專利名稱：一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法。
背景技術(shù)：
短路電流分析計(jì)算的目的是評(píng)價(jià)電網(wǎng)短路水平，從整體上校核電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為斷路器遮斷容量選擇提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定提供決策依據(jù)。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電源不斷投產(chǎn)，電網(wǎng)的聯(lián)系越來越緊密，電網(wǎng)的短路電流進(jìn)一步增大，尤其是500kV電網(wǎng)短路電流水平不斷攀升，國(guó)內(nèi)許多大電網(wǎng)相繼出現(xiàn)了短路電流超標(biāo)問題，嚴(yán)重影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在短路電流大范圍超標(biāo)的形勢(shì)下，對(duì)每個(gè)超標(biāo)站點(diǎn)進(jìn)行斷路器設(shè)備更換不但投資巨大，而且難以實(shí)施，甚至面臨無斷路器可用的窘境。而各種短路電流限制措施有不同的適用范圍、限流效果和經(jīng)濟(jì)投資，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響也有所不同。目前，500kV變電站廣泛采用3/2接線方式(附圖1)。正常運(yùn)行方式下所有斷路器都閉合，兩組母線同時(shí)運(yùn)行，任一條母線或線路發(fā)生故障，與它相連的斷路器自動(dòng)斷開，不會(huì)引起其它回路的停電。為了限制500kV短路電流，生產(chǎn)運(yùn)行單位通常采取線路出串運(yùn)行方式調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu),控制電網(wǎng)的短路電流水平。線路出串運(yùn)行方式在減小短路電流的同時(shí)，兼顧了潮流運(yùn)行的可靠性，在限制500kV電網(wǎng)的短路電流超標(biāo)問題中得到了廣泛應(yīng)用。在3/2接線方式的500kV變電站內(nèi)采用線路出串運(yùn)行是限制短路電流的一種措施，為了選擇合適的線路出串運(yùn)行方式，按常規(guī)分析方法，對(duì)于每種不同的線路出串方式都要先進(jìn)行拓?fù)浞治觯?jì)算短路節(jié)點(diǎn)的自阻抗，再根據(jù)計(jì)算短路電流，最后比較選擇短路電流最小的運(yùn)行方式。這種方法計(jì)算量大，耗時(shí)長(zhǎng)，影響了在線應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的是提供一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，通過構(gòu)建合適的等值電路模擬線路出串運(yùn)行方式，在初始運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣基礎(chǔ)上，利用補(bǔ)償法快速修正線路出串運(yùn)行后短路節(jié)點(diǎn)的自阻抗，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算、比較不同線路出串運(yùn)行方式限制短路電流的功能，在眾多可能的線路出串運(yùn)行方式中選擇合適的方案。利用線路出串運(yùn)行限制電網(wǎng)短路電流時(shí)，需要在眾多可能的線路出串運(yùn)行方式中選擇合適的方案。提高不同線路出串運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算速度，提供線路出串運(yùn)行限制短路電流的快速?zèng)Q策方法。實(shí)際運(yùn)行電網(wǎng)中不同的線路出串運(yùn)行方式對(duì)短路電流的限制效果不同，通過選擇合適的線路出串運(yùn)行方式來有效限制短路電流，為安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式提供幫助，確保電網(wǎng)短路電流不超標(biāo)。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟:
I)計(jì)算電網(wǎng)初始運(yùn)行方式下的阻抗矩陣以及節(jié)點(diǎn)短路電流；2)構(gòu)建線路出串運(yùn)行對(duì)應(yīng)的等值電路，快速計(jì)算不同線路出串運(yùn)行下節(jié)點(diǎn)阻抗變化量；3)選擇阻抗變化最大時(shí)的出串運(yùn)行方式，計(jì)算對(duì)應(yīng)的短路電流。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為:與常規(guī)短路電流計(jì)算方法相比，本發(fā)明計(jì)算速度快，能夠滿足短路電流限制措施的快速分析需求。本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)于給定的運(yùn)行方式，只要先形成一次全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，在此基礎(chǔ)上通過構(gòu)建合適的等值電路模擬線路出串運(yùn)行方式，利用補(bǔ)償法快速修正線路出串運(yùn)行后短路節(jié)點(diǎn)的自阻抗，可以快速計(jì)算、比較不同線路出串運(yùn)行方式限制短路電流的效果，在眾多可能的線路出串運(yùn)行方式中選擇合適的方案。與常規(guī)短路電流計(jì)算方法相比，本發(fā)明計(jì)算速度快，能夠滿足短路電流限制措施的在線分析需求。


圖1為變電站內(nèi)的線路出串運(yùn)行接線2為本發(fā)明提供的線路開斷等值3為本發(fā)明提 供的線路出串運(yùn)行等值圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例I)計(jì)算電網(wǎng)初始運(yùn)行方式下的阻抗矩陣Z，按式(I)計(jì)算電網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)k處通過阻抗Xf發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流:
權(quán)利要求
1.一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 1)計(jì)算電網(wǎng)初始運(yùn)行方式下的阻抗矩陣以及節(jié)點(diǎn)短路電流； 2)構(gòu)建線路出串運(yùn)行對(duì)應(yīng)的等值電路，快速計(jì)算不同線路出串運(yùn)行下節(jié)點(diǎn)阻抗變化量; 3)選擇阻抗變化最大時(shí)的出串運(yùn)行方式，計(jì)算對(duì)應(yīng)的短路電流。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述計(jì)算阻抗矩陣，包括 設(shè)η節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣為Ζ，在節(jié)點(diǎn)1、j之間增加阻抗為Xij支路ij后，阻抗陣中每個(gè)元素的值都將改變，新阻抗矩陣Z’的P行q列元素的計(jì)算公式為:
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述計(jì)算阻抗矩陣，包括 節(jié)點(diǎn)1、j之間的阻抗為的線路開斷，相當(dāng)于在原網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)1、j之間再并聯(lián)接入一阻抗為-Xu的線路，對(duì)應(yīng)的阻抗矩陣Z”的計(jì)算公式為:
4.如權(quán)利要求1所述的一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述計(jì)算不同線路出串運(yùn)行下節(jié)點(diǎn)阻抗變化量，包括 設(shè)線路im的阻抗為Xim,線路jm的阻抗為Xjm，初始運(yùn)行方式下線路im和線路jm在節(jié)點(diǎn)m處連接，當(dāng)線路im和jm在節(jié)點(diǎn)m處出串運(yùn)行時(shí),相當(dāng)于先分別開斷線路im和jm,然后在節(jié)點(diǎn)i和j之間再接入一阻抗為xim+x>的線路，線路出串運(yùn)行后的節(jié)點(diǎn)k的自阻抗計(jì)算過程分3步完成: a)線路im開斷，相當(dāng)于在原網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i和m之間接入阻抗為-Xim的等值支路，按式(2)修正阻抗矩陣中節(jié)點(diǎn)k，i，j，m相關(guān)元素
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，其特征在于，所述計(jì)算阻抗變化最大時(shí)出串運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的短路電流，包括 選擇阻抗變化量I AZkkI最大時(shí)對(duì)應(yīng)的線路出串運(yùn)行方式，這對(duì)減小節(jié)點(diǎn)k的短路電流最為有效，電網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)k處通過阻抗Xf發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算公式為:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用線路出串運(yùn)行限制短路電流的分析方法，所述方法包括下述步驟1)計(jì)算電網(wǎng)初始運(yùn)行方式下的阻抗矩陣以及節(jié)點(diǎn)短路電流；2)構(gòu)建線路出串運(yùn)行對(duì)應(yīng)的等值電路，快速計(jì)算不同線路出串運(yùn)行下節(jié)點(diǎn)阻抗變化量；3)選擇阻抗變化最大時(shí)的出串運(yùn)行方式，計(jì)算對(duì)應(yīng)的短路電流。本發(fā)明提供的技術(shù)方案應(yīng)用于電力系統(tǒng)短路電流的分析計(jì)算以及短路電流限制方案的快速分析決策。實(shí)際運(yùn)行電網(wǎng)中不同的線路出串運(yùn)行方式對(duì)短路電流的限制效果不同，通過選擇合適的線路出串運(yùn)行方式來有效限制短路電流，為安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式提供幫助，確保電網(wǎng)短路電流不超標(biāo)。
文檔編號(hào)H02H9/02GK103219719SQ201310091058
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者於益軍, 姚建國(guó), 楊勝春, 楊爭(zhēng)林, 馮樹海, 李峰, 王勇, 湯必強(qiáng), 王禮文, 劉俊, 石飛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院