一种电网非均匀线路建模与故障定位方法技术

技术编号:14844675 阅读:62 留言:0更新日期:2017-03-17 11:34
本发明专利技术公开了一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,该方法包括:根据非均匀线路的特点用PSCAD搭建非均匀线路模型,设置参数;确定非均匀线路故障定位方法,并构建故障定位系统中非均匀线路算法;对建立的非均匀线路进行故障仿真与定位,验证所建立非均匀线路的必要性和准确性;建立含有非均匀线路的故障定位系统;进行故障定位测试。本发明专利技术使电网的故障定位系统中增加了非均匀模型,提高了故障定位的准确性和有效性;实现了对不同型号参数线路的故障定位,且本发明专利技术提出的算法计算量小,运算速度较快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统领域,尤其涉及一种电网非均匀线路建模与故障定位方法
技术介绍
多年以来,输电线路故障定位一直是电力系统研究者和电力设备制造商所关注的问题。实时、准确故障定位对迅速发现故障点、修复受损线路、以及提高系统的可靠性起到重要的作用。然而由于影响因素太多和不确定性,所以到目前为止,这一领域仍有大量工作需要进一步完善,特别是对于非均匀参数线路更是如此。经调查研究很多的输电线路是改造线路,线路的导线型号不一样,同一条线可能有很多的参数即为非均匀线路,如果仅采用之前的故障定位方法很难保障定位信息的准确性。针对这一情况,在故障定位系统中新增非均匀线路故障定位算法这一模块,弥补了原来故障定位系统中只采用单一均匀线路算法的缺点,提高了故障定位的准确性,同时也填补了非均匀线路定位的空白。随着计算机技术、通讯技术、和网络技术的飞速发展,大量的电网测量数据得以实时地采集并发至控制中心。这为基于多个系统的实时定位系统的研究打下了牢固的基础。目前电网故障定位系统主要存在的问题:(1)输电线路模型未考虑同一线路不同型号的组合线路;(2)故障定位系统中没有设计非均匀线路,将非均匀线路采用单一均匀线路的方法进行定位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,旨在解决目前电网故障定位系统未考虑同一线路不同型号的组合线路,将非均匀线路采用单一均匀线路的方法进行定位,不能实时、准确对电网线路进行故障定位的问题。本专利技术是这样实现的,一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,包括:步骤一、根据非均匀线路的特点用PSCAD搭建非均匀线路模型,设置参数;步骤二、确定非均匀线路故障定位方法,并构建故障定位系统中非均匀线路算法;步骤三、对建立的非均匀线路进行故障仿真与定位,验证所建立非均匀线路的必要性和准确性;步骤四、建立含有非均匀线路的故障定位系统;步骤五、进行故障定位测试。进一步,所述步骤一中,非均匀线路指同一条线路上,参数不一样的输电线;非均匀线路分为单端非均匀线路和双端非均匀线路,单端非均匀线路是指只有一端有电源的线路,双端非均匀线路是指两端都有电源的线路。进一步,非均匀线路的具体参数包括:非均匀线路正序电阻R1、非均匀线路正序电抗X1、非均匀线路零序电阻R0、非均匀线路零序电抗X0、线路总长度L、每段分段长度第一段记为L1、第二段记为L2……第n段记为Ln;电抗的基本属性如下所示:当X>0时,称为感性电抗;当X=0时,电抗为0;当X<0时,称为容性电抗;在PSCAD中进行搭建模型。进一步,故障定位系统双端非均匀线路的算法为:计算前,将分段的阻抗、长度加起来作为参数进行计算,计算后得到一个故障距离,根据此故障距离得出故障位于哪一段,求出故障点处的故障的电流、电压以及阻抗,再次进行计算,得出的故障距离加上故障距离前的线路长度即为得到的最终距离;首先根据各分段线路正序电抗X1,求总线路的平均正序电抗为假设线路总长度L,第一段线路线路长度为L1,第二段线路长度为L2……第n段记为Ln;第一段线路正序电抗第二段线路正序电抗为第n段线路正序电抗为线路平均正序电抗:x‾1=(L1*x1(1)+L2*x1(2)+......+Ln*X1(n))/L]]>以双端均匀线路计算时的故障距离为IfL和IfR分别为故障近端电流、远端电流;VL和VR为故障近端电压、远端电压;IL和IR分别为近端电流、远端电流;d代表故障距离;Rf代表故障电阻,X为线路正序阻抗;VL=ILdX+(IfL+IfR)Rf假定近端测的电流IL与故障总电流IfL+IfR同相,故障距离Im()为取复数的虚数部分;假定近端故障电流IfL与故障总电流IfL+IfR同相,故障距离*为对复数求共轭;假定近端负序电流I2与故障总电流IfL+IfR同相,故障距离*为对复数求共轭;求出以均匀线路计算得出的故障距离假设实际故障距离Ln;用计算出的故障距离和平均电抗的乘积与每一段的长度*和每一段的电抗的乘积做比较,计算出故障位于第几段,再做处理;将与第一段线路长度L1比较;若L‾<L1,]]>则Ln=(L‾*x‾1)/x1(1);]]>若L1<L‾<L1+L2,]]>则Ln=(L‾*x‾1-L1*x1(1))/x1(2);]]>若(L1+L2+...+Lm-1)<L‾<(L1+L2+...+Lm-1+Lm)(m≥3),]]>则Ln=[L‾*x‾1-(L1*x1(1)+L2*x1(2)+...+Lm-1*x1(m-1))]/x1(m)+(L1+L2+...+Lm-1)=[L‾*x‾1-()]/x1(m)+;]]>如果初次计算的故障距离等于分段的长度,则按此段长度计算。进一步,所述步骤三的具体方法为:设置故障位置,设置故障类型、故障电阻、负荷的初始值,进行10种故障类型的设置:A相接地故障、B相接地故障、C相接地故障、AB两相接地故障、CA两相接地故障、BC两相接地故障、ABC三相短路故障、AB两相短路故障、CA两相短路故障、BC两相短路故障。本专利技术使电网的故障定位系统中增加了非均匀模型,提高了故障定位的准确性和有效性;实现了对不同型号参数线路的故障定位,且本专利技术提出的算法计算量小,运算速度较快。附图说明图1是本专利技术实施例提供的非均匀线路结构图;图中:(a)为单端非均匀线路;(b)为双端非均匀线路;图2是本专利技术实施例提供的故障仿真拓扑图;图3是本专利技术实施例提供的非均匀线路的故障模型;图4是本专利技术实施例提供的单端非均匀线路的故障仿真程序的流程框图;图5是本专利技术实施例提供的双端非均匀线路的故障仿真程序的流程框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。参阅图1-图4:本专利技术是这样实现的,一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,包括:步骤一、根据非均匀线路的特点用PSCAD搭建非均匀线路模型,设置参数;步骤二、确定非均匀线路故障定位方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,其特征在于,所述的电网非均匀线路建模与故障定位方法包括:步骤一、根据非均匀线路的特点用PSCAD搭建非均匀线路模型,设置参数;步骤二、确定非均匀线路故障定位方法,并构建故障定位系统中非均匀线路算法;步骤三、对建立的非均匀线路进行故障仿真与定位,验证所建立非均匀线路的必要性和准确性;步骤四、建立含有非均匀线路的故障定位系统;步骤五、进行故障定位测试。

【技术特征摘要】
1.一种电网非均匀线路建模与故障定位方法,其特征在于,所述的电网非均匀线路建
模与故障定位方法包括:
步骤一、根据非均匀线路的特点用PSCAD搭建非均匀线路模型,设置参数;
步骤二、确定非均匀线路故障定位方法,并构建故障定位系统中非均匀线路算法;
步骤三、对建立的非均匀线路进行故障仿真与定位,验证所建立非均匀线路的必要性
和准确性;
步骤四、建立含有非均匀线路的故障定位系统;
步骤五、进行故障定位测试。
2.如权利要求1所述的电网非均匀线路建模与故障定位方法,其特征在于,所述步骤一
中,非均匀线路指同一条线路上,参数不一样的输电线;
非均匀线路分为单端非均匀线路和双端非均匀线路,单端非均匀线路是指只有一端有
电源的线路,双端非均匀线路是指两端都有电源的线路。
3.如权利要求1所述的电网非均匀线路建模与故障定位方法,其特征在于,非均匀线路
的具体参数包括:
非均匀线路正序电阻R1、非均匀线路正序电抗X1、非均匀线路零序电阻R0、非均匀线路
零序电抗X0、线路总长度L、每段分段长度第一段记为L1、第二段记为L2……第n段记为Ln;
电抗的基本属性如下所示:
当X>0时,称为感性电抗;
当X=0时,电抗为0;
当X<0时,称为容性电抗;
在PSCAD中进行搭建模型。
4.如权利要求1所述的电网非均匀线路建模与故障定位方法,其特征在于,故障定位系
统单端非均匀线路的算法为:首先根据各分段线路正序电抗X1,求总线路的平均正序电抗
为假设线路总长度L,第一段线路长度为L1,第二段线路长度为L2……第n段记为Ln;第
一段线路正序电抗第二段线路正序电抗为……第n段线路正序电抗为线路平均正序电抗:
x‾1=(L1*x1(1)+L2*x1(2)+......+Ln*X1(n))/L]]>以均匀线路计算时的故障距离为假设实际故障距离Ln;用计算出的故障距离和平均
电抗的乘积与每一段的长度*和每一段的电抗的乘积做比较,计算出故障位于第几段,再做
处理;
将与第一段线路长度L1比较,若则若L1<L‾<L1+L2,]]>则Ln=(L‾*x‾1-L1*x1(1))/x1(2)]]>若(L1+L2+...+Lm-1)<L‾<(L1+L2+...+Lm-1+Lm)(m≥3),]]>则
Ln=[L‾*x‾1-(L1*x1(1)+L2*x1(2)+...+Lm-1*x1(m-1))]/x1(m)+(L1+L2+...+Lm-1)=[L‾*x‾1-()]/x1(m)+]]>如果初次计算的故障距离等于分段的长度,则按此段长度计算。
5.如权利要求1所述的电网非均匀线路建模与故障...

【专利技术属性】
技术研发人员:王连成蒋冰代桃桃
申请(专利权)人:山东海兴电力科技有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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