投切线路的实时短路电流计算方法及装置与流程

1.本技术涉及技术领域，尤其涉及投切线路的实时短路电流计算方法及装置。


背景技术：

2.短路电流是关系电力系统及电力设备运行稳定运行的重要参数，随着电力系统规模的不断扩大，短路电流水平可能出现变化，需要对设备运行可靠性进行评估，以往短路电流以离线计算的方式进行，在计算中存在等效策略引起的误差，且人工计算工作量巨大，每年进行一次更新周期较长，难以反映系统实际运行情况。本专利拟通过合闸空载线路引起的电压升高反映系统等效阻抗，进而获取系统短路电流参数，监测方法简单，极大地提高计算的时效性及准确性，并降低计算成本。
3.现有计算采用离线构建网络模型的方式进行，计算策略存在误差，更新周期长，计算量大，无法反应电网实际实时短路电流水平。


技术实现要素：

4.本技术提供投切线路的实时短路电流计算方法及装置，以解决现有技术中无法反应电网实际实时短路电流水平的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术提出一种投切线路的实时短路电流计算方法，包括：实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
6.可选地，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，包括：对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
7.可选地，根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗，包括：线路入口阻抗z
re
为：z
rk
＝z/tan(l
×
a)；
8.其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
9.可选地，根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗，包括：当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示，其中第一公式为：
10.其中，z
rk
:线路末端开路时的首端入口阻抗；x
s
:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗x
s
；j是复数的虚部。
11.可选地，根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流，包括：利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
12.为解决上述技术问题，本技术提出一种投切线路的实时短路电流计算装置，包括：
母线电压模块，用于实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；线路入口阻抗模块，用于获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；短路阻抗模块，用于根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；短路电流模块，用于根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
13.可选地，母线电压模块还用于对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
14.可选地，在入口阻抗模块中，线路入口阻抗z
re
为：z
rk
＝z/tan(l
×
a)
15.其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
16.可选地，在短路阻抗模块中，当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示，其中第一公式为：
17.其中，z
rk
:线路末端开路时的首端入口阻抗；x
s
:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗x
s
。
18.可选地，短路电流模块还用于利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
19.本技术提出投切线路的实时短路电流计算方法及装置，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，通过得线路长度、波阻抗和相位系数获得线路入口阻抗，通过母线电压以及线路入口阻抗获得母线的短路阻抗，从而计算出实时短路电流。通过上述方式，本技术公开通过观测投空线前后电压幅值变化获取短路容量的监测方法，能够结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术投切线路的实时短路电流计算方法一实施例的流程示意图；
22.图2是本技术投切线路的实时短路电流计算装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
23.为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术所提供投切线路的实时短路电流计算方法及装置进一步详细描述。
24.本技术提出一种投切线路的实时短路电流计算方法，请参阅图1，图1是本技术投切线路的实时短路电流计算方法一实施例的流程示意图，在本实施例中，投切线路的实时短路电流计算方法可以包括步骤s110～s140，各步骤具体如下：
25.s110：实时监测线路投入前或者切除前的母线电压。
26.对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
27.s120：获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗。
28.线路入口阻抗z
re
为：z
rk
＝z/tan(l
×
a)
29.其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。且l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a是现场测量获得的已知参数。
30.s130：根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗。
31.当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示：
32.其中，z
rk
:线路末端开路时的首端入口阻抗；x
s
:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗x
s
；j是复数的虚部。
33.s140：根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
34.利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
35.线路建好后线路的入口阻抗为常数，因此无需进行反复测量，只要监督母线电压变化情况，即可获取实际系统短路电流。并且，本实施例结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
36.基于上述的投切线路的实时短路电流计算方法，本技术还提出一种投切线路的实时短路电流计算装置，请参阅图2，图2是本技术投切线路的实时短路电流计算装置一实施例的结构示意图。在本实施例中，投切线路的实时短路电流计算装置可以包括：
37.母线电压模块110，用于实时监测线路投入前或者切除前的母线电压；
38.线路入口阻抗模块120，用于获得线路长度、波阻抗和相位系数，并根据线路长度、波阻抗和相位系数计算线路入口阻抗；
39.短路阻抗模块130，用于根据母线电压以及线路入口阻抗计算得出母线的短路阻抗；
40.短路电流模块140，用于根据短路阻抗以及母线电压，计算出实时短路电流。
41.可选地，母线电压模块还用于对需要测试短路容量的母线上的线路进行合闸/分闸操作，并测试线路合闸/分闸前后的母线电压稳态值
42.可选地，在入口阻抗模块中，线路入口阻抗z
re
为：z
rk
＝z/tan(l
×
a)
43.其中，l为线路长度，z为波阻抗，相位系数为a。
44.可选地，在短路阻抗模块中，当系统进行空载线路合闸/分闸操作时，其合闸前后的电压可用第一公式表示：
45.其中，z
rk
:线路末端开路时的首端入口阻抗；x
s
:母线的短路阻抗；根据第一公式计算得出母线的短路阻抗x
s
。
46.可选地，短路电流模块还用于利用母线电压与母线的短路阻抗相除并除以从而得到实际网络状态下的短路电流值。
47.本技术提出投切线路的实时短路电流计算方法及装置，实时监测线路投入前或者切除前的母线电压，通过得线路长度、波阻抗和相位系数获得线路入口阻抗，通过母线电压以及线路入口阻抗获得母线的短路阻抗，从而计算出实时短路电流。通过上述方式，本技术公开通过观测投空线前后电压幅值变化获取短路容量的监测方法，能够结合实际电网测试结果对投切线路引起的母线电压进行观测得出短路电流水平，更能反映实际运行情况。
48.可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。文中所使用的步骤编号也仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
49.本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
50.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
51.以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。