[发明专利]一种基于综合友元模型的死区故障模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网故障智能分析技术领域，具体涉及一种基于综合友元模型的死区故障模拟方法。 

背景技术

在实际的电网工作现场，电流互感器与断路器是两个独立设备，但电网的保护装置常常会误判电流互感器或断路器的故障。现有技术中典型的电网死区故障主要包括三类：主变断路器与主变电流互感器之间的死区故障、母联断路器与母联电流互感器之间的死区故障、出线断路器与出线电流互感器之间的死区故障。随着电网系统的日趋复杂，电力系统的稳定可靠运行变得愈加重要。发生电网死区故障时，若不能及时排除故障或者不能准确排除故障，将会对电网系统的稳定运行造成巨大影响和较大经济损失。因此，仿真模拟电网的各种死区故障，分析各种死区故障下电网的保护动作行为，进而改进并提高电网保护动作的可靠性和速动性，显得尤为重要。现有技术中，针对电网死区故障的模拟建模中各种元器件单独建模，致使死区故障模型的计算节点数量庞大，计算效率较低。 

发明内容

针对现有技术的电网死区故障模型中计算节点量较大和计算效率较低等不足，本发明提供了一种基于综合友元模型的死区故障模拟方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于综合友元模型的死区故障模拟方法，包括步骤如下：

（a）建立断路器、刀闸、地刀和电流互感器的综合友元模型；

（b）根据基尔霍夫定律建立步骤（a）所述综合友元模型的KCL方程组；

（c）消除步骤（b）所述综合友元模型的KCL方程组中综合友元模型的内部节点，得到综合友元模型的等效电磁暂态模型                                                ，其中I为综合友元模型外节点的注入电流矩阵，G为综合友元模型的导纳阵，U为综合友元模型外节点的电压矩阵；

（d）将故障过渡导纳g_f引入到预设的故障点以建立断路器、刀闸、地刀和电流互感器的死区故障等效模型，根据基尔霍夫定律建立所述死区故障等效模型的KCL方程组；

（e）消除步骤（d）所述死区故障等效模型的KCL方程组中死区故障等效模型的内部节点，得到死区故障的等效电磁暂态模型,其中I_f为死区故障等效模型外节点的注入电流矩阵，G_f为死区故障等效模型的导纳阵，U_f为死区故障等效模型外节点的电压矩阵电流矩阵；

（f）令电网导纳阵G_bground中与综合友元模型的外节点所对应的行和列元素分别减去导纳阵G中综合友元模型的外节点所对应的导纳元素，得到第一次修正导纳阵G_bground1；令第一次修正导纳阵G_bground1中与综合友元模型的外节点所对应的行和列元素分别加上导纳阵G_f中死区故障等效模型的外节点所对应的导纳元素，得到第二次修正导纳阵G_bground2；

（g）根据全网注入历史电流源I_net和第二次修正导纳阵G_bground2计算电网电压矩阵U_net，得到发生死区故障下的电网节点电压，根据死区故障等效模型KCL方程组求得各支路电流。

具体的，步骤（a）中综合友元模型包括双母接线形式下的综合友元模型和单母接线形式下的综合友元模型。