[发明专利]一种输电网合环电流的快速计算方法

权利要求书

1.一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、从地区电网EMS系统获取电网模型和在线状态估计数据，进行电网潮流计算，得到合环前电网的潮流数据；

步骤2、根据电网中开关状态和设备连接关系，搜索得到合环两节点间的全部路径；

步骤3、利用电网模型参数和合环全部路径，组成合环计算需要的合环计算子网模型；

步骤4、根据合环计算子网模型计算得到节点导纳矩阵，求逆得到子网节点阻抗矩阵Z；

步骤5、利用子网节点阻抗矩阵Z和合环两点位置，计算出环路阻抗；

步骤6、利用合环前电网的潮流数据和环路阻抗，计算出合环电流。

2.根据权利要求1所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤2所述的搜索得到合环两节点间的全部路径的方法是：将全网电网模型看成无向图，连接点看做图的顶点，设备连接关系看成图的支路，利用图论搜索深度优先算法，搜索得到合环两节点间的全部路径。

3.根据权利要求2所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤2所述的搜索得到合环两节点间的全部路径的具体步骤如下：

S2.1、首先从合环起点出发，根据模型连接关系，找到所有连接的导电设备；

S2.2、再从导电设备出发，找到该设备未访问的节点，如此使用深度优先搜索算法继续遍历；

S2.3、遍历到合环终点时，即为一条路径；

在深度搜索过程中，遇到导电设备是开关刀闸时，判断开关的分合状态，若为合、则继续搜索开关刀闸另一侧节点，否则退回。

4.根据权利要求1－3任一项所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤3所述的组成合环计算需要的合环计算子网模型的具体步骤如下：

S3.1、将合环全部路径上的设备和节点分别组成支路集合和节点集合，集合中元素保证唯一，重复的不加入；

S3.2、删除支路集合里的所有开关刀闸，开关刀闸两侧的节点收缩成一个节点，同时更新支路集合和节点集合；

S3.3、节点集合有n个元素，则所有节点按照节点集合中的顺序从1到n重新定义节点号；同时更新支路集合。

5.根据权利要求4所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤4所述的得到子网节点阻抗矩阵Z的方法是：根据合环计算子网模型连接关系和阻抗参数计算导纳矩阵，利用高斯消元法对导纳矩阵求逆，计算出子网节点阻抗矩阵Z。

6.根据权利要求5所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤4所述的得到子网节点阻抗矩阵Z的具体步骤如下：

S4.1、建立子网节点导纳矩阵Y[n,n]，行列数都是n；

S4.2、遍历支路集合所有支路，支路导纳计算自导纳和互导纳，分别加入Y矩阵；

S4.3、Y矩阵求逆，得到子网节点阻抗矩阵Z。

7.根据权利要求6所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤5所述的计算出环路阻抗的方法是：

子网节点阻抗矩阵Z中，Z_ij是节点i和j之间的互阻抗，根据合环点在阻抗矩阵中的行列值，计算出合环两节点间的环路阻抗Z_eq＝Z_ii+Z_jj-2×Z_ij。

8.根据权利要求7所述的一种输电网合环电流的快速计算方法，其特征在于，步骤6所述的计算出合环电流的具体方法是：

已有合环前的电网潮流数据，包括合环点两端的电压差以及环路阻抗Z_eq，直接代入合环电流计算公式，得到合环电流：

合环冲击电流i_max＝2u_m/|Z_eq|；

合环稳态电流

其中为阻抗角，ω为2πf，f为50Hz。