基於分布參數模型的輸電線路工頻參數在線測量方法
2023-12-10 10:08:37
基於分布參數模型的輸電線路工頻參數在線測量方法
【專利摘要】一種基於分布參數模型的高壓輸電線路工頻參數在線測量方法，其特徵是包括以下步驟：S1推導出單回三相輸電線路的分布參數數學模型，得到：S2利用同步採集裝置採集被測輸電線路首端的三相電壓、電流信號及末端三相電壓、電流信號S3根據上式求出r1和r2，進一步求得輸電線路工頻參數Z0、Zm、Y0及Ym。本發明推導出了三相輸電線路分布參數模型，使現有測量裝置10kHz採樣率、16位解析度、0.1%的精度就可滿足算法要求，實現輸電線路工頻參數在線測量的問題，具有理論和實際應用價值。
【專利說明】基於分布參數模型的輸電線路工頻參數在線測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於分布參數模型的輸電線路工頻參數在線測量方法。
【背景技術】
[0002]輸電線路的工頻參數，包括正序、負序和零序阻抗、導納參數等，是電力系統進行潮流計算、短路電流計算、繼電保護整定計算以及制定運行方式等工作建立數學模型的必要參數，其準確性直接關係到這些計算結果的準確性。若計算中使用的輸電線路工頻參數不準確，可能給電力系統帶來很大影響，甚至產生重大電力事故。
[0003]輸電線路工頻參數的獲取主要有理論計算法和測量法。理論計算法就是利用輸電線路的自幾何均距、互幾何均距、對地距離以及導線的材料結構等物理參數，按照物理模型計算得到輸電線路電阻、電感、電導以及電容等參數。然而，輸電線路工頻參數的計算往往比較複雜，且受很多不確定因素(如氣候、環境及地理等)的影響，僅依靠理論計算是無法準確獲取這些參數。因此，工程上要求對新架設及經改造後的電力輸電線路工頻參數必須進行實際測量。
[0004]測量法是實地測量輸電線路的電壓和電流等數據，通過數據處理、建立模型及數值計算得到輸電線路工頻參數。測量法能夠充分考慮對地高度、環境溫度和土壤電阻率等複雜因素對輸電線路工頻參數的影響，極大地提高了輸電線路工頻參數的準確度。輸電線路工頻參數的測量方法包括離線測量和在線測量，前者需要在被測線路停電的情況下進行，後者不需要線路停電。
[0005]離線測量的缺點是不能反映實際工作電壓下輸電線路工頻參數隨運行方式、導線溫度等條件的變化，且安排線路停電會影響系統的正常運行和潮流的優化分布，危害電網的安全、經濟運行。
[0006]在線測量法無需線路停電，根據被測線路兩端的同步電壓和電流相量即可計算出輸電線路工頻參數。該方法綜合了 GPS同步時鐘技術、單片機技術、軟硬體濾波技術和信號分析處理等技術，是未來輸電線路工頻參數測量的發展方向。目前在線測量方法的研究主要有兩個方向:一是針對多迴路輸電線路零序互感參數在線測量的研究，提出了如增量法、幹擾法等測量方法，這些方法需要短時改變線路的運行狀態，以獲取足夠大的零序信號，該方法實施起來較為複雜；二是基於傳輸線集中參數等效模型提出的算法，該方法需要採集線路正常運行情況下首末端電壓、電流信號，並求取線路兩端電壓或電流信號之差，但該信號差通常較小，特別是對於短線路，現有測量裝置很難準確測量出，因此，基於該算法往往無法求解。基於線路分布參數模型的算法不需求解首、末端電壓、電流信號差，對測量裝置精確度要求較低，但目前算法尚不夠成熟，僅有單、雙根線路的分布參數模型，對於三相系統無法應用。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題，就是提供一種基於分布參數模型的高壓輸電線路工頻參數在線測量方法，推導出了三相輸電線路分布參數模型，使現有測量裝置精確度就可滿足算法要求，實現輸電線路工頻參數在線測量的問題，具有一定的理論和實際應用價值。
[0008]解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
[0009]一種基於分布參數模型的高壓輸電線路工頻參數在線測量方法，其特徵是包括以下步驟:
[0010]SI推導出單回三相輸電線路的分布參數數學模型
[0011]令IV U、C0, G0分別為三相輸電線每相單位長度的自電阻、自電感、對地電容及對地電導，C,G,M0分別為任意兩相之間的單位長度互容、互導和互感；
[0012]列寫三相輸電線路χ處電壓、電流與線路分布參數之間的關係:[0013]
【權利要求】
1.一種基於分布參數模型的高壓輸電線路工頻參數在線測量方法，其特徵是包括以下步驟: Si推導出單回三相輸電線路的分布參數數學模型 令IV U、C0, G0分別為三相輸電線每相單位長度的自電阻、自電感、對地電容及對地電導，C,G,M0分別為任意兩相之間的單位長度互容、互導和互感； 列寫三相輸電線路χ處電壓、電流與線路分布參數之間的關係:
【文檔編號】G01R27/04GK103760420SQ201410020702
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】趙豔軍, 楊汾豔, 孫聞, 陳曉科, 盛超, 趙進全, 唐景星, 王玲, 付聰, 張躍, 曾傑, 王鈐, 安然然, 羅航, 張健, 張遠, 王奕, 胡玉嵐, 張俊峰, 袁偉明, 何溪, 候巖巖, 萬婉 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 西安交通大學