本發(fā)明涉及一種基于區(qū)間運(yùn)算的分布式電源與傳統(tǒng)電廠短路電流計(jì)算方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：短路故障是發(fā)電廠中嚴(yán)重的故障，由于短路類型、發(fā)生地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的不同，短路電流的后果可能只破壞局部廠用電供電，也可能危脅整個(gè)發(fā)電廠甚至對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。隨著電廠中機(jī)組容量日益增大，目前，“大容量、高效率、低排放”的機(jī)組成為電廠的主流方式，相應(yīng)的廠用電中電動(dòng)機(jī)、電泵等輔機(jī)也呈數(shù)量級(jí)增加。傳統(tǒng)發(fā)電廠繼電保護(hù)定值整定中對(duì)短路電流的計(jì)算采用BPA/PSASP等電力系統(tǒng)仿真軟件建模并對(duì)故障點(diǎn)掃描計(jì)算，然而，由于輔機(jī)數(shù)量大、層級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因計(jì)算過(guò)程耗費(fèi)精力多，嚴(yán)重制約著整定計(jì)算工作的效率提高。針對(duì)這一問(wèn)題，研究較多的是利用序分量法進(jìn)行序網(wǎng)絡(luò)分析，通過(guò)軟件可視化界面建立廠用電設(shè)備模型，根據(jù)故障類型建立相應(yīng)的綜合序網(wǎng)絡(luò)圖。然而，該方法對(duì)系統(tǒng)大小運(yùn)行方式需重復(fù)計(jì)算，且計(jì)算工作量大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種可用于發(fā)電廠設(shè)備選型及設(shè)計(jì)、輔助發(fā)電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算中的基于區(qū)間運(yùn)算的分布式電源與傳統(tǒng)電廠短路電流計(jì)算方法，只需根據(jù)設(shè)備類型填寫與短路電流計(jì)算相關(guān)的參數(shù)，減少了工作量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明的一種基于區(qū)間運(yùn)算的分布式電源與傳統(tǒng)電廠短路電流計(jì)算方法，包括以下幾個(gè)步驟：(1)輸入發(fā)電廠設(shè)備對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)，同時(shí)輸入各電氣參數(shù)連接的上級(jí)母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)及本級(jí)母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)，所述發(fā)電廠設(shè)備包括公用設(shè)備和電氣設(shè)備；(2)手動(dòng)輸入電氣設(shè)備與公用設(shè)備的詳細(xì)參數(shù)及上下級(jí)連接設(shè)備索引表，并檢查所述電氣設(shè)備和公用設(shè)備各電氣參數(shù)是否完整，如果不完整是否存在孤島，則提示手動(dòng)修改，如果完整，則轉(zhuǎn)步驟(3)；(3)折算所述電氣設(shè)備及公用設(shè)備各電氣參數(shù)的標(biāo)么值；(4)建立本級(jí)母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)及上級(jí)母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)的索引指針；(5)根據(jù)調(diào)度發(fā)布的電廠出線系統(tǒng)最大最小運(yùn)行方式，并用區(qū)間數(shù)表示，即：Zs＝[Zmin,Zmax]，其中Zmin為最大運(yùn)行方式的系統(tǒng)阻抗值；Zmax為最小運(yùn)行方式的系統(tǒng)阻抗值；(6)搜索最大最小路徑：以綜合阻抗值Z∑作為路徑長(zhǎng)度，確定各終端設(shè)置的最大最小運(yùn)行方式，搜索的終點(diǎn)為發(fā)電廠中高廠變低壓分支連接的母線；(7)孤島檢測(cè)：如果無(wú)法完成步驟(6)中的路徑搜索，則判定為孤島，跳轉(zhuǎn)步驟(2)，否則執(zhí)行步驟(8)；(8)計(jì)算短路電流，即式中：Sb為基準(zhǔn)功率，一般取100MVA；Ub為基準(zhǔn)電壓；其中，所述綜合阻抗的標(biāo)么值為ZΣ*=SnSbZΣ]]>式中，Sn為額定功率。步驟(1)中，所述公用設(shè)備對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)為基準(zhǔn)電壓Ub和基準(zhǔn)功率；所述公用設(shè)備包括汽機(jī)變、鍋爐變、檢修、照明變等低廠變，引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、凝泵、卸船機(jī)；所述電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器和電纜；所述發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)為額定電壓、額定容量、直軸次暫態(tài)電抗X”d、直軸暫態(tài)電抗X'd、直軸電抗Xd和負(fù)序電抗X2；所述變壓器對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)為額定電壓、額定容量、負(fù)載損耗ΔP和短路阻抗u％；所述電纜對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)為電纜型號(hào)和長(zhǎng)度。步驟(1)中，通過(guò)excel表格輸入所述發(fā)電廠設(shè)備對(duì)應(yīng)的電氣參數(shù)。步驟(4)中，母線節(jié)點(diǎn)索引指針具體的建立方法如下：其中，設(shè)備等效電阻R、設(shè)備等效電抗X在設(shè)備參數(shù)填寫完畢后自動(dòng)折算；綜合等效電阻R_sum、綜合等效電抗X_sum利用索引指針確定。步驟(6)中，所述母線為10kV、6kV或3kV母線。本發(fā)明提出的基于區(qū)間運(yùn)算的短路電流計(jì)算方法，利用索引指針對(duì)電廠中各層級(jí)母線進(jìn)行編號(hào)，可用于分布式電源與傳統(tǒng)電廠的短路電流近似計(jì)算。本發(fā)明輸入發(fā)電廠設(shè)備的電氣參數(shù)，建立上級(jí)母線及本母線的索引指針尋找路徑，然后，以綜合阻抗值作為路徑長(zhǎng)度，確定各終端設(shè)置的最大最小運(yùn)行方式，最后，可以快速計(jì)算短路電流。本發(fā)明填寫參數(shù)少，只需在excel表格中根據(jù)設(shè)備類型填寫與短路電流計(jì)算相關(guān)的參數(shù)，減少工作量；另外，根據(jù)路徑搜索法可以自動(dòng)確定終端設(shè)備與高廠變低壓側(cè)進(jìn)線間的綜合阻抗。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的一種發(fā)電廠短路電流的快速計(jì)算方法工作流程圖；圖2為本發(fā)明提出的發(fā)電廠短路電流的快速計(jì)算方法所應(yīng)用的某電廠主接線圖；圖3為廠用母線等值阻抗圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明的一種基于索引指針?biāo)阉鞯亩搪冯娏骺焖儆?jì)算方法，依次包括以下步驟：(1)發(fā)電廠電氣參數(shù)填寫，主要包括如下設(shè)備：①公用部分，基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)功率②電氣設(shè)備，主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜饋線3類。發(fā)電機(jī)：額定電壓、額定容量、直軸次暫態(tài)電抗X”d(飽和值)、直軸暫態(tài)電抗X'd(飽和值)、直軸電抗Xd、負(fù)序電抗X2(飽和值)；其中，基準(zhǔn)電壓Ub一般取Uav(平均電壓)，基準(zhǔn)容量Sb可取100MVA或1000MVA。變壓器：額定電壓、額定容量、負(fù)載損耗ΔP、短路阻抗u％；電纜：電纜型號(hào)，長(zhǎng)度。各電氣參數(shù)需填寫連接的上級(jí)母線編號(hào)及本母編號(hào)。(2)參數(shù)檢查，主要檢查各電氣設(shè)備及公用設(shè)備電氣參數(shù)是否完整，若不完整則提示手動(dòng)修改。(3)參數(shù)標(biāo)么值折算。(4)建立索引指針，即本母線編號(hào)及上級(jí)母線編號(hào)的結(jié)構(gòu)體指針。structGen_Load{intupbusnum；//上母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)intbusnum；//母線節(jié)點(diǎn)編號(hào)doubleR；//設(shè)備等效電阻doubleX；//設(shè)備等效電抗doubleR_sum；//綜合等效電阻doubleX_sum；//綜合等效電抗doublevolt；//基準(zhǔn)電壓}其中，設(shè)備等效電阻R、等效電抗X可在設(shè)備參數(shù)填寫完畢后自動(dòng)折算；綜合等效電阻R_sum、綜合等效電抗X_sum需利用索引指針確定。(5)最大路徑搜索，最小路徑搜索，即確定各設(shè)置的最大最小運(yùn)行方式，搜索的終點(diǎn)為發(fā)電廠中高廠變低壓分支連接的母線，一般為10kV、6kV或3kV。(6)孤島檢測(cè)，即無(wú)法通過(guò)步驟5)完成路徑搜索，則判定為孤島，跳轉(zhuǎn)步驟2)，否則執(zhí)行步驟7)。(7)短路電流計(jì)算，即式中Z∑為終端設(shè)備至高廠變低壓分支的綜合路徑長(zhǎng)度(綜合阻抗)。其中，綜合阻抗的標(biāo)么值為ZΣ*=SnSbZΣ]]>式中，為系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的綜合聯(lián)系電抗標(biāo)么值。為了驗(yàn)證本發(fā)明所提方法的有效性，在VisualC++平臺(tái)上編制了路徑搜索法的發(fā)電廠短路電流快速計(jì)算程序(shortcurrentcalculateprogram,SCCP)。對(duì)江蘇省內(nèi)某實(shí)際發(fā)電廠的進(jìn)行試驗(yàn)。下面進(jìn)一步介紹本發(fā)明的實(shí)施例：電廠概況：該電廠2×1000MW工程中1號(hào)機(jī)與2號(hào)機(jī)及公用部分系統(tǒng)如圖2所示。1、2號(hào)機(jī)各有10kV、6kV分支，各分支有A、B二段。高備變A和B高壓側(cè)并列后通過(guò)一個(gè)500kV斷路器接入500kV升壓站。高備變A低壓側(cè)帶四個(gè)10kV廠用分支，高備變B低壓側(cè)帶四個(gè)6kV廠用分支。從6kV廠用分支引出長(zhǎng)電纜至廠區(qū)6kV水系統(tǒng)和煤系統(tǒng)。全廠10kV、6kV保護(hù)裝置共有四種型號(hào)，分別為7SJ6225綜合保護(hù)裝置、7UT6125綜合保護(hù)裝置、7SJ6025綜合保護(hù)裝置、7UT6121綜合保護(hù)裝置、7SD6005綜合保護(hù)裝置。7SJ6225綜合保護(hù)裝置普遍應(yīng)用于電源進(jìn)線間隔中，功能有限時(shí)速斷保護(hù)、復(fù)壓過(guò)流保護(hù)、零序電壓/零序電流保護(hù)；7UT6125綜合保護(hù)裝置主要用于大于2MW的變壓器間隔中，功能有差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)、短延時(shí)過(guò)流保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)、非電氣量保護(hù)；7SJ6025綜合保護(hù)裝置主要用于小于2MW的變壓器及電動(dòng)機(jī)間隔，使用的功能有速斷保護(hù)、短延時(shí)過(guò)流保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)、啟動(dòng)監(jiān)視保護(hù)、低電壓保護(hù)、非電氣量保護(hù)；7UT6121綜合保護(hù)裝置主要用于大容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)，功能有差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、接地保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)、啟動(dòng)監(jiān)視保護(hù)、低電壓保護(hù)。為此，對(duì)該電廠進(jìn)行短路電流計(jì)算。500kV系統(tǒng)運(yùn)行方式確定如下：大方式：電廠所有出線全部運(yùn)行，即系統(tǒng)為大方式，所有發(fā)電機(jī)全部運(yùn)行；小方式：電廠出線中阻抗最大的一條線路運(yùn)行，其余線路停運(yùn)，發(fā)電機(jī)一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)停機(jī)。發(fā)電機(jī)參數(shù)見表1：表1主變參數(shù)見表2：表2高廠變參數(shù)見表3：表3各電壓等級(jí)基準(zhǔn)值見表4：表4電壓等級(jí)kV基準(zhǔn)電壓(UB)kV基準(zhǔn)容量(SB)MVA基準(zhǔn)電流(IB)A50052510001099.72222100026243.21010.5100054985.733.151000183285.80.380.410001443375.7為此，得到廠用母線等值阻抗圖見圖3：利用指針?biāo)阉鞣椒?，得到各廠用設(shè)備的短路電流如下表5所示：表5以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3