[发明专利]一种基于BPA的短路故障极限切除时间批量自动求取方法

权利要求书

1.一种基于BPA的短路故障极限切除时间批量自动求取方法，其特征在于包括以下步骤：

1)读入潮流数据文件和稳定数据文件，解析数据，读入短路故障集、发电机参数，调用PSD-BPA计算平台进行潮流计算；所述步骤1)包括：

11)从所述稳定数据文件中，读取n个要分析的短路故障并组成故障集，设置第i个故障的极限切除时间默认值Ti＝0，其中i∈[1,2,…,n]，读取所分析区域内的m台发电机名称及惯性时间常数M；

12)调用BPA潮流计算程序进行潮流计算，获取暂态稳定仿真计算的初始潮流；

13)设置本次批量短路故障极限切除时间求解范围，设上限为Tcc1，下限为Tcc2，收敛精度为L；

2)故障集快速暂停稳定计算，计算各个故障评估指标，并进行无量纲化处理；所述步骤2)包括：

21)统一设置短路故障初始时刻为1个周波，故障切除时间为某一较小的周波数，设置仿真时长稍大于故障切除时间；

22)设置故障评估指标为：

a)

b)

c)

d)D₄＝max{|δ_c1-δ₀₁|,|δ_c2-δ₀₂|,…,|δ_cj-δ_0j|,…,|δ_cm-δ_0m|}；

e)

f)

式中：m为系统发电机的数目；j∈[1,2,…,m]；δ_cj为故障切除时刻第j台发电机的转子角度；δ_0j为故障发生前第j台发电机的转子角度；M_j为第j台发电机的惯性时间常数；ω_cj为故障切除时刻发电机的转子角速度；分别为事故清除后一瞬间第j台发电机的机械功率和电磁功率；D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆均为故障评估指标；

23)调用PSD-BPA暂态稳定计算程序，对第i个短路故障进行暂态稳定仿真计算；

24)读取暂态稳定计算结果文件，按22)计算第i个短路故障的评估指标值D_i1、D_i2、D_i3、D_i4、D_i5、D_i6；

25)重复步骤23)、24)直至计算完全部n个短路故障；

26)由23)、24)、25)得到n个故障的所有评估指标，得到矩阵X＝(D_i6)_n×6；

27)对矩阵X＝(D_i6)_n×6的6个列向量进行无量纲化处理，得到Y＝(d_i6)_n×6，具体方法如下：

式中，a∈[1,2,3,4,5,6]，

3)计算各个故障评估指标综合值，计算各个故障极限切除时间的初值，记故障极限切除时间为CCT；采用二分法对评估综合指标值最大的短路故障求取具体的故障极限切除时间Te，记该短路故障的编号为e，记综合指标值为Z_e；依据线性关系，由Z_e、Te、Z_i求得其它故障的极限切除时间估计值Ti＝Zi×Te/Ze其中i≠e,Z_i为第i个短路故障的评估综合指标值；所述步骤3)包括：计算各个短路故障的评估指标综合值，如第i个短路故障的评估综合指标值为：Z_i＝d_i1+d_i2+d_i3+d_i4+d_i5+d_i6，并将各个短路故障的评估指标综合值从大到小排序；所述步骤3)的二分法实现步骤如下：

①二分法求取CCT时，搜索上限和下限，分别记为Ta，Tb，其中TaTb,收敛精度记JD，设置仿真时间为500个周波，设置稳定判据；

②短路故障发生时刻设为0，故障切除时间记为Tx，此处令Ta＝Tcc1、Tb＝Tcc2、JD＝L；

③置Tx＝Tb，调用暂态稳定仿真计算程序进行仿真计算，读取结果文件进行稳定判别，稳定则执行步骤④，否则CCT＝Tb；

④置Tx＝Ta，调用暂态稳定仿真计算程序进行仿真计算，读取结果文件进行稳定判别，不稳定则执行步骤⑤，否则CCT＝Ta；

⑤置Tx＝(Ta+Tb)/2，调用暂态稳定仿真计算程序进行仿真计算，读取结果文件进行稳定判别，不稳定则令Ta＝Tx，否则令Tb＝Tx；

⑥(Ta-Tb)是否小于JD，是则CCT＝Tb，否则返回步骤⑤；

4)故障极限切除时间CCT的精细计算；所述步骤4)包括：

41)设置CCT仿真计算搜索步长为S，设置故障仿真时间为500个周波，开始第i个CCT精细计算；

42)Ti大于或等于Tcc1时，按照Tx为Tcc1、Tcc1-S、Tcc1-2S、…、Tcc2进行暂态稳定仿真计算，直至找到CCT所在区间[Tw,Tv]；当CCT所在区间值大于Tcc1时，CCT＝Tcc1；当CCT所在区间值小于Tcc2时，CCT＝Tcc2；当CCT所在的区间[Tw,Tv]，长度大于L，将CCT所在区间上限值和下限值分别赋予Ta、Tb后，执行所述步骤⑤⑥，否则CCT等于所在区间的下限值；

43)Ti小于等于Tcc2时，按照Tx为Tcc2、Tcc1+S、Tcc1+2S、…、Tcc1进行暂态稳定仿真计算，直至找到CCT所在区间[Tw,Tv]；当CCT所在区间值大于Tcc1时，CCT＝Tcc1；当CCT所在区间值小于Tcc2时，CCT＝Tcc2；当CCT所在的区间[Tw,Tv]，长度大于L，将CCT所在区间上限值和下限值分别赋予Ta、Tb后，执行所述步骤⑤⑥，否则CCT等于所在区间的下限值；

44)Ti大于Tcc2、小于Tcc2时，按照Tx为Ti、Ti+S、Ti-S、…进行暂态稳定仿真计算，直至找到CCT所在区间[Tw,Tv]；当CCT所在区间值大于Tcc1时，CCT＝Tcc1；当CCT所在区间值小于Tcc2时，CCT＝Tcc2；当CCT所在的区间[Tw,Tv]，长度大于L，将CCT所在区间上限值和下限值分别赋予Ta、Tb后，执行所述步骤⑤⑥，否则CCT等于所在区间的下限值。