一種線路跳閘仿真曲線的擬合方法與系統與流程
2024-04-15 10:09:05
1.本發明屬於電力系統測試試驗技術，尤其一種線路跳閘仿真曲線的擬合方法與系統。
背景技術：
2.電力系統安全穩定控制系統，簡稱為穩控系統，是確保電力系統安全穩定運行的重要設施。在區域的穩控系統中，各廠站穩控裝置通過電力系統通信網絡實現系統內多個元件的潮流、運行狀態和元件故障等信息的傳輸。在電網發生嚴重故障時，可以採用切機或者切負荷等措施，確保電力系統的安全穩定運行。穩控策略的設計基於各項故障觸發，即先判別出線路等元件跳閘，再基於系統仿真分析計算穩定控制策略，由穩控裝置執行。因此，判別線路等元件跳閘是穩控裝置的重要邏輯之一。
3.傳統穩定控制依靠電氣量來判斷線路跳閘，稱之為電氣量跳閘判據，主要基於故障過程描述方法實現，主要基於以下判據：
4.(1)電流突變量
⊿
i≥
⊿
is；
5.(2)事故前線路有功功率絕對值p1≥ps1；
6.(3)事故後線路有功功率絕對值p2≤ps2；
7.(4)事故後線路電流i2≤is2；
8.(5)延時ts時間。
9.其中：
⊿
is，ps1，ps2，is2和ts均為定值。
10.同時滿足以上5個條件判別為線路跳閘。
11.以上判據定值設計嚴格依賴於人工整定，實際系統中線路參數差別較大，定值整定計算的方法不一致，需要一種能夠準確模擬線路跳閘曲線的仿真方法，實現對穩控裝置線路跳閘定值的準確校核。
技術實現要素：
12.本發明要解決的技術問題是：提供一種線路跳閘仿真曲線的擬合方法與系統，基於線路的實際參數，模擬線路的典型運行工況和跳閘類型，擬合線路的跳閘曲線，實現對穩控裝置跳閘判據和定值設置的準確測試，提升穩控裝置可靠性。
13.本發明的技術方案是：
14.一種線路跳閘仿真曲線的擬合方法，所述方法包括：首先基於導入的bpa數據自動提取目標線路的相關參數，計算線路跳閘前後的電流值；構建線路跳閘的曲線擬合，通過指定的故障類型自動擬合仿真曲線，生成含故障時序的comtrade格式的仿真數據；最後通過穩控測試儀讀取仿真數據，回放校核裝置跳閘判別的準確性。
15.導入的bpa數據自動提取目標線路的相關參數的方法為：導入bpa仿真計算的*.dat文件並自動解析，提取與指定的目標線路名稱一致的線路的長度、導納參數以及並聯電抗參數。
16.計算線路跳閘前後的電流值時：基於提取的線路參數，計算線路充電電流及充電功率數據。
17.構建線路跳閘的曲線擬合時，根據整定的基本定值，結合線路參數，由測試終端設備根據故障生成模塊，擬合形成單相永久故障、相間故障、相間接地故障和三相接地故障曲線。
18.構建線路跳閘的曲線擬合方法包括：
19.步驟1、正常狀態三相電流按照6％的額定電流給定、電壓按照額定電壓給定，設定狀態持續時間10s；
20.步驟2、故障時按照78
°
故障角，接地電阻3ω計算故障時的單相接地、相間接地及相間故障時的各相電壓電流輸出，故障持續0.1s；三永故障時相電壓和相電流的角度應滿足從30
°
～150
°
之間平滑振蕩，相電壓小於0.2倍額定；
21.步驟3、故障後根據整定的跳閘後電流和功率，故障後電流給定等於0.8i
cb
；電壓按照額定電壓給出按照0.8倍的值給出電流輸出量，並按照指數0.8ice-t
衰減到0；
22.步驟4、按照時序生成comtrade的錄波數據，並存儲在穩控裝置測試儀中。
23.通過穩控測試儀讀取仿真數據，回放校核裝置跳閘判別的準確性的方法為：將穩控測試儀與穩定控制裝置通過測試線纜相連接；調取生成的comtrade錄波數據形成三相電壓、電流的d/a數據輸出轉換到穩定控制裝置；對穩控裝置指定間隔進行掃描校核，並將穩控裝置的動作結果以網絡報文形式反饋回測試儀，判斷結果是否與預設結果相符合，對不符合設計要求的定值進行彈窗警告，提醒用戶重新整定，再次測試直至滿足條件為止。
24.一種線路跳閘仿真曲線的擬合系統，包括：
25.線路參數讀取模塊：導入bpa仿真計算的*.dat文件並自動解析，提取與指定的目標線路名稱一致的線路的長度、導納參數以及並聯電抗參數；
26.數據計算模塊：基於提取的線路參數，計算線路充電電流和充電功率數據；
27.曲線擬合模塊：根據整定的基本定值結合線路參數，擬合形成單相永久故障、相間故障、相間接地故障和三相接地故障曲線；
28.數據回放與測試模塊：讀取仿真數據，回放校核裝置跳閘判別的準確性。
29.本發明有益效果：
30.本發明提出的線路跳閘仿真曲線的擬合方法，能夠結合線路參數設計可靠的曲線擬合算法，充分考慮線路ct飽和、充電電流的影響，精確模擬線路各種故障類型時的動作行為，提升穩控裝置判據設計和定值設置的準確度，保障穩定控制策略的可靠執行。
31.解決了現有技術判據定值設計嚴格依賴於人工整定，實際系統中線路參數差別較大，定值整定計算的方法不一致導致的穩控裝置可靠性差等技術問題。
附圖說明
32.圖1為本發明的結構示意圖。
33.圖2為本發明提出的典型擬合曲線。
具體實施方式
34.本發明提出一種線路跳閘仿真曲線的擬合方法及系統，它包括：
35.模塊1：線路參數讀取模塊
36.導入bpa仿真計算的*.dat文件並自動解析，提取與指定的目標線路名稱一致的線路的長度、導納參數以及並聯電抗等參數。
37.可能的實施例：如指定yongnan50-nann50線路，bpa的l及l+卡中一般會填入線路的導納參數及並聯電抗參數，以yongnan50線為例，l卡及l+卡如下所示。
38.模塊自動解析*.dat文件，以關鍵詞yongnan50-nann50自動搜尋，提取f6.5(線路對地導納標么值)、f4.1(線路長度)和f5.0(線路並聯高抗)等相關參數。
39.模塊2：數據計算模塊
40.基於提取的線路參數，計算線路充電電流、充電功率等關鍵數據。
41.可能的實施例：如yongnan50-nann50線路的對地導納標么值b/2為0.4982(對地電導一般認為是0)，並聯電抗為120mvar。可通過以下方法計算不計及並聯電抗時的線路充電電流及充電功率分別為：
[0042][0043]
考慮並聯電抗s
l
，則：
[0044][0045]
式中，sb為基準容量，bpa默認為100mva；ub為相電壓基準電壓，取525kv/1.732。
[0046]
qc＝un×in
×
0.01
×
10-3
＝22.7mvar(3)
[0047]
由此，可計算該線路的充電功率為22.7mvar。
[0048]
模塊3：曲線擬合模塊
[0049]
根據整定的基本定值，結合線路參數，由測試終端設備根據故障生成模塊，擬合形成單相永久故障、相間故障、相間接地故障和三相接地故障，擬合的線路功率曲線如圖2所示。擬合的規則為：
[0050]
(1)正常狀態三相電流按照6％的額定電流給定(或參照用戶手動的設定值)、電壓按照額定電壓給定，設定狀態持續時間10s，如圖2的初始段；
[0051]
(2)故障時按照78
°
故障角，接地電阻3ω計算故障時的單相接地、相間接地及相間故障時的各相電壓電流輸出，故障持續0.1s；三永故障時相電壓和相電流的角度應滿足從30
°
～150
°
之間平滑振蕩，相電壓小於0.2倍額定；如圖2的故障段；
[0052]
(3)故障後根據整定的跳閘後電流和功率，考慮充電電流的影響，故障後電流給定等於0.8i
cb
；考慮到ct飽和特性的影響，電壓按照額定電壓給出按照0.8倍的值給出電流輸出量，並按照指數0.8ice-t
衰減到0，如圖2的故障跳閘段；
[0053]
(4)按照時序生成comtrade的錄波數據，並存儲在穩控裝置測試儀中。
[0054]
模塊4：數據回放與測試模塊
[0055]
根據測試需要，將測試儀與裝置通過測試線纜相連接，；調取生成的comtrade錄波數據，形成三相電壓、電流的d/a數據輸出轉換到穩定控制裝置；對穩控裝置指定間隔進行掃描校核，並將穩控裝置的動作結果以網絡報文形式反饋回測試儀，判斷其判斷結果是否與預設結果相符合，對不符合設計要求的定值進行彈窗警告，提醒用戶重新整定，再次測
試，直至滿足條件為止。
[0056]
本發明提出的線路跳閘仿真曲線的擬合方法，能夠結合線路參數設計可靠的曲線擬合算法，充分考慮線路ct飽和、充電電流的影響，精確模擬線路各種故障類型時的動作行為，並能針對穩控裝置開展線路跳閘判據的自動化校核，提升穩控裝置判據設計和定值設置的準確度，提升穩控系統測試試驗效率。