CN113687129B - 投切线路的实时短路电流计算方法及装置 - Google Patents

投切线路的实时短路电流计算方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113687129B
CN113687129B CN202111065827.7A CN202111065827A CN113687129B CN 113687129 B CN113687129 B CN 113687129B CN 202111065827 A CN202111065827 A CN 202111065827A CN 113687129 B CN113687129 B CN 113687129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
short
impedance
line
circuit
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111065827.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113687129A (zh
Inventor
周丹
周原
杨贤
蔡玲珑
李兴旺
刘建明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Power Grid Co Ltd
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Power Grid Co Ltd
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Power Grid Co Ltd, Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN202111065827.7A priority Critical patent/CN113687129B/zh
Publication of CN113687129A publication Critical patent/CN113687129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113687129B publication Critical patent/CN113687129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本申请公开了投切线路的实时短路电流计算方法及装置，其中，投切线路的实时短路电流计算方法包括：实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。通过上述方式，本申请公开通过观测投空线前后电压幅值变化获取短路容量的监测方法，能够结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。

Description

投切线路的实时短路电流计算方法及装置
技术领域
本申请涉及技术领域，尤其涉及投切线路的实时短路电流计算方法及装置。
背景技术
短路电流是关系电力系统及电力设备运行稳定运行的重要参数，随着电力系统规模的不断扩大，短路电流水平可能出现变化，需要对设备运行可靠性进行评估，以往短路电流以离线计算的方式进行，在计算中存在等效策略引起的误差，且人工计算工作量巨大，每年进行一次更新周期较长，难以反映系统实际运行情况。本专利拟通过合闸空载线路引起的电压升高反映系统等效阻抗，进而获取系统短路电流参数，监测方法简单，极大地提高计算的时效性及准确性，并降低计算成本。
现有计算采用离线构建网络模型的方式进行，计算策略存在误差，更新周期长，计算量大，无法反应电网实际实时短路电流水平。
发明内容
本申请提供投切线路的实时短路电流计算方法及装置，以解决现有技术中无法反应电网实际实时短路电流水平的问题。
为解决上述技术问题，本申请提出一种投切线路的实时短路电流计算方法，包括：实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
可选地，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，包括：对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
可选地，根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗，包括：线路入口阻抗ZRE为：ZRK＝z/tan(l×a)；
其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
可选地，根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗，包括：当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示，其中第一公式为：
其中，ZRK:线路末端开路时的首端入口阻抗；XS:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗XS；j是复数的虚部。
可选地，根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流，包括：利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
为解决上述技术问题，本申请提出一种投切线路的实时短路电流计算装置，包括：母线电压模块，用于实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；线路入口阻抗模块，用于获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；短路阻抗模块，用于根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；短路电流模块，用于根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
可选地，母线电压模块还用于对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
可选地，在入口阻抗模块中，线路入口阻抗ZRE为：ZRK＝z/tan(l×a)
其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
可选地，在短路阻抗模块中，当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示，其中第一公式为：
其中，ZRK:线路末端开路时的首端入口阻抗；XS:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗XS。
可选地，短路电流模块还用于利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
本申请提出投切线路的实时短路电流计算方法及装置，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，通过得线路长度、波阻抗和相位系数获得线路入口阻抗，通过母线电压以及线路入口阻抗获得母线的短路阻抗，从而计算出实时短路电流。通过上述方式，本申请公开通过观测投空线前后电压幅值变化获取短路容量的监测方法，能够结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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是本申请投切线路的实时短路电流计算方法一实施例的流程示意图；
图2是本申请投切线路的实时短路电流计算装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供投切线路的实时短路电流计算方法及装置进一步详细描述。
本申请提出一种投切线路的实时短路电流计算方法，请参阅图1，图1是本申请投切线路的实时短路电流计算方法一实施例的流程示意图，在本实施例中，投切线路的实时短路电流计算方法可以包括步骤S110～S140，各步骤具体如下：
S110：实时监测线路投入前或者切除前的母线电压。
对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
S120：获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗。
线路入口阻抗ZRE为：ZRK＝z/tan(l×a)
其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。且l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a是现场测量获得的已知参数。
S130：根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗。
当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示：
其中，ZRK:线路末端开路时的首端入口阻抗；XS:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗XS；j是复数的虚部。
S140：根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
线路建好后线路的入口阻抗为常数，因此无需进行反复测量，只要监督母线电压变化情况，即可获取实际系统短路电流。并且，本实施例结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
基于上述的投切线路的实时短路电流计算方法，本申请还提出一种投切线路的实时短路电流计算装置，请参阅图2，图2是本申请投切线路的实时短路电流计算装置一实施例的结构示意图。在本实施例中，投切线路的实时短路电流计算装置可以包括：
母线电压模块110，用于实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；
线路入口阻抗模块120，用于获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；
短路阻抗模块130，用于根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；
短路电流模块140，用于根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
可选地，母线电压模块还用于对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
可选地，在入口阻抗模块中，线路入口阻抗ZRE为：ZRK＝z/tan(l×a)
其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
可选地，在短路阻抗模块中，当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示：
其中，ZRK:线路末端开路时的首端入口阻抗；XS:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗XS。
可选地，短路电流模块还用于利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
本申请提出投切线路的实时短路电流计算方法及装置，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，通过得线路长度、波阻抗和相位系数获得线路入口阻抗，通过母线电压以及线路入口阻抗获得母线的短路阻抗，从而计算出实时短路电流。通过上述方式，本申请公开通过观测投空线前后电压幅值变化获取短路容量的监测方法，能够结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。文中所使用的步骤编号也仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种投切线路的实时短路电流计算方法，其特征在于，包括：
实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；具体为：对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试所述线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值；
获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据所述线路长度、所述波阻抗和所述相位系数计算线路入口阻抗；
根据所述母线电压以及所述线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；具体为：
当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，合闸前后的电压可用第一公式表示，其中，所述第一公式为：
其中，ZRK为线路末端开路时的线路入口阻抗；XS为母线的短路阻抗；j是复数的虚部；为合闸前的母线电压，/>为合闸后的母线电压；
根据所述第一公式计算得出所述母线的短路阻抗；
根据所述短路阻抗以及所述母线电压，计算出实时短路电流。
2.根据权利要求1所述的投切线路的实时短路电流计算方法，其特征在于，所述根据所述线路长度、所述波阻抗和所述相位系数计算线路入口阻抗，包括：
所述线路入口阻抗ZRK为：ZRK＝z/tan(l×a)；
其中，l为所述线路长度，z为所述波阻抗，所述相位系数为a。
3.根据权利要求1所述的投切线路的实时短路电流计算方法，其特征在于，所述根据所述短路阻抗以及所述母线电压，计算出实时短路电流，包括：
利用所述母线电压与所述母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
4.一种投切线路的实时短路电流计算装置，其特征在于，包括：
母线电压模块，用于实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；
所述母线电压模块还用于对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试所述线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值；
线路入口阻抗模块，用于获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据所述线路长度、所述波阻抗和所述相位系数计算线路入口阻抗；
短路阻抗模块，用于根据所述母线电压以及所述线路入口阻抗计算得出所述母线的短路阻抗；在所述短路阻抗模块中，当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，合闸前后的电压可用第一公式表示，其中所述第一公式为：
其中，ZRK为线路末端开路时的线路入口阻抗；XS为母线的短路阻抗；j是复数的虚部；为合闸前的母线电压，/>为合闸后的母线电压；
根据所述第一公式计算得出所述母线的短路阻抗；
短路电流模块，用于根据所述短路阻抗以及所述母线电压，计算出实时短路电流。
5.根据权利要求4所述的投切线路的实时短路电流计算装置，其特征在于，
在所述入口阻抗模块中，所述线路入口阻抗ZRK为：ZRK＝z/tan(l×a)；
其中，l为所述线路长度，z为所述波阻抗，所述相位系数为a。
6.根据权利要求4所述的投切线路的实时短路电流计算装置，其特征在于，
所述短路电流模块还用于利用所述母线电压与所述母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
CN202111065827.7A 2021-09-10 2021-09-10 投切线路的实时短路电流计算方法及装置 Active CN113687129B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111065827.7A CN113687129B (zh) 2021-09-10 2021-09-10 投切线路的实时短路电流计算方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111065827.7A CN113687129B (zh) 2021-09-10 2021-09-10 投切线路的实时短路电流计算方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113687129A CN113687129A (zh) 2021-11-23
CN113687129B true CN113687129B (zh) 2023-12-29

Family

ID=78586092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111065827.7A Active CN113687129B (zh) 2021-09-10 2021-09-10 投切线路的实时短路电流计算方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113687129B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589073A (en) * 1982-05-05 1986-05-13 Dorman Smith Switchgear Limited Apparatus for determining prospective short circuit current
JP2001021605A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Tempearl Ind Co Ltd 短絡電流測定装置
CN103474998A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 江苏省电力设计院 500kV电缆及架空混合线路过电压优化控制方法
CN105425041A (zh) * 2015-09-21 2016-03-23 国家电网公司 基于短路电流约束的三绕组变压器阻抗值的计算方法
CN206601463U (zh) * 2017-03-15 2017-10-31 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 一种行波测距闭锁时间的测试系统
CN107689473A (zh) * 2017-08-10 2018-02-13 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种磁激励耦合机制的波导检波单元
JP2019062592A (ja) * 2017-09-25 2019-04-18 株式会社明電舎 短絡故障検出回路
CN110082646A (zh) * 2019-05-30 2019-08-02 广州水沐青华科技有限公司 基于工频电压沿线分布曲线的t接线路故障测距方法及计算机可读存储介质
CN110542822A (zh) * 2019-09-06 2019-12-06 贵州电网有限责任公司 一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法
CN112924787A (zh) * 2020-12-30 2021-06-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 电力系统节点短路电流工频稳态分量在线评估方法及装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4589073A (en) * 1982-05-05 1986-05-13 Dorman Smith Switchgear Limited Apparatus for determining prospective short circuit current
JP2001021605A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Tempearl Ind Co Ltd 短絡電流測定装置
CN103474998A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 江苏省电力设计院 500kV电缆及架空混合线路过电压优化控制方法
CN105425041A (zh) * 2015-09-21 2016-03-23 国家电网公司 基于短路电流约束的三绕组变压器阻抗值的计算方法
CN206601463U (zh) * 2017-03-15 2017-10-31 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 一种行波测距闭锁时间的测试系统
CN107689473A (zh) * 2017-08-10 2018-02-13 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种磁激励耦合机制的波导检波单元
JP2019062592A (ja) * 2017-09-25 2019-04-18 株式会社明電舎 短絡故障検出回路
CN110082646A (zh) * 2019-05-30 2019-08-02 广州水沐青华科技有限公司 基于工频电压沿线分布曲线的t接线路故障测距方法及计算机可读存储介质
CN110542822A (zh) * 2019-09-06 2019-12-06 贵州电网有限责任公司 一种基于无功扰动的电网短路电流和短路阻抗的测量方法
CN112924787A (zh) * 2020-12-30 2021-06-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 电力系统节点短路电流工频稳态分量在线评估方法及装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘岚等.《《电磁场与电磁波理论基础》学习指导与习题解答》.武汉理工大学出版社,2009,第175-176页. *
半波长交流输电点对网双落点系统的穿越功率特性;梁涵卿等;中国电机工程学报(第18期);第5331-5338页 *
线路电压互感器引起的母线电压不平衡分析;师亮云等;电网与清洁能源(第11期);第82-89页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113687129A (zh) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9178386B2 (en) State-matrix-independent dynamic process estimation method in real-time for weakly observable measurement nodes without PMU
US8126667B2 (en) Measurement based voltage stability monitoring and control
CN103401238B (zh) 一种基于总体测辨法的电力负荷建模方法
JPWO2008126240A1 (ja) 同期フェーザ測定装置及びこれを用いた母線間位相角差測定装置
CN112816831B (zh) 风电场集电线单相接地故障定位方法
CN110221219A (zh) 机载环境下飞机锂电池soc估算方法
CN112731242A (zh) 一种电能质量在线监测装置现场校验仪的校验方法
CN105717360A (zh) 一种低压单相谐波阻抗测量方法及装置
CN101350524B (zh) 一种基于全微分方程的戴维南等值参数跟踪的计算方法
CN113687129B (zh) 投切线路的实时短路电流计算方法及装置
CN114512982A (zh) 配电网拓扑辨识方法、装置和终端设备
CN106874615B (zh) 风电机组负荷调节效应系数测试方法及装置
Abdelkader Online Thevenin’s equivalent using local PMU measurements
CN109494733B (zh) 一种电力负荷模型的辨识参数优化方法及系统
CN107390025A (zh) 基于盲源分离的电力系统多谐波源辨识方法
CN109188084B (zh) 电力系统阻抗模型的测辩方法及系统
Dhadbanjan et al. Linear programming approach for power system state estimation using upper bound optimization techniques
Zhang et al. Kalman filter approach for line parameter estimation for long transmission lines
CN115632410A (zh) 一种针对新能源电力系统宽频振荡保护方法
CN108037350A (zh) 一种电压波形的参数辨识方法、系统
CN114389241A (zh) 有源配电网的继电保护定值整定方法及装置
Dai et al. An introduction to the echo state network and its applications in power system
CN113468797A (zh) 一种电-气综合能源系统状态估计方法和系统
CN111505420B (zh) 一种线路避雷器状态的在线监测与诊断方法及系统
Okon et al. Influence of UPFC device on power system state estimation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant