[发明专利]一种电力系统中单回线路的母线故障寻找方法

权利要求书

1.一种电力系统中单回线路的母线故障寻找方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取电网中各母线上A、B、C三相电压的实时值；

S2、判断母线是否存在接地故障：当出现母线接地告警保护信号时，即时判断此母线上A、B、C三相电压的实时值，当其中一个或以上的电压实时值低于其额定安全值时，说明此条母线上出现了接地故障；否则，再继续判断是否母线出现了连接故障；

S3、采用改进的熄弧角判断法来判断母线是否出现故障，改进在于：通过节点阻抗矩阵得出交直流系统电压耦合作用因子的简便计算公式；再根据交直流系统电压耦合作用因子的简便计算公式计算得到临界交直流电压耦合作用因子，利用电压耦合作用因子以及逆变器熄弧角表达式中的电压关系，将电压耦合作用因子变换为包含逆变器熄弧角的表达式，并判断逆变器熄弧角是否小于最小熄弧角，若是则判断该对应的母线出现故障；

具体包括：进行交直流系统潮流计算，确定各网络中节点电压值；根据系统网络参数和网架结构，构建发电机、线路、变压器、负荷和直流系统模型，建立网络阻抗分析数据，生成节点阻抗矩阵；

获取多馈入直流系统中直流逆变器侧换流母线与交流母线之间的互阻抗，及各交流母线的自阻抗，计算交直流系统电压耦合作用因子；具体包括：对单回线路包括相连的第j个直流逆变侧换流母线与第m个受端系统交流母线，当第m个受端系统交流母线发生故障后在其上投入对称三相电抗器使得该交流母线的线电压下降量为ΔU_m，相应地在第m个受端系统交流母线处投入对称三相电抗器后第j个直流逆变侧换流母线的电压变化量为ΔU_j，ΔU_m和ΔU_j均为标幺值，j≥1，m≥1；依据前述交直流电压耦合作用因子的定义可知，交直流电压耦合作用因子ADVCF_jm的表达式如下式所示：

ADVCF_jm＝ΔU_j/ΔU_m (1)

0≤ADVCF_jm≤1，ADVCF_jm越大，则直流逆变站j与受端交流母线m间的交互作用越强；

基于节点阻抗矩阵得出交直流系统电压耦合作用因子的简便计算公式；

所述交直流系统电压耦合作用因子简便计算公式为：

ΔU_j表示逆变侧换流母线j的电压变化量，ΔU_m表示受端系统交流母线m发生三相对称电感性接地故障时的电压变化量，Z_jm表示故障前受端交流系统等值阻抗矩阵Z中母线j和母线m之间的互阻抗，Z_mm表示故障前受端系统等值阻抗矩阵Z中母线m的自阻抗；

多馈入直流输电系统中任一直流逆变站j的熄弧角表达式如下式(3)所示：

其中，I_dj为直流j的运行电流；X_Lj为逆变站j的换相电抗；U_Lj为逆变站j的换流母线线电压有效值；β_j为逆变站j的越前触发角；n_j为逆变站j的换相变压器的变化，

由于，β_j＝180°-α_j，α_j是逆变站j的滞后触发角，将其代入式(3)中得到：

若γj<γ_mi_n,即逆变器熄弧角小于最小熄弧角，γ_mi_n为逆变站的最小熄弧角，若是则判断该对应的母线出现故障。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统中单回线路的母线故障寻找方法，其特征在于，所述步骤S2是基于智能电网调度技术支持系统D5000实现的，D5000系统的监控中心的监视界面实时显示电网中各母线的运行状况——实时刷新母线上A、B、C三相电压值，这些电压值是通过遥测方式得到的。