一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，通过构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，并建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度阻抗和导纳的表达式，其中，涉及大地电阻；在数学模型的解析过程中，通过对线路边界条件下的电压与电流的齐次差分方程求解，得到两端口输电线路方程，其中，涉及电报方程，然后辅以将线路末端开路和短路的测量方式，分别测量线路送端的开路阻抗和短路阻抗，进而求解所述直流输电线路的分布参数，并给出了单位长度大地电阻的计算公式。本发明专利技术通过构建输电线路模型获取初始测量数据，同时对两端口输电线路方程进行精确求解，进而可以获取直流输电线路的精确分布参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压直流输电线路相关
，特别是涉及一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法。
技术介绍
HVDC输电线路是典型的长距离分布参数电路。运行中，因为线路中可能出现谐波谐振现象，所以需要掌握输电线路的直流电阻外，还应该掌握输电线路的分布电容和分布电感。此外，输电线路的测量参数为系统潮流稳定计算的可靠数据源，其中精确的输电线路模型在线路参数测量中起着非凡的重要性。现有技术中，获取输电线路参数的方法是离线测量。但是该方法简单地将线路的短路阻抗视作等值集中π型电路的阻抗，而将开路阻抗倒数的一半当作等值集中π型电路的并联导纳。如果线路的长度在100km以内，其误差尚可接受，但是随着线路长度增加，误差将显著增大。为了得到长距离线路的测量参数，也有通过将电报方程中双曲函数用多项台劳级数来近似。但是，任何有限项台劳级数的近似都会带来截断误差，并且该截断误差随着线路长度的增加而增大，所以随着线路长度增加，输电线路参数误差也会增大。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，以解决现有技术中的对于长距输电线路，测量误差大的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，包括：构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度阻抗和导纳的表达式，其中，涉及大地电阻；<br>根据所述直流输电线路模型、所述单位长度阻抗和所述单位长度导纳，分别计算出所述直流输电线路上的电压增量方程和电流增量方程；根据所述电压增量方程和所述电流增量方程，分别计算出所述直流输电线路上的电压和电流的齐次差分方程；根据所述直流输电线路送端和受端的电压、电流的边界条件，对所述电压和电流的齐次差分方程求解，得出与所述直流输电线路长度相对应的两端口输电线路方程其中，涉及电报方程；通过测量电源在所述直流输电线路的送端施加不同的测量电压，分别测量出所述直流输电线路的开路阻抗和短路阻抗；根据所述两端口输电线路方程、所述开路阻抗和所述短路阻抗，计算出所述直流输电线路的分布参数。优选地，所述构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，包括：构建具有分布参数特性的大地返回方式下的单根直流输电线路参数模型、或构建具有分布参数特性的双极直流输电线路模型。优选地，所述建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度阻抗和导纳的表达式，包括：建立与所述单根直流输电线路参数模型相对应的单位长度的导线阻抗z＝r+rg+jωl和导线导纳y＝g+jωc0、或建立与所述双极直流输电线路模型相对应的单极线路的自阻抗z＝r+jωl和自导纳y＝g+jωc0；其中，r为线路单位长度的电阻，rg为单位长度的大地电阻，g为单位长度的对地电导，l为线路单位长度的自感，c0为单位长度的对地电容，ω为系统角频率。优选地，所述根据所述直流输电线路送端和受端的电压、电流的边界条件，对所述电压齐次差分方程和所电流齐次差分方程求解，包括：根据所述单根直流输电线路的送端电压送端电流受端电压和受端电流对所述单根直流输电线路的电压齐次差分方程和电流齐次差分方程求解，得出与所述单根直流输电线路长度D相对应的两端口输电线路方程U·sI·s=coshγDzcsinhγDsinhγDzccoshγDU·rI·r;]]>其中，zc是特征阻抗，γ是传播系数。优选地，所述通过测量电源在所述直流输电线路的送端施加不同的测量电压，分别测量出所述输电线路的开路阻抗和短路阻抗，包括：通过测量电源在送端施加电压使单根直流输电线路的受端对地短路，在送端测量出所述单根输电线路的短路阻抗ZS；通过测量电源在送端施加电压使所述单根直流输电线路的受端悬空，在送端测量出所述单根输电线路的开路阻抗ZO。优选地,所述通过测量电源在所述直流输电线路的送端施加不同的测量电压，分别测量出所述输电线路的开路阻抗和短路阻抗，包括：将双极直流输电线路的正极线路和负极线路的送端并联，在所述双极直流输电线路与换流站接地装置之间通过测量电源施加零序电压，分别测量所述双极直流输电线路受端开路条件下的零序开路阻抗ZO0以及短路条件下的零序短路阻抗ZS0；在所述双极直流输电线路的送端正极和负极之间通过所述测量电源施加正序电压，分别测量所述双极直流输电线路受端开路条件下的正序开路阻抗ZO1以及短路条件下的正序短路阻抗ZS1。优选地，所述分布参数包括单极直流输电线路单位长度的电阻、对地电导、自感和对地电容，以及双极直流输电线路之间单位长度的互感和耦合电容。优选地，所述参数测量方法还包括：设定所述测量电源的频率分别为第一频率fS-Δf和第二频率fS+Δf，通过插值计算得出所述测量电源的频率为fS的正序参数和零序参数，其中，fS为工频频率，Δf＞0。优选地，所述参数测量方法还包括：改变所述测量电源的频率，获得单极直流输电线路单位长度的电阻和自感对应所述测量电源的频率变化的变化曲线。优选地，所述测量电源的频率变化范围为30-2000Hz。由以上技术方案可见，本专利技术实施例提供的一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度阻抗和导纳的表达式，其中，涉及大地电阻；在数学模型的解析过程中，通过建立所述直流输电线路长度相对应的两端口输电线路方程，其中，所述两端口输电线路方程涉及电报方程，然后辅以将直流输电线路末端开路和短路的测量方式，分别测量直流输电线路送端的开路阻抗和短路阻抗，进而求解所述直流输电线路的分布参数，并特别地给出了单位长度大地电阻的计算公式。本专利技术实施例通过所构建的两端口输电线路方程及输电线路模型获取初始测量数据，同时通过对两端口输电线路方程进行精确求解等计算步骤，获取所述直流输电线路的精确分布参数，所以本专利技术实施例提供的参数测量方法，可以为保护整定、线路故障定位、RTDS/EMTDC仿真提供精确的直流输电线路参数。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种高压、特高压直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，其特征在于，包括：构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度阻抗和导纳的表达式，其中，涉及大地电阻；根据所述直流输电线路模型、所述单位长度阻抗和所述单位长度导纳，分别计算出所述直流输电线路上的电压增量方程和电流增量方程；根据所述电压增量方程和所述电流增量方程，分别计算出所述直流输电线路上的电压和电流的齐次差分方程；根据所述直流输电线路送端和受端的电压、电流的边界条件，对所述电压和电流的齐次差分方程求解，得出与所述直流输电线路长度相对应的两端口输电线路方程，其中，涉及电报方程；通过测量电源在所述直流输电线路的送端施加不同的测量电压，分别测量出所述直流输电线路的开路阻抗和短路阻抗；根据所述两端口输电线路方程、所述开路阻抗和所述短路阻抗，计算出所述直流输电线路的分布参数。

【技术特征摘要】
1.一种高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，其特征在于，包括：
构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，建立与所述直流输电线路模型相对应
的单位长度阻抗和导纳的表达式，其中，涉及大地电阻；
根据所述直流输电线路模型、所述单位长度阻抗和所述单位长度导纳，分别计算出
所述直流输电线路上的电压增量方程和电流增量方程；
根据所述电压增量方程和所述电流增量方程，分别计算出所述直流输电线路上的电压和
电流的齐次差分方程；
根据所述直流输电线路送端和受端的电压、电流的边界条件，对所述电压和电流的
齐次差分方程求解，得出与所述直流输电线路长度相对应的两端口输电线路方程，其中，
涉及电报方程；
通过测量电源在所述直流输电线路的送端施加不同的测量电压，分别测量出所述直流输
电线路的开路阻抗和短路阻抗；
根据所述两端口输电线路方程、所述开路阻抗和所述短路阻抗，计算出所述直流输电线
路的分布参数。
2.根据权利要求1所述的高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，其特征在于，
所述构建具有分布参数特性的直流输电线路模型，包括：
构建具有分布参数特性的大地返回方式下的单根直流输电线路参数模型、或构建具
有分布参数特性的双极直流输电线路模型。
3.根据权利要求2所述的高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，其特征在于，
所述建立与所述直流输电线路模型相对应的单位长度的阻抗和导纳的表达式，包括：
建立与所述单根直流输电线路参数模型相对应的导线阻抗z＝r+rg+jωl和导线导
纳y＝g+jωc0、或建立与所述双极直流输电线路模型相对应的单极线路的自阻抗
z＝r+jωl和自导纳y＝g+jωc0；
其中，r为线路单位长度的电阻，rg为单位长度的大地电阻，g为单位长度的对地电
导，l为线路单位长度的自感，c0为单位长度的对地电容，ω为系统角频率。
4.根据权利要求3所述的高压、特高压直流输电线路的参数测量方法，其特征在于，
所述根据所述直流输电线路送端和受端的电压、电流的边界条件，对所述电压齐次差分

\t方程和所电流齐次差分方程求解，包括：
根据所述单根直流输电线路的送端电压送端电流受端电压和受端电流对所述单根直流输电线路的电压齐次差分方程和电流齐次差分方程求解，得出与所述单
根直流输电线...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，闫永梅，赵丹妮，李月梅，曹敏，周年荣，张林山，黄星，李鹏，毛天，常亚东，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53