平行线路不平衡度分析方法技术

一种平行线路不平衡度分析方法，涉及供电或配电的电路装置或系统，尤其涉及一种输电网络多回平行线路不平衡度分析的方法，包括以下步骤：确定多回平行线路的原始序参数矩阵；确定多回平行线路的简化序参数矩阵；建立平行线路不平衡度分析模型：确定两端口系统的戴维南等值电源和阻抗；对平行线路不平衡度分析模型的多回平行线路部分和外部两端口系统联立求解，获得多回平行线路各回线路的电流和各节点电压；计算线路不平衡度及系统不平衡度；使用不平衡度指标评估线路不平衡度对线路的影响。该方法反映出对系统运行可能产生较大影响的因素，简化了计算流程，提高了处理效率，为平行线路设计建设及运行维护提供有效的仿真分析设计工具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供电或配电的电路装置或系统，尤其涉及一种通过推导、计算或其他方式处理电变量，实现输电网络多回平行线路不平衡度分析的方法。
技术介绍
电网输送能力不足问题，是当今乃至今后相当长一段时间内困扰我国电网发展的一个关键制约因素。我国人口众多，土地资源非常紧张，电网建设用地和地区经济发展用地之间的矛盾日益突出。为充分利用线路走廊，提高单位走廊面积的输送能力，提高电网输送能力，我国在电网规划、建设、改造中，大力推广大同塔双(多)回线、紧凑型线路等先进适用 技术的应用工作，合理归并走廊，减小占地面积。同塔双(多)回线、紧凑型线路的建设一方面有效地增加了电网输送能力，另一方面由于平行间距较小，线路间的电磁感应和电容耦合较大，感应电流电压将对线路的序电流、潜供电流产生影响，从而危及电网的安全稳定运行。平行线路结构和组成多样，例如平行类型就有同塔线路、同一输电通道非同塔线路、同一输电通道同塔线路对非同塔线路，同一输电通道同塔线路对同塔线路等。由于超高压电网平行线路结构的特殊性，对电网的影响也与普通线路区别较大，例如改变了系统潮流的分布、同塔线路回数的加多增加了短路故障的概率和降低了系统的暂态稳定性、线路参数的不平衡引起系统运行的不平衡、潜供电流的增大造成的单相重合时间的延长等等。平行线路的线路参数是影响电网安全运行的主要因素，根据不同分析目的建立不同的平行线路理论模型、分析评估平行线路不平衡度、潜供电流在不同运行工况下的大小及变化趋势，总结可能对不平衡度、潜供电流影响程度较为严重及影响较小的工况并提出相应的工程建议，这对于指导平行线路在电网中的规划、设计、试验和运行，提高电网安全稳定水平有着重要的意义。未换位时，平行线路每回线的正序、负序、零序电抗之间不仅存在耦合，而且，每回线路的正序、负序、零序电抗与其他线路的正序、负序、零序电抗之间也均存在耦合。假设外电网参数平衡，通过平行线路正序和负序、零序之间的参数耦合，正常运行时系统将产生负序和零序电流电压分量，这不仅对线路保护的设计和整定带来困难，而且负序量的存在直接造成同步发电机绕组的发热、对同步发电机的安全运行造成威胁。中国专利技术专利申请“同杆多回架空输电线路不同方式下零序等值阻抗计算方法”(专利技术专利申请号200810024474. 4公开号CN 101246190A)公开了一种同杆多回架空输电线路不同方式下零序等值阻抗计算方法，其目的是为了大大减少线路参数的人工测量组合，为继电保护整定、线路参数测试节约时间，提高效率。中国专利技术专利申请“一种同塔双回直流输电线路直流侧谐波电流的计算方法”(专利技术专利申请号=201110052148. 6公开号CN102157930A)公开了一种同塔双回直流输电线路直流侧谐波电流的计算方法，包括(I)对同塔双回直流输电线路进行分段；(2)计算出同塔双回直流输电线路整段和每一分段的导纳矩阵；(3)计算出同塔双回直流输电线路每一分段上的直流侧谐波电流。这两项专利技术专利申请涉及到同塔多回输电线路的计算方法，但都未解决平行线路不平衡度分析问题。鉴于平行线路不平衡度分析的复杂性，目前国内外尚无现成的分析手段。建立适用的平行线路不平衡度分析模型，进行平行线路不同运行工况下的不平衡度评估，针对可能出现的问题，进行相位排列优化以减少线路的不平衡度等，对于电网平行线路的建设和运行具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，通过平行线路不平衡度的建模分析，进行平行线路不同运行工况下的不平衡度评估，进行相位排列优化以减少线路的不平衡度。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种，使用计算机程序模拟多回平行线路的运行工 况，分析平行线路的不平衡度，其特征在于包括以下步骤S100)根据平行线路的塔型、平行类型、平行长度、平行间距和相位布置，以卡森模型为基础，计算多回平行线路的电阻、电抗和电纳，确定多回平行线路的原始序参数矩阵；S200)从所述的原始序参数矩阵中，取每回线路的3条线的自阻抗平均值，作为该回线路的自阻抗；取每回线路的3条线的互阻抗平均值，作为该回线路的互阻抗；取每回线路的3条线与其他回线路的3条线之间的互阻抗平均值，作为对应两回线路的互阻抗；确定多回平行线路的简化序参数矩阵；S300)采用电力系统故障分析的方法，建立平行线路不平衡度分析模型把多回平行线路作为故障部分，多回平行线路的每回线路表示为一回等效支路，把平行线路以外部分作为一个两端口系统；S400)使用电力系统仿真分析工具，利用所述的简化序参数矩阵进行潮流计算，确定所述两端口系统的戴维南等值电源和阻抗；S500)对平行线路不平衡度分析模型的多回平行线路部分和外部两端口系统联立求解，获得多回平行线路各回线路的电流和各节点电压；S600)将平行线路的不平衡度定义为线路不平衡度和系统不平衡度两类，针对平行线路的平行类型、平行长度、相位布置和平行间距的变化，分别计算单一运行工况改变时的线路不平衡度及系统不平衡度；所述的线路不平衡度反映每回线路自身的不平衡和同塔线路之间及不同塔相近线路之间的不平衡，所述的系统不平衡度反映线路两侧的母线电压不平衡和发电机负序电流不平衡；S700)分析不同运行工况对线路不平衡度及系统不平衡度的影响，以及线路不平衡度及系统不平衡度最差时的运行工况，使用不平衡度指标评估线路不平衡度对线路的影响。本专利技术的的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的线路不平衡度包括零序电流不平衡度，负序电流不平衡度，零序电流穿越不平衡度，负序电流穿越不平衡度，零序电流环流不平衡度和负序电流环流不平衡度，所述的系统不平衡度包括线路两侧的母线电压负序不平衡度和发电机负序电流不平衡度；所述的步骤S600利用步骤S500获得的各回线路的电流和各节点电压计算各项不平衡度。本专利技术的的一种更好的技术方案，其特征在于所述的不平衡度指标包括综合不平衡度指标和线路不平衡度指标；所述的步骤S700包括计算综合不平衡度指标和线路不平衡度指标的动作，所述的综合不平衡度指标为某种相位布置方式下的各项线路不平衡度及系统不平衡度的均方根值，反映该种相位布置方式下线路和系统整体不平衡度；线路不平衡度指标为某种相位布置方式下的各项线路不平衡度的最大值，反映该种相位布置方式下，所有线路不平衡度指标中最严重的情况。本专利技术的有益效果是本专利技术的针对平行线路运行工况的复杂性，提出适用于平行线路不平衡度的计算仿真分析方法，该方法突出分析了各个运行工况下不平衡度及潜供电流的变化情况，可以很好的反映出对系统运行可能产生较大影响的因素，同时简化了计算流程，提高了处理效率，为平行线路设计建设及运行维护提供了有效的仿真分析设计工具。 附图说明图I是本专利技术的主流程图；图2是平行线路同塔双回线对单回线塔型结构示意图；图3是每回线路的六种相位排列图；图4是同塔双回线对单回线的相位排列的三种方式示意图；图5是平行类型为同塔双回线对同塔双回线的不平衡度分析计算模型示意图。具体实施例方式为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合附图和实施方案进行进一步地详细描述。平行线路每回线路的三相之间不仅存在耦合，而且每回线路的三相和其他回线路的三相之间也存在不同程度的耦合，以同塔双回线对同塔双回线为例，一条导线和其他十一条导线均存在不同程度的耦合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平行线路不平衡度分析方法，使用计算机程序模拟多回平行线路的运行工况，分析平行线路的不平衡度，其特征在于包括以下步骤：S100）根据平行线路的塔型、平行类型、平行长度、平行间距和相位布置，以卡森模型为基础，计算多回平行线路的电阻、电抗和电纳，确定多回平行线路的原始序参数矩阵；S200）从所述的原始序参数矩阵中，取每回线路的3条线的自阻抗平均值，作为该回线路的自阻抗；取每回线路的3条线的互阻抗平均值，作为该回线路的互阻抗；取每回线路的3条线与其他回线路的3条线之间的互阻抗平均值，作为对应两回线路的互阻抗；确定多回平行线路的简化序参数矩阵；S300）采用电力系统故障分析的方法，建立平行线路不平衡度分析模型：把多回平行线路作为故障部分，多回平行线路的每回线路表示为一回等效支路，把平行线路以外部分作为一个两端口系统；S400）使用电力系统仿真分析工具，利用所述的简化序参数矩阵进行潮流计算，确定所述两端口系统的戴维南等值电源和阻抗；S500）对平行线路不平衡度分析模型的多回平行线路部分和外部两端口系统联立求解，获得多回平行线路各回线路的电流和各节点电压；S600）将平行线路的不平衡度定义为线路不平衡度和系统不平衡度两类，针对平行线路的平行类型、平行长度、相位布置和平行间距的变化，分别计算单一运行工况改变时的线路不平衡度及系统不平衡度；所述的线路不平衡度反映每回线路自身的不平衡和同塔线路之间及不同塔相近线路之间的不平衡，所述的系统不平衡度反映线路两侧的母线电压不平衡和发电机负序电流不平衡；S700）分析不同运行工况对线路不平衡度及系统不平衡度的影响，以及线路不平衡度及系统不平衡度最差时的运行工况，使用不平衡度指标评估线路不平衡度对线路的影响。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，余颖辉，杨增辉，
申请(专利权)人：上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：