[发明专利]电力系统短路电流直流分量含量获取方法及系统

说明书

本发明涉及一种电力系统短路电流直流分量含量获取方法及系统，方法包括：把多源多支路的复杂电力系统网络化简为以短路点为中心向各个电源点辐射的辐射形网络；获取短路点总的短路电流直流分量随时间的变化公式；获取短路电流周期分量随时间的变化公式；计得到直流分量含量。本发明用节点阻抗矩阵元素求取转移阻抗实现短路电流周期分量与直流分量的实用计算，在计算时考虑了电网实际接线、发电机实际参数，在反映周期分量和直流分量的实际衰减情况具有较高的准确度。另外，根据基于本发明提供的方法计算出的考虑衰减的短路电流周期分量和直流分量，可以进一步比较符合实际地计算短路电流直流分量含量为电气设备选择提供可靠的依据。

技术领域

本发明涉及电力系统短路电流技术领域，尤其涉及一种电力系统短路电流直流分量含量获取方法及系统。

背景技术

在计算直流分量含量时，需要预先计算得到短路电流直流分量和短路电流周期分量。目前，得到短路电流直流分量的方式多采用等效频率法求取直流分量衰减时 间常数，根据短路后时间t采用对应的等效频率，在短路发生后0.1s内的4个典型 时刻需分别采用4种不同的频率；得到短路电流周期分量的方式大都采用传统的计 算曲线法。

但是上述计算直流分量的方式需要求多种频率下复杂网络短路点等值阻抗，操作繁杂；随着发电机单机容量的增大、系统接线方式的日益复杂，在利用计算曲线 法得到短路电流周期时，该计算曲线法中典型发电机参数、系统接线方式、负荷分 布与现代电力系统的差异逐步增大，计算曲线法的工程计算精度不断下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电力系统短路电流直流分量含量获取方法及系统，以解决上述背景技术中的问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

第一方面，提供了一种电力系统短路电流直流分量含量获取方法，所述方法包括：

(1)把多源多支路的复杂电力系统网络化简为以短路点为中心向各个电源点辐射的辐射形网络；

(2)短路点总的短路电流直流分量随时间的变化满足下述公式：

其中，i_dc代表短路点总的短路电流直流分量，i_dci0代表支路 i直流分量初始值，T_fi代表直流分量时间常数；

(3)短路电流周期分量随时间的变化满足下述公式：

其中，I_ac代表短路电流周期分量，I_d和I_q分别代表某 一状态下发电机的纵轴分量和横轴分量；

(4)采用以下公式计得到直流分量含量：其中，σ(t)代 表直流分量含量。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)包括：

采用以下公式计算得到各支路的转移阻抗：其中，z_fi代表支路i的 转移阻抗，Z_ff代表节点阻抗矩阵中短路点f的自阻抗，Z_fi代表电源点i与短路点f 之间的互阻抗，z_i代表电源内阻抗z_i；

用公式z_ij＝R_ij+jωL_ij表示z_fi，对所述公式进行网络化简，采用下述公式得到支路i的直流分量时间常数T_fi：

作为本发明的进一步改进，所述步骤(3)包括：

发电机出口母线发生三相短路，在同步电机带载时出口母线发生三相短路的瞬间，满足下述方程：

由方程得到下述公式：