一种四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法技术

本发明专利技术公开了一种四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法。本发明专利技术利用GPS/北斗系统的同步授时技术，在4种不同测量方式下同步测量四回线路首末两端的零序电压与零序电流，代入本发明专利技术推导得到的四回非全线平行输电线路传输矩阵，解出包括零序电阻、零序电感和零序电容在内的24个零序参数。本文方法的测量精度高，在实际工程中更具有普适性。在实际工程中更具有普适性。在实际工程中更具有普适性。

【技术实现步骤摘要】
一种四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法


[0001]本专利技术涉及一种输电线路零序参数精确测量方法，尤其是涉及一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法。

技术介绍

[0002]输电线路是电力系统的重要组成部分，承担着输送电能的重要作用。随着电力系统的日益发展，输电网的结构愈加复杂，输电线路的保护显得尤为重要。线路参数的准确测量是输电线路故障测距﹑距离保护﹑短路计算的重要保障。
[0003]输电网规模的扩大必然带来输电线路走廊资源的短缺，为解决这一问题，我国广泛采用同塔多回线输电技术。混压四回输电线路已被广泛应用，目前国内外已有500kV/220kV、275kV/132kV等不同电压等级的混压线路，未来可能会出现 1000kV/500kV混压线路。混压四回线路的耦合情况较为复杂，零序参数测量难度大，如若四回输电线路并非全线同塔架设，这无疑给参数测量带来了很大的挑战。
[0004]多回短距离输电线路参数测量的研究目前已有一些成果，然而目前对于四回输电线路参数测量的研究多数使用四回全线同塔架设输电线路模型。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决了现有技术所存在的因采用集中参数模型难以克服分布效应而无法运用于长距离输电线路的弊端，也避免了现有的分布参数模型只能运用于同塔全线平行线路的限制；提供了一种四回非全线平行输电线路零序参数测量；可同时测量多个零序参数。本专利技术的技术方案包括一种四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，基于以下定义：
[0006]定义第一输电线路长度、第二输电线路长度、第三输电线路长度、第四输电线路长度，所述的第一输电线路、第二输电线路、第三输电线路、第四输电线路为四回非全线平行输电线路；定义四回耦合部分线路长度、双回耦合部分线路长度，所述的四回耦合部分线路、双回耦合部分线路为四回非全线平行输电线路的两部分，第一输电线路长度的长度为l1；第二输电线路长度的长度为l1；第三输电线路长度的长度为l1+l2；第四输电线路长度的长度为l1+l2；四回耦合部分线路首端至四回耦合部分线路末端的长度为l1；双回耦合部分线路首端至双回耦合部分线路末端的长度为l2；
[0007]定义第一测量方式、第二测量方式、第三测量方式、第四测量方式，其中，
[0008]第一测量方式为：
[0009]第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端接地，末端接地；第三输电线路首端悬空，末端接地；第四输电线路首端悬空，末端接地；
[0010]第二测量方式为：
[0011]第一输电线路首端悬空，末端接地；第二输电线路首端悬空，末端接地；第三输电线路首端加单相电源，末端接地；第四输电线路首端接地，末端接地；
[0012]第三测量方式为：
[0013]第一输电线路首端加单相电源，末端悬空；第二输电线路首端接地，末端悬空；第三输电线路首端接地，末端悬空；第四输电线路首端接地，末端悬空；
[0014]第四测量方式为：
[0015]第一输电线路首端接地，末端悬空；第二输电线路首端接地，末端悬空；第三输电线路首端加单相电源，末端悬空；第四输电线路首端接地，末端悬空；
[0016]方法包括：
[0017]步骤1，线路停电测量，利用基于GPS的同步相量测量装置，同步测量得到不同零序测量方式下零序分量；
[0018]步骤2：对不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量，根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵，根据传输矩阵求解第一双回中间变量第六双回中间变量，根据双回中间变量计算第一双回特征根、第二双回特征根，根据双回特征根计算双回耦合部分线路的零序阻抗和零序电纳，进而计算双回耦合部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容；计算第一特征中间变量第八特征中间变量，计算第一元素中间变量第八元素中间变量，结合第一特征中间变量第八特征中间变量计算第一四回特征根、第二四回特征根、第三四回特征根、第四四回特征根，根据四回特征根计算第一中间替换变量第四中间替换变量，第一中间取代变量第四中间取代变量，再计算第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量，根据第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量、第一四回特征根、第二四回特征根、第三四回特征根、第四四回特征根、第一中间取代变量第四中间取代变量计算四回耦合部分的阻抗矩阵，根据四回耦合部分的阻抗矩阵、第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量计算四回耦合部分的导纳矩阵，计算四回耦合部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容。
[0019]在上述的四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，步骤1所述不同零序测量方式下零序分量包括：
[0020]不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第三输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第四输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第四输电线路末端的零序电压与零序电流；
[0021]所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压为：
[0022]U
k,1,s
,k∈[1,4][0023]其中，U
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压；
[0024]所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流为:
[0025]I
k,1,s
,k∈[1,4][0026]其中，I
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流；
[0027]所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压为：
[0028]U
k,2,s
,k∈[1,4][0029]其中，U
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压；
[0030]所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流为:
[0031]I
k,2,s
,k∈[1,4][0032]其中，I
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流；
[0033]所述不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压为：
[0034]U
k,3,s
,k∈[1,4][0035]其中，U
k,3,s
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压；
[0036]所述不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电流为:
[0037]I
k,3,s
,k∈[1,4][0038]其中，I
k,3,s
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电流；
[0039]所述不同零序测量方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，基于以下定义：定义第一输电线路长度、第二输电线路长度、第三输电线路长度、第四输电线路长度，所述的第一输电线路、第二输电线路、第三输电线路、第四输电线路为四回非全线平行输电线路；定义四回耦合部分线路长度、双回耦合部分线路长度，所述的四回耦合部分线路、双回耦合部分线路为四回非全线平行输电线路的两部分，第一输电线路长度的长度为l1；第二输电线路长度的长度为l1；第三输电线路长度的长度为l1+l2；第四输电线路长度的长度为l1+l2；四回耦合部分线路首端至四回耦合部分线路末端的长度为l1；双回耦合部分线路首端至双回耦合部分线路末端的长度为l2；定义第一测量方式、第二测量方式、第三测量方式、第四测量方式，其中，第一测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端接地；第二输电线路首端接地，末端接地；第三输电线路首端悬空，末端接地；第四输电线路首端悬空，末端接地；第二测量方式为：第一输电线路首端悬空，末端接地；第二输电线路首端悬空，末端接地；第三输电线路首端加单相电源，末端接地；第四输电线路首端接地，末端接地；第三测量方式为：第一输电线路首端加单相电源，末端悬空；第二输电线路首端接地，末端悬空；第三输电线路首端接地，末端悬空；第四输电线路首端接地，末端悬空；第四测量方式为：第一输电线路首端接地，末端悬空；第二输电线路首端接地，末端悬空；第三输电线路首端加单相电源，末端悬空；第四输电线路首端接地，末端悬空；方法包括：步骤1，线路停电测量，利用基于GPS的同步相量测量装置，同步测量得到不同零序测量方式下零序分量；步骤2：对不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量，根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵，根据传输矩阵求解第一双回中间变量第六双回中间变量，根据双回中间变量计算第一双回特征根、第二双回特征根，根据双回特征根计算双回耦合部分线路的零序阻抗和零序电纳，进而计算双回耦合部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容；计算第一特征中间变量第八特征中间变量，计算第一元素中间变量第八元素中间变量，结合第一特征中间变量第八特征中间变量计算第一四回特征根、第二四回特征根、第三四回特征根、第四四回特征根，根据四回特征根计算第一中间替换变量第四中间替换变量，第一中间取代变量第四中间取代变量，再计算第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量，根据第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量、第一四回特征根、第二四回特征根、第三四回特征根、第四四回特征根、第一中间取代变量第四中间取代变量计算四回耦合部分的阻抗矩阵，根据四回耦合部分的阻抗矩阵、第一矩阵中间变量第八矩阵中间变量计算四回耦合部分的导纳矩阵，计算四回耦合部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容。2.根据权利要求1所述的四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于：
步骤1所述不同零序测量方式下零序分量包括：不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第三输电线路末端的零序电压与零序电流；不同零序测量方式下第四输电线路首端的零序电压与零序电流、不同零序测量方式下第四输电线路末端的零序电压与零序电流；所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压为：U
k,1,s
,k∈[1,4]其中，U
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流为:I
k,1,s
,k∈[1,4]其中，I
k,1,s
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压为：U
k,2,s
,k∈[1,4]其中，U
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流为:I
k,2,s
,k∈[1,4]其中，I
k,2,s
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压为：U
k,3,s
,k∈[1,4]其中，U
k,3,s
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第三输电线路首端的零序电流为:I
k,3,s
,k∈[1,4]其中，I
k,3,s
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第四输电线路首端的零序电压为：U
k,4,s
,k∈[1,4]其中，U
k,4,s
为表示在第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序电压；所述不同零序测量方式下第四输电线路首端的零序电流为:I
k,4,s
,k∈[1,4]其中，I
k,4,s
为表示在第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序电流；所述不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压为：U
k,1,m
,k∈[1,4]其中，U
k,1,m
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压；所述不同零序测量方式下第一输电线路末端的零序电流为:I
k,1,m
,k∈[1,4]其中，I
k,1,m
为表示在第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电流；所述不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压为：U
k,2,m
,k∈[1,4]
其中，U
k,2,m
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压；所述不同零序测量方式下第二输电线路末端的零序电流为:I
k,2,m
,k∈[1,4]其中，I
k,2,m
为表示在第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电流；所述不同零序测量方式下第三输电线路末端的零序电压为：U
k,3,m
,k∈[1,4]其中，U
k,3,m
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路末端的零序电压；所述不同零序测量方式下第三输电线路末端的零序电流为:I
k,3,m
,k∈[1,4]其中，I
k,3,m
为表示在第k零序测量方式下第三输电线路末端的零序电流；所述不同零序测量方式下第四输电线路末端的零序电压为：U
k,4,m
,k∈[1,4]其中，U
k,4,m
为表示在第k零序测量方式下第四输电线路末端的零序电压；所述不同零序测量方式下第四输电线路末端的零序电流为:I
k,4,m
,k∈[1,4]其中，I
k,4,m
为表示在第k零序测量方式下第四输电线路末端的零序电流。3.根据权利要求1所述的四回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于：步骤2所述不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量为：第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压即U
k,1,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电压即第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流即I
k,1,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电流即第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压即U
k,2,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序基波电压即第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流即I
k,2,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序基波电流即第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电压即U
k,3,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序基波电压即第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序电流即I
k,3,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第三输电线路首端的零序基波电流即第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序电压即U
k,4,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序基波电压即第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序电流即I
k,4,s
，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第四输电线路首端的零序基波电流即第k零序测量方式下第一输电线...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志坚，高明鑫，倪识远，牟洪江，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：