CN109387749B - 一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，该方法包括：利用电弧模型，计算得到待校正参数；按照预设的范围内，分别选取待校正参数在预设范围内的多组目标参数；根据多组目标参数和当前接地电阻，利用欧几里得距离公式，分别计算得到每组目标参数对应的欧几里得距离值；根据每组目标参数对应的欧几里得距离值，将最小欧几里得距离值对应的目标参数确定为最优参数。该方法能够对每种接地电阻情况下的模型参数进行最优化设计；用实测数据进行模型参数设计，且模型参数随接地电阻的变化而变化，通用性、适应能力强，能更好地应用于复杂多变的实际线路。

Description

一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法
技术领域
本申请涉及配网弧光接地过程的仿真和计算领域，尤其涉及一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法。
背景技术
配电网络分布广且结构复杂，国内配电网接地方式以中性点非有效接地为主流，主要是中性点不接地、中性点经消弧线圈接地。中性点非有效接地系统也称为小电流接地系统，小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障。而在单相接地事故中，绝大部分属于电弧性接地。电弧燃烧一方面可能引发火情，另一方面还会引起较大的暂态过电压，危害电力系统的安全运行。进行电弧建模及仿真研究，有助于选择有效的消弧措施及选线方法。由于电弧故障现场数据不易测量，物理仿真条件有限且花费巨大，建立电弧数学模型的仿真方式不仅成本低，灵活性高，且能模拟电弧情况。目前，对单相接地故障的模拟，多视为金属性接地或者是经一个固定阻值的电阻接地。对电弧性接地故障，采用上述模型的仿真结果不能准确地反映实际情况。
发明内容
本申请提供了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，以解决对电弧性接地故障，现有模型的仿真结果不能准确地反映实际情况的问题。
本申请提供了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，所述方法包括：
利用电弧模型和当前接地电阻的三相电压值和故障接地电流值，计算得到待校正参数，所述带校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数；
按照预设的范围内，分别选取待校正参数在预设范围内的多组目标参数，每组目标参数值包括所述第一时间常数在预设范围内选取的第一目标时间常数、及第二时间常数在预设范围内选取的第二目标时间常数以及电压常数在预设范围内选取的目标电压常数；
根据多组目标参数和当前接地电阻，利用欧几里得距离公式，分别计算得到每组目标参数对应的欧几里得距离值；
根据每组目标参数对应的欧几里得距离值，将最小欧几里得距离值对应的目标参数确定为最优参数。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，该方法能够对每种接地电阻情况下的模型参数进行最优化设计；用实测数据进行模型参数设计，且模型参数随接地电阻的变化而变化，通用性、适应能力强，能更好地应用于复杂多变的实际线路。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法的方法流程图。
具体实施方式
参见图1，本申请提供了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，所述方法包括：
步骤11：利用电弧模型和当前接地电阻的三相电压值和故障接地电流值，计算得到待校正参数，所述带校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数。
具体地，利用如下公式，待校正参数，所述带校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数；
τ＝AeBg (1)
Figure GDA0002938244320000021
其中，g为实验测得的电弧电导，τ为第三时间常数，G为静态电导，A为第一时间常数，B为第二时间常数，I0为故障接地电流值，Varc为电压常数。
具体计算过程为，在10kV试验平台上采集接地电阻Rj分别为100欧，200欧，500欧，1000欧，2000欧，5000欧时的三相电压和故障接地电流值。令静态电导G的取值与实验测得的电弧电导g相等，利用公式(2)计算得到电压常数Varc；然后根据公式(3)，得到第三时间常数τ的图形，在图形上取两点带入公式(1)，可计算得到第一时间常数A和第二时间常数B。
步骤12：按照预设的范围内，分别选取待校正参数在预设范围内的多组目标参数，每组目标参数值包括所述第一时间常数在预设范围内选取的第一目标时间常数、及第二时间常数在预设范围内选取的第二目标时间常数以及电压常数在预设范围内选取的目标电压常数。
具体地，预设范围可为待校正参数正负10％的范围内，以选取的当前参数值的1％为公差进行选取，得到包括带校正参数在内的21组目标参数。
步骤13：根据多组目标参数和当前接地电阻，利用欧几里得距离公式，分别计算得到每组目标参数对应的欧几里得距离值。
具体地，欧几里得距离公式为
Figure GDA0002938244320000031
Figure GDA0002938244320000032
下，第j组目标参数仿真得到的波形与实验波形的欧几里得距离。
步骤14：根据每组目标参数对应的欧几里得距离值，将最小欧几里得距离值对应的目标参数确定为最优参数。
在本申请的另一实施例中，步骤14之后还包括：
根据多个不同接地电阻，重复步骤11-14，计算得到每个接地电阻对应的最优参数，利用预设函数进行拟合，确定接地电阻与最优参数之间的关系。
预设函数为polyfit函数，polyfit函数是matlab中用于进行曲线拟合的一个函数。其数学基础是最小二乘法曲线拟合原理。曲线拟合：已知离散点上的数据集，即已知在点集上的函数值，构造一个解析函数(其图形为一曲线)使在原离散点上尽可能接近给定的值。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，该方法能够对每种接地电阻情况下的模型参数进行最优化设计；用实测数据进行模型参数设计，且模型参数随接地电阻的变化而变化，通用性、适应能力强，能更好地应用于复杂多变的实际线路。

Claims (5)

1.一种基于欧几里得距离的电弧模型校正方法，其特征在于，所述方法包括：
利用电弧模型和当前接地电阻的三相电压值和故障接地电流值，计算得到待校正参数，所述待校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数；
按照预设的范围内，分别选取待校正参数在预设范围内的多组目标参数，每组目标参数值包括所述第一时间常数在预设范围内选取的第一目标时间常数、及第二时间常数在预设范围内选取的第二目标时间常数以及电压常数在预设范围内选取的目标电压常数；
根据多组目标参数和当前接地电阻，利用欧几里得距离公式，分别计算得到每组目标参数对应的欧几里得距离值；
根据每组目标参数对应的欧几里得距离值，将最小欧几里得距离值对应的目标参数确定为最优参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用电弧模型，计算得到待校正参数，所述带校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数包括：
利用如下公式，待校正参数，所述带校正参数包括第一时间常数、第二时间常数和电压常数；
τ＝AeBg；
Figure FDA0002938244310000011
其中，g为实验测得的电弧电导，τ为第三时间常数，G为静态电导，A为第一时间常数，B为第二时间常数，I0为故障接地电流值，Varc为电压常数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述欧几里得距离公式为
Figure FDA0002938244310000012
其中，uaj,ubj,ucj分别为当前接地电阻下，第j组目标参数仿真得到的A、B、C相电压；
Figure FDA0002938244310000013
分别为当前接地电阻下，实验得到的A、B、C相电压；d为当前接地电阻下，第j组目标参数仿真得到的波形与实验波形的欧几里得距离。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每组目标参数对应的欧几里得距离值，将最小欧几里得距离值对应的目标参数确定为最优参数之后还包括：
根据多个不同接地电阻，计算得到每个接地电阻对应的最优参数，利用预设函数进行拟合，确定接地电阻与最优参数之间的关系。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的范围为待校正参数正负10％的范围内。
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