一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法技术

本发明专利技术公开了一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法。本发明专利技术利用GPS技术，在不同测量方式下同步测量线路首末两端的零序电压和零序电流。根据双回非全线平行输电线路模型得到线路的传输矩阵，再根据本发明专利技术给出的停电测量方式或带电测量方式与计算方法得到待测线路的零序电阻、零序电感、零序电容多个个零序参数。本发明专利技术的方法适用于任意常见的双回线路，测量精度高，可满足工程实际的需要。可满足工程实际的需要。可满足工程实际的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法


[0001]本专利技术涉及一种输电线路零序参数精确测量方法，尤其是涉及一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法。

技术介绍

[0002]输电线路是电力系统的重要组成部分，承担着输送电能的重要作用。输电线路参数的准确性对电网的安全稳定运行具有极其重要的作用，尤其对继电保护装置的整定和故障测距有着很大的影响。
[0003]随着电力工业的高速发展，电力系统的网络构架愈加复杂。因地理环境的限制或是电力需求的影响，双回输电线路已衍生出多种架设方式，由于线路只存在部分耦合，使得沿线参数非均匀分布，即使双回线路在同电压等级下，耦合部分也并非完全对称，这使得耦合部分的自参数不相等。通常情况下，只能在线路的首末端测量电压与电流，无疑给线路参数的精确测量带来了很大的困难。
[0004]国内外已有很多学者对存在互感耦合的平行线路的零序参数测量做了大量的研究。基于集中参数模型的方法无法运用于长距离输电线路中，而基于分布参数模型的方法目前只适用于同塔全线平行线路。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决了现有技术所存在的因采用集中参数模型难以克服分布效应而无法运用于长距离输电线路的弊端，也避免了现有的分布参数模型只能运用于同塔全线平行线路的限制；提供了一种双回非全线平行输电线路零序参数测量；可同时测量多个零序参数。
[0006]本专利技术的技术方案为一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤
[0007]步骤1：定义第一输电线路各部分长度、第二输电线路各部分长度，所述的第一输电线路、第二输电线路为非全线平行输电线路；
[0008]步骤2，定义第一停电测量方式、第二停电测量方式、第三停电测量方式、第四停电测量方式，定义第一带电测量方式、第二带电测量方式、第三带电测量方式、第四带电测量方式；
[0009]步骤3，人工选择第一停电测量方式至第四停电测量方式或第一带电测量方式至第四带电测量方式作为第一零序测量方式至第四零序测量方式，利用基于GPS的同步相量测量装置，同步测量得到不同零序测量方式下零序分量；
[0010]步骤4，对不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量，根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵，根据传输矩阵求解第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗、第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗，根据第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第一输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，根据第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第
二输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，计算第一输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容以及第二输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容，计算第一特征中间变量第四特征中间变量，计算第一元素中间变量第四元素中间变量，结合第一特征中间变量第四特征中间变量计算第一特征根、第二特征根，结合第一特征根、第二特征根计算第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量，根据第一元素中间变量第四元素中间变量、第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量、第一特征根、第二特征计算阻抗矩阵，根据阻抗矩阵以及第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量计算导纳矩阵，根据阻抗矩阵以及导纳矩阵，计算得到第一输电线路耦合部分的零序自阻抗、第一输电线路耦合部分的零序自导纳、第二输电线路耦合部分的零序自阻抗、第二输电线路耦合部分的零序自导纳、耦合部分的零序互阻抗、耦合部分的零序互导纳，实现零序参数测量；
[0011]作为优选，步骤1所述定义第一输电线路为：
[0012]第一输电线路首端至第一输电线路的耦合部分首端的长度为l1；
[0013]第一输电线路的耦合部分末端至第一输电线路末端的长度为l4；
[0014]第一输电线路的耦合部分首端至第一输电线路的耦合部分末端即第一输电线路耦合部分的长度为l3；
[0015]第一输电线路首端至第一输电线路末端即第一输电线路的长度为l1+l3+l4，
[0016]步骤1所述定义第二输电线路为：
[0017]第二输电线路首端至第二输电线路的耦合部分首端的长度为l2；
[0018]第二输电线路的耦合部分末端至第二输电线路末端的长度为l5；
[0019]第二输电线路的耦合部分首端至第二输电线路的耦合部分末端即第二输电线路耦合部分为l3；
[0020]第二输电线路首端至第二输电线路末端即第二输电线路的长度为l2+l3+l5；
[0021]所述耦合部分为第一输电线路与第二输电线路耦合的部分；
[0022]作为优选，步骤2所述第一停电测量方式为：
[0023]第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端悬空，末端接地；
[0024]步骤2所述第二停电测量方式为：
[0025]第一输电线路首端悬空，末端接地；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；
[0026]步骤2所述第三停电测量方式为：
[0027]第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端接地，末端接地；
[0028]步骤2所述第四停电测量方式为：
[0029]第一输电线路首端接地，末端接地；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；
[0030]步骤2所述第一带电测量方式为：
[0031]第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路正常带电运行；
[0032]步骤2所述第二带电测量方式为：
[0033]第一输电线路正常带电运行；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；
[0034]步骤2所述第三带电测量方式为：
[0035]第一输电线路首端加单相电源，末端悬空；第二输电线路正常带电运行；
[0036]步骤2所述第四带电测量方式为：
[0037]第一输电线路正常带电运行；第二输电线路首端加单相电源，末端悬空；
[0038]所述悬空表示三相短接并开路；
[0039]作为优选，步骤3所述不同零序测量方式下零序分量包括：
[0040]不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压与零序电流。
[0041]所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压为：
[0042]U
k,1,s
,k∈[1,4][0043]其中，U
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压；
[0044]所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流为:
[0045]I
k,1,s
,k∈[1,4][0046]其中，I
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义第一输电线路各部分长度、第二输电线路各部分长度，所述的第一输电线路、第二输电线路为非全线平行输电线路；步骤2，定义第一停电测量方式、第二停电测量方式、第三停电测量方式、第四停电测量方式，定义第一带电测量方式、第二带电测量方式、第三带电测量方式、第四带电测量方式；步骤3，人工选择第一停电测量方式至第四停电测量方式或第一带电测量方式至第四带电测量方式作为第一零序测量方式至第四零序测量方式，利用基于GPS的同步相量测量装置，同步测量得到不同零序测量方式下零序分量；步骤4，对不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量，根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵，根据传输矩阵求解第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗、第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗，根据第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第一输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，根据第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第二输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，计算第一输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容以及第二输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容，计算第一特征中间变量第四特征中间变量，计算第一元素中间变量第四元素中间变量，结合第一特征中间变量第四特征中间变量计算第一特征根、第二特征根，结合第一特征根、第二特征根计算第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量，根据第一元素中间变量第四元素中间变量、第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量、第一特征根、第二特征计算阻抗矩阵，根据阻抗矩阵以及第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量计算导纳矩阵，根据阻抗矩阵以及导纳矩阵，计算得到第一输电线路耦合部分的零序自阻抗、第一输电线路耦合部分的零序自导纳、第二输电线路耦合部分的零序自阻抗、第二输电线路耦合部分的零序自导纳、耦合部分的零序互阻抗、耦合部分的零序互导纳，实现零序参数测量。2.根据权利要求1所述的双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于：步骤1所述定义第一输电线路为：第一输电线路首端至第一输电线路的耦合部分首端的长度为l1；第一输电线路的耦合部分末端至第一输电线路末端的长度为l4；第一输电线路的耦合部分首端至第一输电线路的耦合部分末端即第一输电线路耦合部分的长度为l3；第一输电线路首端至第一输电线路末端即第一输电线路的长度为l1+l3+l4，步骤1所述定义第二输电线路为：第二输电线路首端至第二输电线路的耦合部分首端的长度为l2；第二输电线路的耦合部分末端至第二输电线路末端的长度为l5；第二输电线路的耦合部分首端至第二输电线路的耦合部分末端即第二输电线路耦合部分为l3；第二输电线路首端至第二输电线路末端即第二输电线路的长度为l2+l3+l5；所述耦合部分为第一输电线路与第二输电线路耦合的部分。3.根据权利要求1所述的双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在
于：步骤2所述第一停电测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端悬空，末端接地；步骤2所述第二停电测量方式为：第一输电线路首端悬空，末端接地；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；步骤2所述第三停电测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端接地，末端接地；步骤2所述第四停电测量方式为：第一输电线路首端接地，末端接地；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；步骤2所述第一带电测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路正常带电运行；步骤2所述第二带电测量方式为：第一输电线路正常带电运行；第二输电线路首端加单相电源，末端接地；步骤2所述第三带电测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端悬空；第二输电线路正常带电运行；步骤2所述第四带电测量方式为：第一输电线路正常带电运行；第二输电线路首端加单相电源，末端悬空；所述悬空表示三相短接并开路。4.根据权利要求1所述的双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于：步骤3所述不同零序测量方式下零序分量包括：不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压与零序电流；所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压为：U
k,1,s
,k∈[1,4]其中，U
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流为:I
k,1,s
,k∈[1,4]其中，I
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压为：U
k,2,s
,k∈[1,4]其中，U
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流为:I
k,2,s
,k∈[1,4]其中，I
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压为：U
k,1,m
,k∈[1,4]其中，U
k,1,m
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压；
所述不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电流为:I
k,1,m
,k∈[1,4]其中，I
k,1,m
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电流；所述不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压为：U
k,2,m
,k∈[1,4]其中，U
k,2,m
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压；所述不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电流为:I
k,2,m
,k∈[1,4]其中，I
k,2,m
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电流。5.根据权利要求1所述的双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于：步骤4所述不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量为：第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压即U
k,1,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电压即第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流即I
k,1,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电流即第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压即U

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志坚，高明鑫，倪识远，陈锦鹏，林铭蓉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：