[发明专利]基于电网正常运行时潮流计算的短路转移阻抗计算方法

权利要求书

1.一种基于电网正常运行时潮流计算的短路转移阻抗计算方法，包括如下步骤：

S1.获取待分析电网的参数数据信息；

S2.确定待分析电网中各电源机组的实际出力情况，构建短路前正常运行的仿真计算网络；具体为确定待分析电网中各电源机组的实际出力情况，构建三机六节点系统作为短路前正常运行的仿真计算网络；其中三机六节点系统包括1#同步发电机电源，2#同步发电机电源，3#同步发电机电源，1#母线，2#母线，3#母线，4#母线，5#母线，6#母线，1#变压器，2#变压器，3#变压器，2#-3#线路阻抗，1#-2#线路阻抗和1#-3#线路阻抗；2#同步发电机电源、4#母线、2#变压器、2#母线、2#-3#线路阻抗、3#母线、3#变压器、5#母线和3#同步发电机电源依次串联；2#母线串接1#-2#线路阻抗后连接1#母线；3#母线串接1#-3#线路阻抗后连接1#母线；1#母线、1#变压器、6#母线和1#同步发电机电源串联；其中1#母线连接1#负荷并供电；2#母线连接2#负荷并供电；3#母线连接3#负荷并供电；电网主负荷中心为1#母线，短路点设置在1#母线；1#同步发电机电源设定为平衡机；2#同步发电机电源设定为PQ节点；3#同步发电机电源设定为PV节点；1#同步发电机电源、2#同步发电机电源和3#同步发电机电源均采用5阶模型；1#负荷占系统总负荷的70％，2#负荷占系统总负荷的10％，3#负荷占系统总负荷的20％，1#负荷、2#负荷和3#负荷均采用3阶感应电动机并联恒阻抗模型，且系统总负荷中50％采用恒阻抗模型，50％采用3阶感应电动机模型；

S3.根据步骤S2构建的仿真计算网络，计算短路前正常运行的网络潮流数据，并获取短路点的节点数据；具体包括如下步骤：

对步骤S2构建的仿真计算网络进行潮流计算；

获取的潮流数据包括：

数据1:1#母线电压幅值数据；

数据2：线路2-1中，以1#母线侧为受端的受端有功功率数据和受端无功功率数据；

数据3：线路3-1中，以1#母线侧为受端的受端有功功率数据和受端无功功率数据；

数据4：线路6-1中，以1#母线侧为受端的受端有功功率数据和受端无功功率数据；

S4.改变仿真计算网络中的电网参数，获取若干组网络潮流数据；具体包括如下步骤：

调整1#母线所连接负荷的有功功率和无功功率，使得负荷的有功功率和无功功率按照设定的要求提高，然后每调整一次就计算一次网络潮流数据，直至得到若干组新的潮流数据；

调整1#母线所连接负荷的有功功率和无功功率，使得负荷的有功功率和无功功率按照设定的要求降低，然后每调整一次就计算一次网络潮流数据，直至得到若干组新的潮流数据；

S5.将短路点及与短路点相连的线路进行等效，并结合步骤S3和步骤S4得到的潮流数据，辨识得到各个与短路点相连的线路的等效电路的阻抗数值；具体包括如下步骤：

A.确定与短路点1#母线连接的线路为线路2-1、线路3-1和线路6-1；

B.针对线路2-1，将线路2-1等效为一个电压源和一个阻抗串联，E_2-1为等效电压源的电压，Z_2-1为等效阻抗的阻抗，U_2-1为短路点1#母线的电压；

C.对等效电路，采用数学表达式表示为然后将表达式展开为其中E_x2-1、E_y2-1、R_2-1和X_2-1为待求参数，U_2-1为短路点1#母线的电压，P_2-1为线路2-1中以1#母线侧为受端的受端有功功率，Q_2-1为线路2-1中以1#母线侧为受端的受端无功功率；

D.非线性方程组的一般形式为其中x₁,x₂,...,x_n为需要求解的n个未知变量；

E.构建函数则求解非线性方程组的过程等价于求解min F₁的最优化问题；

F.将步骤C中的展开的表达式的实部和虚部分离，得到：

G.结合步骤S3和S4获取的网络潮流数据和步骤F得到的方程，得到一组非线性方程组，其中E_x2-1、E_y2-1、R_2-1和X_2-1为待求参数；

H.采用粒子群算法对步骤G中的非线性方程组进行辨识，从而得到线路2-1的待求参数E_x2-1、E_y2-1、R_2-1和X_2-1；

I.针对线路3-1和线路6-1，各自重复步骤B～步骤H，得到线路3-1的待求参数E_x3-1、E_y3-1、R_3-1和X_3-1，以及线路6-1的待求参数E_x6-1、E_y6-1、R_6-1和X_6-1；

J.最终得到线路2-1等效为一个电压源和一个阻抗串联后的等效电路的等效阻抗X_2-1，线路3-1等效为一个电压源和一个阻抗串联后的等效电路的等效阻抗X_3-1，以及线路6-1等效为一个电压源和一个阻抗串联后的等效电路的等效阻抗X_6-1；

S6.设定短路点发生三相短路，并仿真得到与短路点相连的各线路流向短路点的短路电流衰减曲线；

S7.根据步骤S5得到的各个与短路点相连的线路的等效电路的阻抗数值，辨识得到各个与短路点相连的线路流向短路点的短路电流衰减曲线数学表达式系数，从而得到与短路点相连的各线路的短路转移阻抗。