[发明专利]一种混压双极直流输电线路零序参数精确测量方法

摘要

本发明公开了一种混压双极直流输电线路零序参数精确测量方法；将不同电压等级直流输电线路两极的首末端分别相连，同时测量混压双极直流输电线路首末两端的零序电压和零序电流，利用全球卫星定位系统技术，实现对混压双极直流输电线路双端电压和电流的同步采样；再计算得到混压双极直流输电线路零序自阻抗、零序互阻抗、零序自容抗和零序互容抗。本发明方法建立了混压双极直流输电线路的分布参数模型，考虑了分布电容对测量结果的影响，从而大大提高了混压双极直流输电线路零序参数测量的精度。

主权项

1.一种混压双极直流输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于基于定义混压双极直流输电线路由线路a、线路b组成，线路a和线路b具有不同长度；测量包括以下步骤：步骤1，混压双极直流输电线路是在停电情况下进行工频参数测量；将两条双极直流输电线路首端末端双极分别短接；分别在两条线路首端施加单相电压源，不加单相电源的首端接地或悬空，末端接地或悬空，测量得到双极直流输电线路零序参数；具体测量方式包括：测量方式一：线路a首端悬空，末端接地；线路b首端加压，末端接地；测量方式二：线路a首端加压，末端接地；线路b首端悬空，末端接地；测量方式三：线路a首端接地，末端悬空；线路b首端加压，末端悬空；测量方式四：线路a首端加压，末端悬空；线路b首端接地，末端悬空；步骤2，采用步骤1的测量方法对混压双极直流输电线路进行接线；利用全球卫星定位系统的同步授时功能，同时测量线路a和线路b首端和末端的零序电压数据和零序电流数据；步骤3，对步骤2每个独立测量方式下得到的混压双极直流线路首末端的电压测量数据和电流测量数据，采用傅立叶算法得到该独立测量方式下首端和末端的基波电压相量和基波电流相量；再根据四种独立测量方式下首端和末端的基波电压相量和基波电流相量，就可以将混压直流输电线路的零序参数求解出来；所需求解的参数包括零序电阻Ra,Rb,Rm零序电导La,Lb,Lm和零序电容Ca,Cb,Cm，首端电压电流相量Ua1,Ia1，Ub1,Ib1，末端电压电流相量Ua2,Ia2，Ub3,Ib3，中间点电压电流相量Ub2,Ib2；零序参数求解过程如下：步骤3.1，由线路零序参数得到混压双极直流输电线路首末端电压和电流关系如下：式中，矩阵P中的所有元素P11～P44为通过测量获取的数值，用于计算线路的零序参数；式中，Aaa、Aab、Aba、Abb、Baa、Bab、Bba、Bbb、Caa、Cab、Cba、Cbb、Daa、Dab、Dba、Dbb这16个参数是与线路参数有关的中间变量，r2是线路b的传播系数，z2是线路b的波阻抗；l1表示BC段直流线路长度；符号sh(·)表示双曲正弦函数，ch(·)表示双曲余弦函数，arch(·)表示反双曲余弦函数；步骤3.2，利用步骤1中四种测量方式所对应的首末端零序基波电压、电流相量(上标为测量方式)，得到矩阵P中的所有元素P11～P44；步骤3.3，利用P矩阵计算r2和z2；其中，步骤3.4，利用r2和z2计算矩阵A和B；矩阵中的未知元素Abb、Bab、Bbb计算公式如下：步骤3.5，计算特征根p1和p2；式中，l2为AB同塔段直流线路的长度；再根据p1和p2求解中间变量A1、A2、B1、B2；步骤3.6，将矩阵A、p1、p2、A1、A2代入下式，获得矩阵M；步骤3.7，将矩阵B、p1、p2、B1、B2代入下式，获得零序阻抗矩阵Z；步骤3.8，将矩阵Z和矩阵M代入下式获得零序导纳矩阵Y；Y＝MZ‑1步骤3.9，由所求得的阻抗矩阵Z和导纳矩阵Y计算混压双极直流输电线路的零序电阻Ra,Rb,Rm、零序电感La,Lb,Lm、零序电容参数Ca,Cb,Cm；这里，Ra是线路a的零序自电阻，Rb是线路b的零序自电阻，Rm是线路a与线路b之间的零序互电阻；La是线路a的零序自电感，Lb是线路b的零序自电感，Lm是线路a与线路b之间的零序互电感；Ca是线路a的零序自电容，Cb是线路b的零序自电容，Cm是线路a与线路b之间的零序互电容。