【技术实现步骤摘要】
具有多个多相母线的电网中的故障分析
本申请涉及电网,并且更具体地涉及用于电网的故障分析。
技术介绍
用于电力配电系统的配电管理系统(DMS)使用配电网络的系统模型以及假设的故障位置、类型和故障阻抗通过在测量的故障电流与预测的故障电流之间的模式匹配来识别故障位置。常规的基于对称分量的方法不适合于在构建和操作两者中都不平衡的配电系统。需要基于相位的方法用于准确分析。然而由于个别相位的显式表示所产生的大量节点,即使对于中等馈线,所得系统仍然可能很大。基于阻抗的方法既存储密集又耗费时间。基于导纳矩阵的方法在存储效率上高得多,但是耗费时间。基于补偿和基于矩阵求逆引理的方法据称减少与反复地对导纳矩阵求逆相关联的计算负担。然而这些常规方法对于在具有各种故障类型的许多母线位置处的反复故障分析而言计算密集并且涉及到构建和因式分解导纳矩阵,或者甚至为每个故障位置和故障类型对导纳矩阵求逆。使用对称分量的传统方法也可以处理不平衡故障,但是不能处理不平衡网络建模。
技术实现思路
根据本文描述的示例实施例,可以在电网中、比如在电力输电或者配电系统中的许多位置处在很高效的过程中执行反复故障分析,而仅有故障前导纳矩阵的单次因式分解而没有因式分解的后续更新。所研究的系统和所分析的故障两者都可以是平衡的或者不平衡的。运用故障前系统的稀疏导纳建模以执行故障分析,无论分析的故障类型和位置的数目如何,该故障分析都使用相同的因式分解的故障前导纳矩阵。根据用于具有多个多相母线的电网的故障分析的方法的一个实施例,该方法包括:针对感兴趣的多相母线计算等效电路,每个等效电路包括N×N阻抗矩阵,其中N对应于针对其 ...
【技术保护点】
一种用于具有多个多相母线的电网的故障分析的方法,所述方法包括:针对感兴趣的所述多相母线计算等效电路,每个等效电路包括N×N阻抗矩阵,其中N对应于针对其计算所述等效电路的所述多相母线的相位的数目;基于多个实验电流注入矢量所产生的电压以及因式分解的故障前导纳矩阵,确定所述阻抗矩阵的元素,所述故障前导纳矩阵代表无故障的所述多相母线的节点导纳;针对感兴趣的每个多相母线和故障类型基于针对所述多相母线确定的所述等效电路确定故障电流注入矢量;并且针对感兴趣的每个多相母线和故障类型基于所述因式分解的故障前导纳矩阵以及针对所述多相母线和故障类型确定的所述故障电流注入矢量确定故障电压矢量。
【技术特征摘要】
2012.08.14 US 61/682,857;2013.07.19 US 13/946,6441.一种用于具有多个多相母线的电网的故障分析的方法,所述方法包括:针对感兴趣的所述多相母线计算等效电路,每个等效电路包括N×N阻抗矩阵,其中N对应于针对其计算所述等效电路的所述多相母线的相位的数目;基于多个实验电流注入矢量所产生的电压以及因式分解的故障前导纳矩阵,确定所述阻抗矩阵的元素,所述故障前导纳矩阵代表无故障的所述多相母线的节点导纳;针对感兴趣的每个多相母线和故障类型基于针对所述多相母线确定的所述等效电路确定故障电流注入矢量;并且针对感兴趣的每个多相母线和故障类型基于所述因式分解的故障前导纳矩阵以及针对所述多相母线和故障类型确定的所述故障电流注入矢量确定故障电压矢量。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述等效电路是戴维南等效电路,每个戴维南等效电路进一步包括N×1电压源矢量,所述N×1电压源矢量具有被确定为在分析中的所述对应母线处的故障前电压的元素。3.根据权利要求1所述的方法,其中针对感兴趣的每个多相母线确定的所述实验电流注入矢量具有与该母线的每相对应的单位值元素和其他的零值元素。4.根据权利要求3所述的方法,其中确定所述阻抗矩阵的所述元素包括:针对每个阻抗矩阵,求解所述阻抗矩阵的所述元素为从所述故障前导纳矩阵因式分解的下三角矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的上三角矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的置换矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的列重新排序矩阵以及针对对于其计算所述阻抗矩阵的所述多相母线确定的所述实验电流注入矢量的函数。5.根据权利要求1所述的方法,其中针对感兴趣的每个多相母线和故障类型确定的所述故障电流注入矢量具有与所述母线的所述相位对应的非零值元素和其他的零值元素。6.根据权利要求5所述的方法,其中针对感兴趣的每个多相母线和故障类型确定所述故障电压矢量包括,针对感兴趣的每个多相母线和故障类型求解所述故障电压矢量的每个元素为从所述故障前导纳矩阵因式分解的下三角矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的上三角矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的置换矩阵、从所述故障前导纳矩阵因式分解的列重新排序矩阵以及针对所述多相母线和故障类型确定的所述故障电流注入矢量的函数。7.根据权利要求1所述的方法,其中针对感兴趣的每个多相母线和故障类型确定所述故障电流注入矢量包括:针对感兴趣的每个多相母线和故障类型,基于针对所述多相母线确定的所述等效电路计算故障后电流矢量;以及将每个故障后电流矢量与代表所述电网的电流源节点的复数源电流矢量相加,以针对感兴趣的每个多相母线和故障类型确定所述故障电流矢量。8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括基于所述故障前导纳矩阵和针对感兴趣的每个多相母线确定的所述故障电压矢量,计算所述多相母线上的故障电流。9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括:测量所述电网中的一个或者多个故障电流;以及将所述一个或者多个测量的故障电流与所述计算的故障电流比较,以识别所述电网中的一个或者多个可能故障条件。10.一种用于针对具有多个多相母线的电网执行故障分析的设备,所述设备包括:用于针对感兴趣的所述多相母线计算等效电路的装置,每个等效电路包括N×N阻抗矩阵,其中N对应于针对其计算所述等效电路的所述多相母线的相位的数目;用于确定电压源矢量的元素为在故障分析之下的每个母线处的故障前电压的装置;用于基于多个实验电流注入矢量所产生的电压以及因式分解的故障前导纳矩阵,确定所述阻抗矩阵的元素的装置,所述故障前导纳矩阵代表无故障的所述多相母线的节点导纳;用于针对感兴趣...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯晓鸣,C·克吕佩尔,W·L·彼得森,
申请(专利权)人:ABB研究有限公司,
类型:发明
国别省市:瑞士;CH
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