[发明专利]一种基于直算法的断路器分合闸仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于直算法的断路器分合闸仿真方法，属于电力技术领域。该算法包括确定电路网络中某一断路器；将所述断路器等效为串联的电阻和电源，构建断路器算法模型；获得三阶矩阵式；采用迭代法获得接近于零的所述三阶矩阵式。将该基于直算法的断路器分合闸仿真方法代入到基于直算法的电力系统潮流计算中，能够在不考虑断路器本身分合闸状态的情况下，直接从起点依次计算出每个元器件的运行状态，克服了现有潮流计算需要考虑断路器在分闸时，位于断路器首末两端的元件归属哪一电路网络的问题，大大降低了计算的复杂度，提高了计算速度，减少了计算时间，而且可用于多种电力网络，具有非常高的实用性。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种基于直算法的断路器分合闸仿真方法。

背景技术

电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。

电力系统中主要涉及到三大计算，其中，潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

在现有的潮流计算如专利为CN103956741B的发明专利所提供的一字链及支链式的三相对称多电源非环网电力系统直算法以及专利号为CN106451456B的发明专利所提供的一种基于环网电力系统的直算方法中，对于存在断路器节点的电路网络的运行状态的计算过于复杂，由于断路器有合闸和分闸两种工作状态，在断路器合闸状态下，需要判断断路器处于哪一个电路网络中，然后再进行运行状态的相关计算，而在断路器分闸后，电路网络需重新组网，此时则必须先判断断路器的首端和末端分别处于哪一个电路网络中，然后再进行运行状态的相关计算。因此，亟需一种能够快速计算存在断路器节点的电路网络的运行状态的方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述一个或多个技术问题，本发明提供了一种基于直算法的断路器分合闸仿真方法。

为了实现上述目的，本发明采用了技术方案如下：

一种基于直算法的断路器分合闸仿真方法，包括以下步骤：

(1)构建算法模型：

将断路器等效为串联的电阻和电源，构建断路器算法模型；所述断路器算法模型中

其中，为所述断路器的起端电压；为所述断路器的末端电压；R为所述电阻的阻值，为所述电源的电压；为所述断路器的计算电流；

则断路器矩阵为

(2)仿真计算

步骤(2-1)：将所述断路器算法模型代入预设潮流算法中，初始化参数，并设置所述断路器算法模型的迭代次数上限M以及断路器分闸电流最大值I_fm；

步骤(2-2)：置断路器本帧状态；

步骤(2-3)：判断所述断路器是否为合闸状态，若是，则执行步骤(2-4)，若否，则执行步骤(2-5)；

步骤(2-4)：置所述断路器矩阵为单位矩阵执行步骤(2-6)；

步骤(2-5)：置所述断路器前一次计算电流设置所述断路器电源电压初值设置所述断路器电阻初值R_i＝1000；迭代计数器n_i＝0；则所述断路器矩阵的初值为

步骤(2-6)：将所述断路器矩阵代入所述预设潮流算法中，计算获得潮流数据以及所述断路器的运行数据