流测量实用化要求是：(1)不影响输配电网的正常运行，(2)测量时不限定电网特定运行方式，(3)不能采取故障扰动方式测量，(4)测量原理应是精确的，即测量原理不导致误差，短路电流测量的误差仅产生于电气量的测量误差和公共接入点连接设备的参数误差。

现有技术《一种基于非故障扰动方式就地测量电网短路容量的方法及系统201810875842.X》和《一种公共接入点短路容量在线测量方法及系统201810875766.2》，提出了一种无功扰动方式电网短路容量就地测量得方法和测量系统。但由于上述现有技术的测量原理和数学模型限制，戴维南阻抗模型中没有包含电阻分量，因此还不能测量出包含电阻与电抗分量的短路阻抗，难以对电网保护装置的整定提供全面完整的参数。基于同一原因上述专利还不能直接测出短路电流，对断路器遮断电流成分分析，还不能提供全面完整测量数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供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，以解决现有技术不能测量出包含电阻与电抗分量的短路阻抗，难以对电网保护装置的整定提供全面完整的参数。同时，现有技术还不能直接测出短路电流，对断路器遮断电流成分分析，还不能提供全面完整测量数据。

本发明技术方案：