電力系統(tǒng)整定計(jì)算中一種運(yùn)行方式變化的處理方法

1、電力系統(tǒng)整定計(jì)算中一種運(yùn)行方式變化的處理方法THE METHOD FOR A RUNNING MODE VARIATING IN SETTING CACULATION OF POWER SYETEMSun Ming1，Kong Jian1,Cheng Xiao-ping2（1.Hefei University of Technology, Hefei 230009, China）（2.Anhui Electric Power Dispatching Center，Hefei 230061, China）Abstract：The running mode variating will

2、be concerned in setting calculation of power system that an element is cut off，synchronously，another element acting one after the other. Based on the fundamental of modifying impedance matrix by adding the branch，the modifier formula of impedance matrix element is derived when two elements are cut o

3、ff. And considering the characteristic of this action，a uniform, equivalent network model including the arithmetic is put out.keyword：setting calculation ； impedance matrix ；acting one after the other摘要: 電力系統(tǒng)整定計(jì)算中，會(huì)涉及到切除一個(gè)元件，同時(shí)考慮另一個(gè)元件相繼動(dòng)作這種運(yùn)行方式變化。本文根據(jù)支路追加法修改阻抗矩陣的基本原理，進(jìn)一步推導(dǎo)出對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)開(kāi)斷兩回支路時(shí)，阻抗矩陣元素修正的公式，同

4、時(shí)考慮相繼動(dòng)作自身的特點(diǎn)，提出了統(tǒng)一的等效網(wǎng)絡(luò)模型和計(jì)算機(jī)算法。關(guān)鍵詞：整定計(jì)算；阻抗矩陣；相繼動(dòng)作0 引言繼電保護(hù)整定計(jì)算是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中一項(xiàng)重要的工作。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)整定計(jì)算的工作量和復(fù)雜程度越來(lái)越大，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)提高整定計(jì)算的工作效率和正確性越來(lái)越受到人們的重視。在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，局部的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)變化方式越來(lái)越多。計(jì)算機(jī)整定中，如何為這些運(yùn)行方式變化提供合適的計(jì)算機(jī)算法是關(guān)鍵之一。根據(jù)整定規(guī)程規(guī)定，在進(jìn)行繼電保護(hù)定值整定時(shí)，必須滿足常見(jiàn)運(yùn)行方式，即正常運(yùn)行方式和一個(gè)元件檢修的正常檢修方式時(shí)保護(hù)定值不變。一個(gè)元件檢修的運(yùn)行方式比較簡(jiǎn)單，很

5、多文獻(xiàn)中對(duì)此都有詳細(xì)的處理方法，在此不再贅述。本文討論一種在計(jì)算機(jī)整定時(shí)，較為復(fù)雜的運(yùn)行方式一個(gè)元件（線路或者變壓器）停運(yùn)檢修，同時(shí)另一個(gè)線路元件相繼動(dòng)作。圖1為110kv地區(qū)電網(wǎng)的一部分，現(xiàn)整定1001支路，以1004支路做為被配支路，在計(jì)算分支系數(shù)或與高頻配合的零序電流時(shí)，需要考慮這樣的運(yùn)行方式：輪停1003支路和1005支路，同時(shí)考慮1004支路相繼動(dòng)作。在這種運(yùn)行方式下，用計(jì)算機(jī)的方法求取分支系數(shù)或與高頻配合的零序電流，相關(guān)的文獻(xiàn)中介紹不多；對(duì)此作者進(jìn)行了較為深入的探討；根據(jù)相繼動(dòng)作的特點(diǎn)，文中先提出了等效的網(wǎng)絡(luò)模型，再根據(jù)模型的特點(diǎn)對(duì)支路追加法做了進(jìn)一步的推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上給出了適合計(jì)

6、算機(jī)整定的算法。1. 等效網(wǎng)絡(luò)模型的建立為了使模型具有一般意義，這里用支路兩端的節(jié)點(diǎn)來(lái)表征支路，如支路ki就是1001支路。這樣，在圖1中，待整定支路是ki，ij是被配支路，ih和im是參與輪停的支路。對(duì)于被配支路ij的相繼動(dòng)作，由相繼動(dòng)作的含義，可以分兩步來(lái)模擬。首先在節(jié)點(diǎn)i，j之間并聯(lián)一條阻抗為-zij的鏈支，來(lái)等效ij支路的開(kāi)斷，zij為ij支路的阻抗。；然后再由節(jié)點(diǎn)i引出一條阻抗等于zij的樹(shù)支ig，來(lái)模擬相繼短路點(diǎn)的影響，g是網(wǎng)絡(luò)新增節(jié)點(diǎn)。對(duì)于參與輪停的支路ih和im，以ih支路停運(yùn)檢修為例，可以等效為向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i，h間接入一條阻抗為-zih的鏈支，zih為ih支路的阻抗。由以上討論

7、，該運(yùn)行方式的變化可以用向原網(wǎng)絡(luò)中追加兩條鏈支和一條樹(shù)支來(lái)模擬。等效的網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示。如果采用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣作為電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，那么這種運(yùn)行方式變化就可以通過(guò)阻抗矩陣的變化來(lái)反映。先考慮對(duì)追加的兩條鏈支的處理。2. 追加兩條鏈支時(shí)阻抗矩陣元素的修正公式由支路追加法，若在原網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)i,j之間接入一條阻抗為zij的鏈支，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的階數(shù)不變，矩陣元素的修正公式為：    其中zhk是接入鏈支后網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣Z中的元素，zij是接入鏈支的阻抗值，其余的是原阻抗陣Z中的元素。設(shè)一個(gè)有n個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)，其節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣為Z，Z(1)為斷開(kāi)一條支路后修改得到

8、的阻抗矩陣，Z(2)為又?jǐn)嚅_(kāi)一條支路后再次修改得到的阻抗矩陣，分別是Z，Z(1)，Z(2)中的元素。假設(shè)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中ij支路檢修，在此之前l(fā)m支路也已經(jīng)檢修。則根據(jù)（1）式有：    其中，Zhk(2)是Z(2)中的我們要求的元素，中的元素，zij是ij支路的阻抗值。注意，因?yàn)樽芳拥氖亲杩篂?zij的鏈支，所以（2）式和（1）式中zij前符號(hào)不同。    以Zhk(1)為例，（6）式中相關(guān)的Z(1)中的元素這樣求取：    3樹(shù)支的處理 就一般情況而言，設(shè)個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)有n個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，已知其節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣Z為n&

9、#215;n方陣，若從原網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)i接入一條阻抗為zij的樹(shù)支，該網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)新增節(jié)點(diǎn)j。此時(shí)的阻抗矩陣將比Z增加一階，即        根據(jù)Z元素的物理意義可知，新增的第j列非對(duì)角元素應(yīng)與Z中的第i列元素相等，即    顯然，新增節(jié)點(diǎn)j的自阻抗Zjj等于節(jié)點(diǎn)i的自阻抗Zii與zij之和，即    ZjjZii+zij 這里需要考慮到追加的兩條鏈支的影響，兩式應(yīng)改為，  其中：在追加了兩條鏈支后修正的元素。4算例仍以圖1為例，被配支路ij末端發(fā)生單相接地短

10、路時(shí)，以計(jì)算流過(guò)k開(kāi)關(guān)的零序電流Iki為例，考慮ih支路開(kāi)斷，被配支路ij相繼動(dòng)作的情況，參考如圖2 的等效網(wǎng)絡(luò)模型。計(jì)算公式為：這里，等效短路點(diǎn)是g。（6）式變?yōu)椋菏街?，是只記及ih支路開(kāi)斷時(shí)零序網(wǎng)中阻抗矩陣的素的修正值，可以根據(jù)（3）式求取，以Z0ik(1)為例：其中，Z1ii(2)是正序網(wǎng)中阻抗矩陣的元素，它是考慮了開(kāi)斷和相繼后的修正值。zij(1) 正序網(wǎng)中ij支路的阻抗值。Z1ii(2)可以比照（8）求取，須注意的是此時(shí)用到的應(yīng)該是正序網(wǎng)的阻抗矩陣和參數(shù)。同理，可得Z0gg，它是在零序網(wǎng)中求取的。所求元素帶入（6）式，Iki求得。5結(jié)語(yǔ) 在電力系統(tǒng)整定計(jì)算中，無(wú)論是分支系數(shù)計(jì)算，短路電流計(jì)算，還是靈敏度校驗(yàn)，都會(huì)碰到輪停相鄰元件，同時(shí)考慮相繼動(dòng)作這種運(yùn)行方式變化。本文對(duì)此進(jìn)行了一定的探討，并提出了一種統(tǒng)一的等效網(wǎng)絡(luò)模型和相應(yīng)的算法。該算法已經(jīng)在安徽電網(wǎng)的故障仿真與整定計(jì)算軟件中