[发明专利]一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法

说明书

本发明公开了一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法，包括：通过稳态潮流计算获得配电网系统中各节点故障前电压，根据故障位置搜索电压暂降的故障及非故障传播路径；结合电压暂降经配电线路和变压器的传递矩阵，提取电压暂降在故障和非故障路径的传播特性；利用稳态电压分布修正阻抗传递矩阵，建立故障源至负荷端的配电网电压暂降传播特性方程；根据敏感负荷电压阈值，利用传播特性方程求解电压暂降凹陷域，结合线路故障率预估敏感符合的电压暂降期望频次。利用稳态电压简化电压暂降传播特性方程，根据敏感负荷电压阈值求解电压暂降凹陷域边界，进而预估电压暂降频次，该方法计算过程简单且精度较高，更符合现代配电网电压暂降预估需求。

技术领域

本发明属于电能质量监控与分析技术领域，具体来说，涉及一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法。

背景技术

敏感负荷的大量投入使得由电压暂降导致的生产经济损失越来越严重。电压暂降的发生具有随机性，电力系统中不可预测的短路故障是其主要起因，这给系统及用户解决电压暂降问题带来了巨大挑战。有效的电压暂降分析和预估方法，已成为国内外电压暂降领域的研究热点。

电压暂降随机预估方法主要有临界距离法、故障点法和解析法。临界距离法根据分压模型计算电压暂降幅值，但仅适用于辐射状网络三相对称短路下的暂降预估；故障点法通过在线路上设置若干故障点，通过仿真获取负荷点的暂降电压特征，适用于各类型的网络结构，但由于需要大量仿真才能获得精确结果，并不能满足大型网络的快速预估需求；解析法基于短路故障计算原理，将故障电压视为稳态电压与故障点等效注入电流的电压激励之和，通过阻抗矩阵计算暂降电压，由于需遍历全网求解凹陷域边界，该方法计算效率较低。

考虑到变压器漏抗远大于系统阻抗，低压侧故障经变压器隔离后，高压侧暂降幅值一般高于0.9p.u.，且高压侧暂降频次较低，国内外对于电压暂降的研究主要在配电网中展开。因此，针对现有方法的不足，考虑配电网结构特点，提出一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法，满足日益复杂的配电网系统对电压暂降快速精确的预估需求，在工程中具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法，该方法根据配电网拓扑特点搜索电压暂降传播路径，利用故障路径阻抗和稳态电压建立暂降传播方程，进而计算敏感负荷的期望暂降频次，为工程人员快速预估电网暂降水平、选择实际配电网中敏感负荷接入节点提供参考。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用一种基于网络传播特性的电压暂降随机预估方法，该方法包括以下步骤：

步骤10)通过稳态潮流计算获得配电网系统中各节点故障前电压，根据故障位置搜索电压暂降的故障及非故障传播路径；

步骤20)结合电压暂降经配电线路和变压器的传递矩阵，提取电压暂降在故障和非故障路径的传播特性；

步骤30)利用稳态电压分布修正阻抗传递矩阵，建立故障源至负荷端的配电网电压暂降传播特性方程；

步骤40)根据敏感负荷电压阈值，利用传播特性方程求解电压暂降凹陷域，结合线路故障率预估敏感负荷的电压暂降期望频次。

作为优选例，所述的步骤10)具体包括：

步骤101)利用稳态潮流计算得到配电网系统中各节点的故障前相电压：

步骤102)将电源节点称为父根节点，配网中其余支路的公共连接点称为子根节点，由根节点引出的支路称为分支。电压暂降传播路径搜索原则如下：

(1)从父根节点开始搜索，以电压最快下降为导向，搜索同一子根节点的最低电压分支，将其视为故障路径上节点；

(2)搜索过程中，以确认在故障路径上的子根节点的最低电压分支为新的搜索始端，逐层向下搜索，直至故障节点，从而完成故障路径搜索；