不对称故障分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不对称故障分析方法及装置。所述方法包括：在电网系统发生不对称故障时，根据各序网络的节点导纳矩阵、故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量；判断零序网络节点注入电流向量及负序网络节点注入向量是否均不大于预设值；在是时，根据正序网络节点注入电流向量计算正序网络节点电压；在不是时，根据各序网络节点注入电流向量并行计算及与大于预设值的网络节点注入向量对应的网络节点电压；根据更新后的仿真时间判断是否到达仿真结束时刻；若到达，则结束仿真。由此，在进行各类不对称故障计算时，仍然具有三序解耦的高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
不对称故障分析方法及装置
本专利技术涉及电力系统
，具体而言，涉及一种不对称故障分析方法及装置。
技术介绍
随着直流输电技术的发展和应用，传统交流系统正逐步演化为交直流混联网络。受直流输电的影响，交流系统中出现了大量谐波，使得传统机电暂态仿真程序失效。采用详细电磁暂态建模固然可以解决谐波仿真的问题，但详细电磁暂态仿真计算量庞大，实际应用困难。目前，使用序分量移频建模仿真方法在一定程度上解决了大规模交流输电网络精确仿真效率低下的难题。序分量移频建模理论是一种结合序分量分析和移频分析对三相对称交流输电网络进行准确高效仿真的建模方法。具体地，移频分析方法采用解析信号建模，通过对频谱进行搬移降低最大频率，从而提升仿真步长。而序分量建模则将三相对称网络解耦成正序、负序和零序三部分网络。在正常运行或对称故障工况下，可仅计算正序网络，从而大幅度降低移频分析的计算量。然而，庞大的输电网络在运行过程中面临大量不对称故障。上述的序分量移频分析方法在面对不对称故障时，三序网络重新被耦合在一起。在这种情况下，仍需要切换回相分量坐标下进行仿真计算。因而导致在分析不对称故障时，计算量并未下降。比如，针对一条RL之路，在使用相分量移频建模方法时，向量维数为3；在无故障期间使用序分量移建模方式时，向量维数为1；在故障期间使用序分量移频建模方法时，向量维数为3。由此，可明显看出，在不对称故障期间，传统相分量移频和序分量移频模型的计算量几乎相等，序分量移频模型的效率优势消失。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种不对称故障分析方法及装置，其能够解决序分量移频建模在不对称故障下三序重新耦合带来的降低计算效率的问题。本专利技术实施例提供一种不对称故障分析方法，应用于分析设备，所述分析设备中存储有正序、负序及零序网络的节点导纳矩阵、故障元件的端口节点导纳矩阵和正序、负序及零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗，所述方法包括：在电网系统发生不对称故障时，根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量；判断所述各序网络节点注入电流向量中零序网络节点注入电流向量及负序网络节点注入向量是否均不大于预设值；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量是均不大于预设值时，根据正序网络节点注入电流向量计算正序网络节点电压；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量不是均不大于预设值时，根据所述各序网络节点注入电流向量并行计算正序网络节点电压及与大于预设值的网络节点注入向量对应的网络节点电压；对仿真时间进行更新，并根据更新后的仿真时间判断是否到达仿真结束时刻；若到达，则结束仿真。可选地，在本专利技术实施例中，所述根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量的步骤包括：根据各序网络的历史电流向量及所述各序网络的节点导纳矩阵获得各序网络在故障端口处的戴维南等值电压；根据所述各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳；根据故障元件的历史电流向量、所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳及所述各序网络在故障端口处的戴维南等值电压获得故障端口处三序网络的注入电流；根据所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳、所述故障元件的端口节点导纳矩阵及所述故障端口处三序网络的注入电流获得故障端口处三序网络电压；根据所述故障元件的端口节点导纳矩阵、所述故障端口处三序网络电压及所述故障元件的历史电流向量获得三序网络的节点注入电流向量，以得到所述各序网络节点注入电流向量。可选地，在本专利技术实施例中，所述方法还包括：预先根据电网系统分别生成正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵及故障元件的端口节点导纳矩阵；预先根据所述正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵对应生成正序、负序、零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗。可选地，在本专利技术实施例中，所述预先根据电网系统生成故障元件的端口节点导纳矩阵的步骤包括：预先根据电网系统建立故障元件的移频分析方程；对所述移频分析方程成序分量变换，得到故障元件的序分量移频模型方程；利用梯形积分对所述序分量移频模型方程离散化，获得故障元件的端口节点导纳矩阵及故障元件的历史电流向量。可选地，在本专利技术实施例中，在所述对仿真时间进行更新的步骤之前，所述方法还包括：在电网系统没有发生不对称故障时，获得正序网络节点注入电流向量，并根据正序网络的节点导纳矩阵及所述正序网络节点注入电流向量计算得到正序网络节点电压。本专利技术实施例还提供一种不对称故障分析装置，应用于分析设备，所述分析设备中存储有正序、负序及零序网络的节点导纳矩阵、故障元件的端口节点导纳矩阵和正序、负序及零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗，所述装置包括：各序电流计算模块，用于在电网系统发生不对称故障时，根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量；判断模块，用于判断所述各序网络节点注入电流向量中零序网络节点注入电流向量及负序网络节点注入向量是否均不大于预设值；计算模块，用于在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量是均不大于预设值时，根据正序网络节点注入电流向量计算正序网络节点电压；所述计算模块，还用于在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量不是均不大于预设值时，根据所述各序网络节点注入电流向量并行计算正序网络节点电压及与大于预设值的网络节点注入向量对应的网络节点电压；更新模块，用于对仿真时间进行更新，并根据更新后的仿真时间判断是否到达仿真结束时刻；停止模块，用于在到达时，结束仿真。可选地，在本专利技术实施例中，所述各序电流计算模块根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量的方式包括：根据各序网络的历史电流向量及所述各序网络的节点导纳矩阵获得各序网络在故障端口处的戴维南等值电压；根据所述各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳；根据故障元件的历史电流向量、所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳及所述各序网络在故障端口处的戴维南等值电压获得故障端口处三序网络的注入电流；根据所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳、所述故障元件的端口节点导纳矩阵及所述故障端口处三序网络的注入电流获得故障端口处三序网络电压；根据所述故障元件的端口节点导纳矩阵、所述故障端口处三序网络电压及所述故障元件的历史电流向量获得三序网络的节点注入电流向量，以得到所述各序网络节点注入电流向量。可选地，在本专利技术实施例中，所述装置还包括：准备模块，用于预先根据电网系统分别生成正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵及故障元件的端口节点导纳矩阵；所述准备模块，还用于预先根据所述正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵对应生成正序、负序、零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗。可选地，在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不对称故障分析方法，其特征在于，应用于分析设备，所述分析设备中存储有正序、负序及零序网络的节点导纳矩阵、故障元件的端口节点导纳矩阵和正序、负序及零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗，所述方法包括：在电网系统发生不对称故障时，根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量；判断所述各序网络节点注入电流向量中零序网络节点注入电流向量及负序网络节点注入向量是否均不大于预设值；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量是均不大于预设值时，根据正序网络节点注入电流向量计算正序网络节点电压；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量不是均不大于预设值时，根据所述各序网络节点注入电流向量并行计算正序网络节点电压及与大于预设值的网络节点注入向量对应的网络节点电压；对仿真时间进行更新，并根据更新后的仿真时间判断是否到达仿真结束时刻；若到达，则结束仿真。

【技术特征摘要】
1.一种不对称故障分析方法，其特征在于，应用于分析设备，所述分析设备中存储有正序、负序及零序网络的节点导纳矩阵、故障元件的端口节点导纳矩阵和正序、负序及零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗，所述方法包括：在电网系统发生不对称故障时，根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量；判断所述各序网络节点注入电流向量中零序网络节点注入电流向量及负序网络节点注入向量是否均不大于预设值；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量是均不大于预设值时，根据正序网络节点注入电流向量计算正序网络节点电压；在所述零序网络节点注入电流向量及所述负序网络节点注入向量不是均不大于预设值时，根据所述各序网络节点注入电流向量并行计算正序网络节点电压及与大于预设值的网络节点注入向量对应的网络节点电压；对仿真时间进行更新，并根据更新后的仿真时间判断是否到达仿真结束时刻；若到达，则结束仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各序网络的节点导纳矩阵、所述故障元件的端口节点导纳矩阵和各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络节点注入电流向量，以得到各序网络节点注入电流向量的步骤包括：根据各序网络的历史电流向量及所述各序网络的节点导纳矩阵获得各序网络在故障端口处的戴维南等值电压；根据所述各序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗获得三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳；根据故障元件的历史电流向量、所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳及所述各序网络在故障端口处的戴维南等值电压获得故障端口处三序网络的注入电流；根据所述三序网络在故障端口处的诺顿等值导纳、所述故障元件的端口节点导纳矩阵及所述故障端口处三序网络的注入电流获得故障端口处三序网络电压；根据所述故障元件的端口节点导纳矩阵、所述故障端口处三序网络电压及所述故障元件的历史电流向量获得三序网络的节点注入电流向量，以得到所述各序网络节点注入电流向量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先根据电网系统分别生成正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵及故障元件的端口节点导纳矩阵；预先根据所述正序、负序、零序网络的节点导纳矩阵对应生成正序、负序、零序网络在故障端口处的戴维南等值阻抗。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先根据电网系统生成故障元件的端口节点导纳矩阵的步骤包括：预先根据电网系统建立故障元件的移频分析方程；对所述移频分析方程成序分量变换，得到故障元件的序分量移频模型方程；利用梯形积分对所述序分量移频模型方程离散化，获得故障元件的端口节点导纳矩阵及故障元件的历史电流向量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述对仿真时间进行更新的步骤之前，所述方法还包括：在电网系统没有发生不对称故障时，获得正序网络节点注入电流向量，并根据正序网络的节点导纳矩阵及所述正序网络节点注入电流向量计算得到正序网络节点电压。6.一种不对称故障分析装置，其特征在于，应用于分析设备，所述分...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋炎侃，陈颖，于智同，黄少伟，沈沉，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51