基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自適應(yīng)短路計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開(kāi)了基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自適應(yīng)短路計(jì)算方法，屬于煤礦 高壓供電網(wǎng)絡(luò)短路計(jì)算領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦井高壓供電系統(tǒng)隸屬于配電網(wǎng)，為6kV或IOkV等級(jí)。在配電網(wǎng)中往往存在環(huán)狀 網(wǎng)絡(luò)或多電源同時(shí)供電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而礦井高壓供電系統(tǒng)一般使用兩個(gè)電源，并且這兩個(gè) 電源采用分列運(yùn)行方式，或者是一路使用一路備用，屬于單電源開(kāi)式電網(wǎng)，為輻射形樹(shù)狀網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)。礦井高壓供電系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，如何基于其供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建適應(yīng)性強(qiáng) 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，?shí)現(xiàn)礦井高壓電網(wǎng)的自適應(yīng)短路計(jì)算是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
[0003] 文獻(xiàn)"66KV及以下電網(wǎng)短路計(jì)算的新方法"和文獻(xiàn)"少環(huán)配電網(wǎng)短路故障計(jì)算新 方法"中提出一種新的故障短路電流計(jì)算方法，該方法針對(duì)配電網(wǎng)輻射狀少環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 將環(huán)網(wǎng)解環(huán)為輻射狀網(wǎng)絡(luò)，直接利用輻射狀網(wǎng)絡(luò)的支路阻抗參數(shù)計(jì)算其故障短路電流。文 獻(xiàn)"一種輻射型配電網(wǎng)短路電流實(shí)用算法"針對(duì)三相對(duì)稱及不對(duì)稱配電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，采 用相域分析，針對(duì)實(shí)際的三相模型提出了一種基于故障電流補(bǔ)償?shù)呐潆娋W(wǎng)短路電流計(jì)算方 法。文獻(xiàn)"變結(jié)構(gòu)模型短路電流計(jì)算方法"和文獻(xiàn)"基于變結(jié)構(gòu)模型的電氣設(shè)備短路電流計(jì) 算"提出一種變結(jié)構(gòu)模型短路電流計(jì)算方法，用一條阻抗為零的支路來(lái)模擬斷路器，利用變 結(jié)構(gòu)、變參數(shù)的分析方法，求出當(dāng)斷路器兩端發(fā)生故障時(shí)，流經(jīng)斷路器兩端的短路電流。文 獻(xiàn)"兩種實(shí)用短路計(jì)算方法分析"中提出了兩種實(shí)用的短路電流計(jì)算方法。一種是基于轉(zhuǎn) 移阻抗完成計(jì)算，另一種則是采用電源支路電流來(lái)計(jì)算，而具體使用哪種方法，取決于系統(tǒng) 電源的性質(zhì)。上述文獻(xiàn)針對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，雖然提出了多種短路電流計(jì)算方法，但沒(méi) 有從配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷慕嵌冗M(jìn)行綜合分析實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)短路計(jì)算。
[0004] 文獻(xiàn)"基于疊加原理的配電網(wǎng)短路電流計(jì)算"和文獻(xiàn)"配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c短路電 流計(jì)算的實(shí)現(xiàn)"提出一種新方法，針對(duì)配電網(wǎng)的輻射狀特點(diǎn)，基于廣度優(yōu)先搜索的支路分層 方法完成配電網(wǎng)拓?fù)浞治?，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)短路電流計(jì)算。文獻(xiàn)"鏈表拓?fù)?環(huán)境下基于配網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的多源有環(huán)短路計(jì)算"針對(duì)當(dāng)前分布式電源并入電網(wǎng)帶來(lái)的多電 源少環(huán)網(wǎng)等特點(diǎn)，基于搜索算法對(duì)發(fā)生短路的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速短路計(jì)算。文獻(xiàn)"配電網(wǎng)短路 故障的新算法"通過(guò)分析配電網(wǎng)的有向拓?fù)鋱D，基于搜索算法完成節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)編號(hào)，以此為 基礎(chǔ)直接建立配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型節(jié)點(diǎn)線段關(guān)聯(lián)矩陣，并使用該關(guān)聯(lián)矩陣完成配電網(wǎng)短路計(jì) 算。文獻(xiàn)"基于疊加原理的配電網(wǎng)短路電流計(jì)算"、文獻(xiàn)"配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c短路電流計(jì) 算的實(shí)現(xiàn)"、文獻(xiàn)"鏈表拓?fù)洵h(huán)境下基于配網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的多源有環(huán)短路計(jì)算"和文獻(xiàn)"配電網(wǎng) 短路故障的新算法"基于搜索算法構(gòu)建配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ蜁r(shí)需要建立反映拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鏈 表，通過(guò)處理鏈表實(shí)現(xiàn)拓?fù)浞治?，其不可避免需要采用遞歸的實(shí)現(xiàn)形式，因此編程和維護(hù)較 復(fù)雜，效率較低。
[0005] 在文獻(xiàn)"一種基于關(guān)聯(lián)矩陣的礦井高壓供電系統(tǒng)自動(dòng)短路計(jì)算方法"中，基于關(guān)聯(lián) 矩陣提出了一種礦井高壓電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治瞿Ｐ?，能夠?qū)崿F(xiàn)礦井高壓電網(wǎng)的自動(dòng)短路計(jì) 算。但其只能針對(duì)分列方式下運(yùn)行的礦井高壓電網(wǎng)完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，?dāng)?shù)V井高壓電網(wǎng)發(fā) 生過(guò)流故障時(shí)，高壓供電系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，供電關(guān)系對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系 也會(huì)隨之改變；而該文獻(xiàn)提出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治瞿Ｐ?，無(wú)法對(duì)故障方式下運(yùn)行的礦井高壓供 電系統(tǒng)完成自適應(yīng)的拓?fù)鋵W(xué)習(xí)，也就無(wú)法基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的變化實(shí)現(xiàn)礦井高壓電網(wǎng)的自 適應(yīng)短路計(jì)算。
[0006] 本發(fā)明基于礦井高壓供電系統(tǒng)特點(diǎn)，提出了基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自 適應(yīng)短路計(jì)算方法。該方法依據(jù)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同獲得相應(yīng)的支路節(jié)點(diǎn)和支路節(jié)點(diǎn)供電 關(guān)系關(guān)聯(lián)矩陣，構(gòu)造礦井高壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，能夠很方便地完成礦井高壓供電 系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浔孀R(shí)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)短路計(jì)算功能。該方法結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，分 析過(guò)程清晰，維護(hù)復(fù)雜度低，擴(kuò)展性較好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 依據(jù)礦井高壓供電系統(tǒng)的供電關(guān)系，生成母線節(jié)點(diǎn)和支路接點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣 2和5。針對(duì)礦井高壓供電系統(tǒng)，以變電所母線為母線節(jié)點(diǎn)、以高壓出線開(kāi)關(guān)連接的支路作 為支路節(jié)點(diǎn)，如果母線節(jié)點(diǎn)有《個(gè)，支路節(jié)點(diǎn)有《個(gè)，則依據(jù)礦井高壓供電系統(tǒng)圖中電氣設(shè) 備之間的連接關(guān)系生成母線節(jié)點(diǎn)和支路節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣A(?行《列，以母線節(jié)點(diǎn)順序號(hào)為 行號(hào)，以支路節(jié)點(diǎn)順序號(hào)為列號(hào)）和S (?行《列，以支路節(jié)點(diǎn)順序號(hào)為行號(hào)，以母線節(jié)點(diǎn)順 序號(hào)為列號(hào))，具體步驟如下： (1) 在生成關(guān)聯(lián)矩陣J的過(guò)程中，2中第i行第J列的元素用4表示，如果第?行的行 號(hào)1'對(duì)應(yīng)的母線節(jié)點(diǎn)由第J列的列號(hào)對(duì)應(yīng)的支路節(jié)點(diǎn)供電，則4 =1，否則Λ；/ = 0，關(guān)聯(lián)矩
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自適應(yīng)短路計(jì)算方法，其特征在于，所描述的自 適應(yīng)短路計(jì)算方法包括如下步驟： 步驟11，依據(jù)礦井高壓供電系統(tǒng)的供電關(guān)系，生成母線節(jié)點(diǎn)和支路接點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣 和忍； 步驟12,依據(jù)礦井高壓供電系統(tǒng)圖中電氣設(shè)備之間的連接關(guān)系生成母線節(jié)點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣U和F; 步驟13，依據(jù)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉狀態(tài)、關(guān)聯(lián)矩陣^和關(guān)聯(lián)矩陣?^生成母線節(jié)點(diǎn) 和聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣?咕、&V，W及母線節(jié)點(diǎn)與母線節(jié)點(diǎn)供電關(guān)聯(lián)矩陣; 步驟14,依據(jù)單向圖的連通性，由矩陣、-Vs和開(kāi)關(guān)狀態(tài)矩陣,5計(jì)算支路節(jié)點(diǎn) 與支路節(jié)點(diǎn)供電關(guān)系的關(guān)聯(lián)矩陣G(?行《列）； 步驟15,依據(jù)支路節(jié)點(diǎn)和支路節(jié)點(diǎn)供電關(guān)系的最終關(guān)聯(lián)矩陣G完成礦井高壓電網(wǎng)自 適應(yīng)短路計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自適應(yīng)短路計(jì)算方法，其 特征在于，在步驟11中，主要進(jìn)行如下步驟： 步驟21、在生成關(guān)聯(lián)矩陣^的過(guò)程中，j中第!'行第j列的元素用表示，如果第f行 的行號(hào)i對(duì)應(yīng)的母線節(jié)點(diǎn)由第J列的列號(hào)對(duì)應(yīng)的支路節(jié)點(diǎn)供電，則=1，否則= 0，關(guān) 聯(lián)矩陣
； 步驟22、在生成關(guān)聯(lián)矩陣S的過(guò)程中，5中第！行第j列的元素用表示，如果第f行 的行號(hào)/對(duì)應(yīng)的支路節(jié)點(diǎn)由第j列的列號(hào)對(duì)應(yīng)的母線節(jié)點(diǎn)供電，則^ =1，否則^ =0,關(guān) 聯(lián)矩陣
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的礦井高壓電網(wǎng)自適應(yīng)短路計(jì)算方法，其 特征在于，在步驟12中，主要進(jìn)行如下步驟： 步驟31、在生成關(guān)聯(lián)矩陣U的過(guò)程中，U中第y于第j列的元素