[发明专利]一种基于戴维南等值参数跟踪的动态短路比计算方法

摘要

本发明提供一种基于戴维南等值参数跟踪的动态短路比计算方法，包括以下步骤：交直流系统发生故障时，选择换流母线作为监测对象；求取换流母线看进去的交流系统动态戴维南等值电势及阻抗；计算交直流系统的动态短路比；根据动态短路比实时判断交直流系统的强弱。本发明提供的基于戴维南等值参数跟踪的动态短路比计算方法，通过监测交直流系统故障后系统的短路比的变化，反映故障后交流系统对直流的支撑能力。本发明可运用于电力系统在线分析控制以及离线仿真分析，利于交直流系统运行、分析人员及时采取有效的措施，提高大电网的安全稳定运行水平。

主权项

一种基于戴维南等值参数跟踪的动态短路比计算方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：交直流系统发生故障时，选择换流母线作为监测对象；步骤2：求取换流母线看进去的交流系统动态戴维南等值电势及阻抗；步骤3：计算交直流系统的动态短路比；步骤4：根据动态短路比实时判断交直流系统的强弱；所述步骤1中，选取换流母线作为监测对象，所述监测对象包括单条换流母线或至少两条换流母线；所述步骤2中，通过基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪方法求取换流母线看进去的交流系统动态戴维南等值电势及阻抗；所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2‑1：计算交流系统动态戴维南等值电势；在t时刻，交直流系统的时域仿真过程中，求解如下网络方程，以获得节点电压向量其中，为交直流系统的导纳矩阵；为t时刻交直流系统各个节点的注入电流向量；为t时刻交直流系统各个节点的电压向量；在节点i处单独注入单位电流，而所有其余节点的注入电流都等于0时，求解如下方程：得到节点i处的综合阻抗矩阵ZiT：ZiT=[U·t,i0]---(3)]]>采用补偿法计算开路电压即节点i开路时，相当于流经节点i处的负荷电流为0，在节点i处补偿与注入电流量求取节点i处的电压的变化量由于其中ZZLi为节点i处负荷的等效阻抗，此时，流经阻抗的电流相当于则有U·oc,i=-ΔI·t,i×ZZLi---(4)]]>同时，基于所求得的综合阻抗矩阵ZiT，可知为ΔU·t,i=ZiT×ΔI·t,i---(5)]]>根据叠加原理，节点i处的开路电压为：U·oc,i=U·t,i+ΔU·t,i=U·t,i+ZiT×ΔI·t,i---(6)]]>其中，为t时刻暂态稳定计算得到的节点i处的电压；联立求解式(4)和(6)，求得ΔI·t,i=U·t,iZZLi-ZiTU·oc,i=ZZLiZZLi-ZiTU·t,i---(7)]]>此时，求得的即为节点i处的交流系统动态戴维南等值电势有：E·t,iThev=U·oc,i=ZZLiZZLi-ZiTU·t,i---(8)]]>步骤2‑2：计算交流系统动态戴维南等值阻抗；节点i处短路时，相当于在原有网络的基础上，在节点i处叠加一个注入电流量根据叠加原理，此时节点i处的电压为：U·′t,i=U·t,i+ZiTΔI·t,i′---(9)]]>其中，为短路后节点i处的电压，而节点i处短路时，即可求得：ΔI·′t,i=-ZiT-1U·t,i---(10)]]>根据叠加原理，可以求得节点i处的短路电流为：I·sc,i=U·t,iZZLi-ΔI·′t,i=U·t,iZZLi+ZiT-1U·t,i---(11)]]>基于计算得到的开路电压和短路电流即可得到t时刻，节点i处的交流系统动态戴维南等值阻抗Zt,iThev：Zt,iThev=U·oc,iI·sc,i---(12)]]>在故障发生后任意时刻，针对换流母线节点，重复上述步骤，即可得到任一换流母线处随时间变化的交流系统动态戴维南等值电势和动态戴维南等值阻抗。