CN110265983B - 输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路的保护方法，根据获取的串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数，建立计及串联电容补偿装置MOV动作特性，即考虑到串联电容补偿装置的等效阻抗的输电线路故障模型，再求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流，最后根据求得的参数确定所述输电线路的保护定值，实现了计及MOV动作特性进行输电线路的故障计算并根据故障计算结果确定输电线路的保护定值，提高了保护定值的准确性，有利于输电线路保护动作的精准实施。本发明还公开了一种输电线路的保护装置、设备及存储介质，具有上述有益效果。

Description

输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着社会经济的发展，电力系统输电规模不断扩大，部分大容量输电线路的输电功率接近极限甚至已超载。安装串联电容补偿装置能够在不另增输电线路的前提下，有效减小输电阻抗，减小因功率输送造成的电压差及功率角，从而增强高压线路输送电能力，提高系统安全运行稳定性。

目前，在进行故障计算时通常将串联电容补偿装置看作定值容抗，但是串联电容补偿装置的MOV动作特性使其不再是一个集中的负阻抗，其等效阻抗随流经串联电容补偿装置的电流大小变化而变化，这将影响故障计算的准确性。

因此，一些研究人员提出需要考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算，进而根据故障计算结果确定输电线路的保护定值。然而，如何进行考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算，在本领域还未有具体方案。

如何考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算，进而根据故障计算结果确定输电线路的保护定值以进行保护动作的控制，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质，用于考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算，进而根据故障计算结果确定输电线路的保护定值以进行保护动作的控制。

为解决上述技术问题，本发明提供一种输电线路的保护方法，包括：

获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数；

根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型；

求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各支路电流；

根据各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流确定所述输电线路的保护定值。

可选的，所述根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型，具体包括：

依据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数建立串联电容补偿装置等效模型；

依据所述导纳参数和所述注入电流参数建立故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程；

基于所述串联电容补偿装置等效模型和所述故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程建立所述输电线路故障模型。

可选的，所述输电线路故障模型具体通过以下公式表示：

其中，ΔF_k·1为节点k的正序注入电流偏差量，ΔF_k·2为所述节点k的负序注入电流偏差量，ΔF_k·0为所述节点k的零序注入电流偏差量，ΔF_CM·l为第l个串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量；当k≠i时，Y_ki·1为所述节点k与节点i之间的正序互导纳，Y_ki·2为所述节点k与所述节点i之间的负序互导纳，Y_ki·0为所述节点k与所述节点i之间的零序互导纳；当k＝i时，Y_ki·1为所述节点k与节点i之间的正序自导纳，Y_ki·2为所述节点k与所述节点i之间的负序自导纳，Y_ki·0为所述节点k与所述节点i之间的零序自导纳；V_i·1为所述节点i的正序电压，V_i·2为所述节点i的负序电压，V_i·0为所述节点i的零序电压，I_k·1为所述节点k的注入电流，Z_CM·l为所述第l个串联电容补偿装置的等效阻抗，X_C·l为所述第l个串联电容补偿装置的额定容抗，I_pu·l为所述第l个串联电容补偿装置的电流倍率；k＝1……n，l＝1……m；

所述I_pu·l具体通过以下公式求得：

其中，V_p、V_q为所述第l个串联电容补偿装置所在线路两侧的电压，z_pq·l为所述第l个串联电容补偿装置所在线路的阻抗，b为常数，I_n·l为所述第l个串联电容补偿装置的额定电流。

可选的，所述求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各支路电流，具体为：

应用牛顿拉夫逊法求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流。

可选的，所述应用牛顿拉夫逊法求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流包括：

确定第一向量、第二向量和第三向量；其中，所述第一向量包括各所述节点的正序注入电流偏差量、各所述节点的负序注入电流偏差量、各所述节点的零序注入电流偏差量和各所述串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量，所述第二向量包括各所述节点的正序电压、各所述节点的负序电压、各所述节点的零序电压和各所述串联电容补偿装置的等效阻抗，所述第三向量为所述第二向量的修正量；

以所述第一向量和所述第三向量之间的偏导数构建雅可比矩阵；

求解所述雅可比矩阵，得到求解后的第三向量；

根据所述求解后的第三向量分别对所述第一向量和所述第二向量进行修正，得到修正后的第一向量和修正后的第二向量；

将所述第一向量和所述第二向量代入所述输电线路故障模型；

判断代入后的输电线路故障模型是否收敛；

如果是，则在所述第二向量中确定各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流；

如果否，则将所述第一向量替换为所述修正后的第一向量，将所述第二向量替换为所述修正后的第二向量之后，返回所述以所述第一向量和所述第三向量之间的求偏导数构建雅可比矩阵的步骤。

可选的，所述判断代入后的输电线路故障模型是否满足收敛判据，具体包括：

判断所述代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔF^(t)|}＜ε₁；

如果是，则所述代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则所述代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔF^(t)为第t次迭代运算中的第一向量，ε₁为第一预设值。

可选的，所述根据所述线路故障参数确定输电线路的保护定值，具体包括：

判断所述代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔX^(t)|}＜ε₂；

如果是，则所述代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则所述代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔX^(t)为第t次迭代运算中的第三向量，ε₂为第二预设值。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种输电线路的保护装置，包括：

获取单元，用于获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数；

建模单元，用于根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型；

求解单元，用于求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各支路电流；

确定单元，用于根据各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流确定所述输电线路的保护定值。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种输电线路的保护设备，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述输电线路的保护方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述输电线路的保护方法的步骤。

本发明所提供的输电线路的保护方法，根据获取的串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数，建立计及串联电容补偿装置MOV动作特性，即考虑到串联电容补偿装置的等效阻抗的输电线路故障模型，再求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流，最后根据各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流确定所述输电线路的保护定值，实现了考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算并根据故障计算结果确定输电线路的保护定值，提高了保护定值的准确性，有利于输电线路保护动作的精准实施。本发明还提供一种输电线路的保护装置、设备及存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路的保护方法的流程图；

图2(a)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的结构示意图；

图2(b)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的简化示意图；

图2(c)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的等效模型示意图；

图3为本发明实施例提供的一种图1中步骤S102的具体实施方式的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种图1中步骤S103的具体实施方式的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种输电线路的保护装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种输电线路的保护设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质，用于考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算，进而根据故障计算结果确定输电线路的保护定值以进行保护动作的控制。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路的保护方法的流程图；图2(a)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的结构示意图；图2(b)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的简化示意图；图2(c)为本发明实施例提供的一种串联电容补偿装置的等效模型示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的输电线路的保护方法包括：

S101：获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各节点的注入电流参数。

串联电容补偿装置结构如图2(a)所示，其可以进一步简化为图2(b)所示，正常工况下，串联电容补偿装置的MOV不导通，仅串联补偿电容SC位于线路中，串联电容补偿装置等效阻抗为定常数的电容值；短路故障发生后，串联补偿电容SC两端的电压升高，这时MOV开始导通从而达到控制串联补偿电容SC两端电压、对其进行主保护的目的。目前已有学者Goldsworthy通过大量的实验测试，提出当满足电流倍率I_pu>0.98时，即MOV导通状态下，串联电容补偿装置可用电阻和电容相串联的等效电路表示如图2(c)所示，串联电容补偿装置的等效阻抗Z_CM、等效电阻R_CM和等效电抗X_CM表达式如下所示：

Z_CM＝R_CM-jX_CM (1)

其中，X_C为串联电容补偿装置在额定工作状态下的容抗值，电流倍率I_pu通过下式计算得到：

其中，I_l为流经串联电容补偿装置的实际电流值；I_pt为MOV的导通电流值，其值为串联电容补偿装置的额定工作电流I_n的b倍，b＝2～3。

基于此，在进行计及串联电容补偿装置MOV动作特性进行故障计算时，需先获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各节点的注入电流参数。

S102：根据串联电容补偿装置的额定容抗参数、导纳参数和注入电流参数建立输电线路故障模型。

根据串联电容补偿装置的额定容抗参数、导纳参数和注入电流参数建立输电线路故障模型，该模型描述了串联电容补偿装置的额定容抗参数、导纳参数和注入电流参数与节点注入电流偏差量、节点电压、串联补偿电容的等效阻抗偏差量、串联补偿电容的等效阻抗的关系，是一个非线性代数方程组。

S103：求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流。

在具体实施中，可以应用牛顿拉夫逊法求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流。

牛顿拉夫逊法是求解非线性方程组的重要方法，在方程根附近具有平方收敛的功能，广泛应用于计算机编程中。应用牛顿拉夫逊法求解输电线路故障模型，可以得到更加准的故障计算结果。

S104：根据各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流确定输电线路的保护定值。

根据各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流，可以确定输电线路的保护定值，该保护定值应用于输电线路中的保护开关何时触发跳闸动作，准确的故障计算结果有助于对保护定值的准确制定，进而减少保护开关误操作或不动作的概率。

本发明实施例提供的输电线路的保护方法，根据获取的串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数，建立计及串联电容补偿装置MOV动作特性，即考虑到串联电容补偿装置的等效阻抗的输电线路故障模型，再求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流，最后根据各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流确定所述输电线路的保护定值，实现了考虑串联电容补偿装置的MOV动作特性进行输电线路的故障计算并根据故障计算结果确定输电线路的保护定值，提高了保护定值的准确性，有利于输电线路保护动作的精准实施。

图3为本发明实施例提供的一种图1中步骤S102的具体实施方式的流程图。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的输电线路的保护方法中，步骤S102具体可以包括：

S301：依据串联电容补偿装置的额定容抗参数建立串联电容补偿装置等效模型。

在具体实施中，可以参照公式(1)至(3)建立串联电容补偿装置等效模型。

S302：依据导纳参数和注入电流参数建立故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程。

故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程用于通过节点间的互(自)导纳、节点电压、节点注入电流描述节点注入电流偏差量。

S303：基于串联电容补偿装置等效模型和故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程建立输电线路故障模型。

在具体实施中，若电力系统有n个节点，m个串联电容补偿装置，由故障瞬间三序节点电压方程和串联电容补偿装置等效阻抗表达式可以得到(3n+m)个联立的非线性代数方程，得到输电线路故障模型如下式所示：

其中，ΔF_k·1为节点k的正序注入电流偏差量，ΔF_k·2为节点k的负序注入电流偏差量，ΔF_k·0为节点k的零序注入电流偏差量，ΔF_CM·l为第l个串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量；当k≠i时，Y_ki·1为节点k与节点i之间的正序互导纳，Y_ki·2为节点k与节点i之间的负序互导纳，Y_ki·0为节点k与节点i之间的零序互导纳；当k＝i时，Y_ki·1为节点k与节点i之间的正序自导纳，Y_ki·2为节点k与节点i之间的负序自导纳，Y_ki·0为节点k与节点i之间的零序自导纳；V_i·1为节点i的正序电压，V_i·2为节点i的负序电压，V_i·0为节点i的零序电压，I_k·1为节点k的注入电流，Z_CM·l为第l个串联电容补偿装置的等效阻抗，X_C·l为第l个串联电容补偿装置的额定容抗，I_pu·l为第l个串联电容补偿装置的电流倍率；k＝1……n，l＝1……m；

I_pu·l具体通过以下公式求得：

其中，V_p、V_q为第l个串联电容补偿装置所在线路两侧的电压，z_pq·l为第l个串联电容补偿装置所在线路的阻抗，b为常数，I_n·l为第l个串联电容补偿装置的额定电流。

图4为本发明实施例提供的一种图1中步骤S103的具体实施方式的流程图。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的输电线路的保护方法中，步骤S103具体可以包括：

S401：确定第一向量、第二向量和第三向量。

其中，第一向量包括各节点的正序注入电流偏差量、各节点的负序注入电流偏差量、各节点的零序注入电流偏差量和各串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量，第二向量包括各节点的正序电压、各节点的负序电压、各节点的零序电压和各串联电容补偿装置的等效阻抗，第三向量为第二向量的修正量

为便于描述，在上述实施例的基础上，以m＝1进行说明。

第一向量为(3n+1)列向量，记第一向量为：

ΔF＝[ΔF_1·1 ΔF_1·2 ΔF_1·0 ΔF_2·1 ΔF_2·2 ΔF_2·0 … ΔF_n·1 ΔF_n·2 ΔF_n·0 ΔF_CM]^T (6)

第二向量为(3n+1)列向量，记第二向量为：

X＝[V_1·1 V_1·2 V_1·0 V_2·1 V_2·2 V_2·0 … V_n·1 V_n·2 V_n·0 Z_CM]^T (7)

第三向量为(3n+1)列向量，记第三向量为：

ΔX＝[ΔV_1·1 ΔV_1·2 ΔV_1·0 ΔV_2·1 ΔV_2·2 ΔV_2·0 … ΔV_n·1 ΔV_n·2 ΔV_n·0 ΔZ_CM]^T (8)

S402：以第一向量和第三向量之间的偏导数构建雅可比矩阵。

通过求偏导数得到下述(3n+1)×(3n+1)阶雅可比矩阵J：

公式(9)可以进一步表示为：

S403：求解雅可比矩阵，得到求解后的第三向量。

本发明实施例以系统接入单个串联电容补偿装置、且发生单相接地短路故障时带动雅可比矩阵为例，若节点p和节点q之间接有串联电容补偿装置，节点i处发生a相接地短路故障，雅可比矩阵中各元素J_hg可以通过求偏导数实现，其具体表达形式如下述公式(11)至公式(24)所示：

当h＝g＝1时，

当h＝g＝p时，

当h＝p，g＝CM时，

当h＝g＝q时，

当h＝q，g＝CM时，

当h＝p，g＝q或h＝q，g＝p时，

当h＝CM，g＝p时，

其中，

同理可得到

和

当h＝CM，g＝q时，

同理可得到

和

当h＝g＝CM时，

当h≠CM，h≠p且h≠q，g＝CM时，

J_hg＝[0 0 0]^T (23)

除上述雅可比元素外的其余雅可比元素J_hg均可表示为

由公式(25)和(26)所示的线性修正方程式组求取第三向量，即第二向量中各变量的修正量：

ΔF＝-JΔX (25)

ΔF(X^(t))＝-J^(t)ΔX^(t) (26)

其中，t为迭代次数；X^(t)为第t次迭代得到的变量，即第二向量中的元素；ΔX^(t)为第t次迭代得到的变量X^(t)的修正量，即第三向量中的元素；ΔF(X^(t))是各节点电流偏差量和串联电容补偿装置等效阻抗偏差量组成的(3n+1)维列向量、即第一向量中的元素，也是变量X^(t)的函数。

S404：根据求解后的第三向量分别对第一向量和第二向量进行修正，得到修正后的第一向量和修正后的第二向量。

修正后的第二向量中的变量如下所示：

X^(t+1)＝X^(t)+ΔX^(t) (27)

根据X^(t+1)和公式(26)即可得到修正后的第一向量ΔF^(t+1)。

S405：将第一向量和第二向量代入输电线路故障模型。

将第t次迭代运算中的第一向量中的元素和第二向量中的元素代入输电线路故障模型，即公式(4)，求解得到第一向量中元素的具体值和第二向量中元素的具体值。

S406：判断代入后的输电线路故障模型是否收敛；如果是，则进入步骤S407；如果否，则进入步骤S408。

S407：在第二向量中确定各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流；

S408：将第一向量替换为修正后的第一向量，将第二向量替换为修正后的第二向量之后，返回步骤S402。

根据第一向量中元素的具体值和第二向量中元素的具体值判断输电线路故障模型的函数是否收敛。步骤S406具体可以包括：

判断代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔF^(t)|}＜ε₁；

如果是，则代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔF^(t)为第t次迭代运算中的第一向量，ε₁为第一预设值。

或者，步骤S406具体可以包括：

判断代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔX^(t)|}＜ε₂；

如果是，则代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔX^(t)为第t次迭代运算中的第三向量，ε₂为第二预设值。

根据需要设置第一预设值ε₁、第二预设值ε₂，以及两个收敛判据是满足其中一条认为函数收敛还是必须两条都满足才认为函数收敛。

如果函数不收敛，则以修正后的第一向量ΔF^(t+1)替换第一向量ΔF^(t)，以修正后的第二向量X^(t+1)替换第二向量X^(t)之后，返回步骤S302进行下一次迭代运算。

如果函数收敛，则得到了故障下考虑串联电容补偿装置MOV动作特性的各支路电流，即为满足精度要求的计及MOV动作特性的故障计算结果，由各支路电流确定保护开关的保护定值，从而准确控制保护开关的保护动作。

上文详述了输电线路的保护方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的输电线路的保护装置。

图5为本发明实施例提供的一种输电线路的保护装置的结构示意图。

如图5所示，本发明实施例提供的输电线路的保护装置包括：

获取单元501，用于获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各节点的注入电流参数；

建模单元502，用于根据串联电容补偿装置的额定容抗参数、导纳参数和注入电流参数建立输电线路故障模型；

求解单元503，用于求解输电线路故障模型，得到各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流；

确定单元504，用于根据各串联电容补偿装置的等效阻抗、各节点的节点电压和各支路电流确定输电线路的保护定值。

进一步的，建模单元502具体包括：

第一建模子单元，用于依据串联电容补偿装置的额定容抗参数建立串联电容补偿装置等效模型；

第二建模子单元，用于依据导纳参数和注入电流参数建立故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程；

第三建模子单元，用于基于串联电容补偿装置等效模型和故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程建立输电线路故障模型。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图6为本发明实施例提供的一种输电线路的保护设备的结构示意图。

如图6所示，本发明实施例提供的输电线路的保护设备包括：

存储器601，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项实施例所述输电线路的保护方法的步骤；

处理器602，用于执行所述指令。

本实施例提供的输电线路的保护设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的输电线路的保护方法的步骤，所以本分析装置具有同上述输电线路的保护方法同样的实际效果。

为了更好地理解本方案，本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例提到的输电线路的保护方法的步骤。

本实施例提供的存储介质，由于可以通过处理器调用存储介质存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的输电线路的保护方法的步骤，所以本存储介质具有同上述输电线路的保护方法同样的实际效果。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、设备及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种输电线路的保护方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种输电线路的保护方法，其特征在于，包括：

获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数；

根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型；

应用牛顿拉夫逊法求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各支路电流；

根据各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流确定所述输电线路的保护定值。

2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型，具体包括：

依据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数建立串联电容补偿装置等效模型；

依据所述导纳参数和所述注入电流参数建立故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程；

基于所述串联电容补偿装置等效模型和所述故障瞬间三序节点注入电流偏差量方程建立所述输电线路故障模型。

3.根据权利要求2所述的保护方法，其特征在于，所述输电线路故障模型具体通过以下公式表示：

其中，ΔF_k·1为节点k的正序注入电流偏差量，ΔF_k·2为所述节点k的负序注入电流偏差量，ΔF_k·0为所述节点k的零序注入电流偏差量，ΔF_CM·l为第l个串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量；当k≠i时，Y_ki·1为所述节点k与节点i之间的正序互导纳，Y_ki·2为所述节点k与所述节点i之间的负序互导纳，Y_ki·0为所述节点k与所述节点i之间的零序互导纳；当k＝i时，Y_ki·1为所述节点k与节点i之间的正序自导纳，Y_ki·2为所述节点k与所述节点i之间的负序自导纳，Y_ki·0为所述节点k与所述节点i之间的零序自导纳；V_i·1为所述节点i的正序电压，V_i·2为所述节点i的负序电压，V_i·0为所述节点i的零序电压，I_k·1为所述节点k的注入电流，Z_CM·l为所述第l个串联电容补偿装置的等效阻抗，X_C·l为所述第l个串联电容补偿装置的额定容抗，I_pu·l为所述第l个串联电容补偿装置的电流倍率；k＝1……n，l＝1……m；

所述I_pu·l具体通过以下公式求得：

其中，V_p、V_q为所述第l个串联电容补偿装置所在线路两侧的电压，z_pq·l为所述第l个串联电容补偿装置所在线路的阻抗，b为常数，I_n·l为所述第l个串联电容补偿装置的额定电流。

4.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述应用牛顿拉夫逊法求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流包括：

确定第一向量、第二向量和第三向量；其中，所述第一向量包括各所述节点的正序注入电流偏差量、各所述节点的负序注入电流偏差量、各所述节点的零序注入电流偏差量和各所述串联电容补偿装置的等效阻抗偏差量，所述第二向量包括各所述节点的正序电压、各所述节点的负序电压、各所述节点的零序电压和各所述串联电容补偿装置的等效阻抗，所述第三向量为所述第二向量的修正量；

以所述第一向量和所述第三向量之间的偏导数构建雅可比矩阵；

求解所述雅可比矩阵，得到求解后的第三向量；

根据所述求解后的第三向量分别对所述第一向量和所述第二向量进行修正，得到修正后的第一向量和修正后的第二向量；

将所述第一向量和所述第二向量代入所述输电线路故障模型；

判断代入后的输电线路故障模型是否收敛；

如果是，则在所述第二向量中确定各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流；

如果否，则将所述第一向量替换为所述修正后的第一向量，将所述第二向量替换为所述修正后的第二向量之后，返回所述以所述第一向量和所述第三向量之间的求偏导数构建雅可比矩阵的步骤。

5.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于，所述判断代入后的输电线路故障模型是否满足收敛判据，具体包括：

判断所述代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔF^(t)|}＜ε₁；

如果是，则所述代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则所述代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔF^(t)为第t次迭代运算中的第一向量，ε₁为第一预设值。

6.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于，所述判断代入后的输电线路故障模型是否收敛，具体包括：

判断所述代入后的输电线路故障模型是否满足max{|ΔX^(t)|}＜ε₂；

如果是，则所述代入后的输电线路故障模型收敛；

如果否，则所述代入后的输电线路故障模型不收敛；

其中，ΔX^(t)为第t次迭代运算中的第三向量，ε₂为第二预设值。

7.一种输电线路的保护装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取串联电容补偿装置的额定容抗参数、输电线路的节点间的导纳参数和各所述节点的注入电流参数；

建模单元，用于根据所述串联电容补偿装置的额定容抗参数、所述导纳参数和所述注入电流参数建立输电线路故障模型；

求解单元，用于应用牛顿拉夫逊法求解所述输电线路故障模型，得到各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各支路电流；

确定单元，用于根据各所述串联电容补偿装置的等效阻抗、各所述节点的节点电压和各所述支路电流确定所述输电线路的保护定值。

8.一种输电线路的保护设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至6任意一项所述输电线路的保护方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意一项所述输电线路的保护方法的步骤。

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