[发明专利]一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法

说明书

本发明公开了一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法，包括以下步骤：计算出线路在不同频率下的串联阻抗矩阵Z和并联导纳矩阵Y以及矩阵ZY和YZ的特征向量矩阵T_U、T_I和特征值矩阵Λ；根据矩阵Y、T_I和Λ计算得到向量波阻抗矩阵Z_c‑phase和时序波阻抗矩阵Z_{c‑phase‑r}；分别对矩阵T_U、T_I、T_U^‑1和T_I^‑1进行矢量拟合得到T_U‑r、T_I‑r、T_U‑r^‑1和T_I‑r^‑1；分别对不同模量的前行波的传播系数exp(‑γ_mx)进行矢量拟合，得到对应的m模的时序传播系数矩阵H_m‑r；判断故障类型，根据故障点的电路结构列写边界方程；计算出线路故障暂态电气量。本发明方法考虑了线路参数频变的影响，解决了同塔双回直流线路不平衡所带来的线路解耦问题。

技术领域

本发明属于电力系统直流输电领域，特别涉及一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法。

背景技术

在输电走廊资源日益紧张的情况下，两回直流输电系统采用相同的输电走廊，即同塔双回直流线路，得到了具体的工程应用。直流输电线路作为直流系统的重要组成部分，由于送电距离长，工作环境复杂，是直流系统中故障率最高的元件。准确、快速地直流线路故障识别以及故障定位，能有效减轻直流线路故障所造成的影响，加快故障恢复时间，从而确保交直流系统的安全稳定运行。目前，在实际工程中包括同塔双回直流线路在内各类直流线路的主保护及其故障测距均采用行波原理，因此，直流线路故障后的暂态行波计算对直流输电线路的稳定运行起到重要作用。

现有的行波暂态计算方法往往是基于固定参数的分布参数模型、无畸变线路模型或贝杰龙线路模型，无法计及线路的频变特性，这对于分析直流线路故障所产生的宽频暂态电气量，将会产生较大误差。另一方面，针对直流线路极线间的电磁耦合问题，由于单回直流线路为平衡线路，因此通过简单的相模变换即可将其解耦而独立进行分析。然而同塔双回直流线路与单回直流线路相比，极线数目增加，必然带来的故障类型的增多，如不同回直流极线的跨线故障，极线间的电磁耦合特性也更加复杂；而更值得注意的是，同塔双回直流线路为不对称线路，进行相模变换时线路的解耦矩阵将由固定的常数矩阵变为频变矩阵。现有的直流线路行波暂态计算方法更是无法考虑这一因素的影响。

随着越来越多的直流工程投入运行，直流输电的复杂程度增加，对直流线路暂态行波计算的精度要求也越来越高。针对上述情况，从行波计算原理、策略上加以创新与改进，提高行波计算精度有着重要的理论和工程价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法，本发明考虑了线路频变参数和同塔双回线路的电磁耦合与不对称性的影响因素，极大地增加了线路行波计算的精确性，提高了直流输电线路保护和测距的精度。

本发明通过以下技术方案实现：一种同塔双回直流输电线路的暂态行波时域计算方法，包括以下步骤：

S1、计算出线路在不同频率下的串联阻抗矩阵Z和并联导纳矩阵Y；

S2、对矩阵ZY和YZ进行解耦，分别得到各自的特征向量矩阵T_U和T_I，以及特征值矩阵Λ；

S3、根据并联导纳矩阵Y、特征向量矩阵T_I和特征值矩阵Λ计算得到向量波阻抗矩阵Z_c-phase；

S4、对向量波阻抗矩阵Z_c-phase进行矢量拟合并进一步计算得到时序波阻抗矩阵Z_c-phase-r；