[发明专利]适用于直流偏磁评估的变电站互电阻快速傅里叶变换方法

说明书

本发明涉及直流偏磁风险评估技术，具体涉及适用于直流偏磁评估的变电站互电阻快速傅里叶变换方法，包括获取水平分层大地信息；计算采样步长λ_step；得到λ域的取值范围[0,λ_max]；取得采样序列{F_i}；对采样序列{F_i}进行离散傅里叶变换，取得傅里叶序列G：进行离散傅里叶变换；按傅里叶序列展开式得到所有的关于H_k傅里叶序列H；利用离散傅里叶反变换计算式得到变电站之间的互电阻矩阵[M]。该方法在互电阻计算公式中的积分核函数作自适应采样的基础上，借助成熟的离散傅里叶变换和反变换算法，大幅降低了直流偏磁仿真模型中互电阻场量的求解难度。

技术领域

本发明属于直流偏磁风险评估技术领域，特别涉及适用于直流偏磁评估的变电站互电阻快速傅里叶变换方法。

背景技术

直流输电故障可能诱发直流接地极附近交流系统的直流偏磁风险，目前发现多起相关的事故。直流偏磁风险治理主要采用中性点安装电容等方法。无论是在直流输电工程投运或电网新建电站的初期，还是电网制订规划运行方式，直流偏磁风险的计算和分析都是核心环节。直流偏磁的风险计算需要借助直流电流分布的仿真模型来进行，模型的示意图如图1所示。

图1所示的模型多采用场路耦合方法进行求解：

[F]＝[Y][V] (1)

其中，[F]为电网节点的电流注入矩阵，[Y]为节点电导阵，[V]为节点电压列向量。

电场分量的模型主要体现在：

(1)在模型的节点中存在着变电站的地节点，式(1)中的[V]可写为

其中，[V_b]为母线节点电压列向量(待求)，[V_n]为变压器中性点节点电压列向量(待求)，[V_g]为变电站接地节点电压列向量。对于[V_g]，有

[V_g]＝[M][I_g]+[M_dc][I_dc] (3)

式中，[I_g]为变电站的总入地电流列向量(未知)，[M]和[M_dc]分别为变电站之间、变电站与直流接地极之间的互电阻矩阵，[I_dc]为直流接地极的入地电流列向量(已知)。[I_g]的定义为

式中，diag表示由列向量形成对角阵的运算。

由于[M]和[M_dc]属于场量，故式(1)为场路耦合模型。

(2)式(1)中，[F]为节点电流列向量，具体的表达式为

[F_b]＝0 (6)

[F_n]＝0 (7)

式中，[F_b]为母线节点注入电流列向量，[F_n]为变压器中性点节点注入电流列向量，[F_g]为变电站接地节点注入电流列向量。[F_g]与场量[V_g]有关。