[发明专利]一种基于计算机建模的配电网整定计算方法与系统

说明书

本发明涉及一种基于计算机建模的配电网整定计算方法与系统。该方法首先基于配电网区域内常规厂站和新能源厂站的基本配置信息，构建配电网模型；其次基于所述配电网模型模拟电网故障并输出故障计算结果；最后基于所述故障计算结果，选择适合的整定方案对电网进行定值整定计算并生成定制单和定值图。通过本发明中的方法与系统，能够实现接入常规厂站和新能源厂站的配电网继电保护的自动整定计算，提高计算效率、拓展适应能力、减少重复工作量。

技术领域

本发明涉及一种配电网的整定方法，更具体地，涉及一种基于计算机建模的配电网整定计算方法与系统。

背景技术

当前技术中，传统配电网保护的整定计算多采用人工离线的方式，此种方式依赖整定计算人员的个人经验，效率较低，受人为因素影响较大，且需要手动建模，耗费大量人力和物力。目前，虽已开发出相关的配电网整定计算工具，但其中涉及的多个模块、系统相互独立，功能粘合度不足，这些都制约着配电网继电保护整定工具在实际工作中的应用。

另外，在风电、光伏发电等新能源电厂发展的初期，由于其在电网中所占比例较小因此对所接入的电网短路电流水平的影响可忽略不计，所以传统保护整定计算中通常忽略这些新能源场站的影响。然而，随着新能源接入配电网的容量不断增大，接入方式有所变化，电网故障特性将发生根本性改变，配电网的继电保护整定计算能力亟待提高。在新能源场站接入的计算机辅助定值整定计算方面，虽已有学者及科研机构针对场站的故障电气特性及其对继电保护影响开展了初步研究，但尚未形成统一的、具有普适性的新能源等效研究模型、更无法完成对应整定计算系统的计算机辅助建模。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于计算机建模的配电网整定计算方法与系统，能够在新能源电厂接入的基础上建立配电网模型并根据故障计算和定值整定计算的基础上形成对配电网的整定保护。

本发明采用如下的技术方案。本发明第一方面，公开了一种基于计算机建模的配电网整定计算方法，包括以下步骤：步骤1，基于配电网区域内常规厂站和新能源厂站的基本配置信息，构建配电网模型；步骤2，基于配电网模型模拟电网故障并输出故障计算结果；步骤3，基于故障计算结果，选择适合的整定方案对电网进行定值整定计算并生成定制单和定值图。

优选地，步骤1还包括步骤101，确定配电网模型的基准容量、基准电压和配置方式；步骤102，添加配电网区域内常规厂站和新能源厂站的厂站模型；步骤103，基于厂站模型导入或添加母线等值模型，以实现厂站模型中母线的搭建；步骤104，基于母线的搭建导入或添加配电网模型，并为配电网模型中设备与线路设置参数；步骤105，在配电网模型中设置源断路器和主干线开关。

优选地，步骤102还包括新能源厂站的厂站模型为双馈风机模型、永磁直驱风机模型或光伏发电模型。

优选地，双馈风机模型的三相稳态故障电流的幅值为：

其中，I_am、I_bm和I_cm分别为双馈风机模型中稳态故障电流在a、b和c相中的电流幅值，为同步旋转d-q轴坐标系下发电机输出的稳态正序电流，为同步旋转d-q轴坐标系下发电机输出的稳态负序电流，θ_i^p为从功角θ_i中分解出的正序功角，为从功角θ_i中分解出的负序功角。

优选地，永磁直驱风机模型和光伏发电模型均采用逆变电源，其模型内三相稳态故障电流的幅值为：

其中，I_am、I_bm和I_cm分别为逆变电源模型中稳态故障电流在a、b和c相中的电流幅值，S₀为故障情况下提供的视在功率，γ为电压跌落系数，E_mN为故障前的机端电压，β为不对称度，θ_i为功角。