[发明专利]一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法

权利要求书

1.一种双回非全线平行输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：定义第一输电线路各部分长度、第二输电线路各部分长度，所述的第一输电线路、第二输电线路为非全线平行输电线路；

步骤2，定义第一停电测量方式、第二停电测量方式、第三停电测量方式、第四停电测量方式，定义第一带电测量方式、第二带电测量方式、第三带电测量方式、第四带电测量方式；

步骤3，人工选择第一停电测量方式至第四停电测量方式或第一带电测量方式至第四带电测量方式作为第一零序测量方式至第四零序测量方式，利用基于GPS的同步相量测量装置，同步测量得到不同零序测量方式下零序分量；

步骤4，对不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量，根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵，根据传输矩阵求解第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗、第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗，根据第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第一输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，根据第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第二输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，计算第一输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容以及第二输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容，计算第一特征中间变量至第四特征中间变量，计算第一元素中间变量至第四元素中间变量，结合第一特征中间变量至第四特征中间变量计算第一特征根、第二特征根，结合第一特征根、第二特征根计算第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量，根据第一元素中间变量至第四元素中间变量、第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量、第一特征根、第二特征计算阻抗矩阵，根据阻抗矩阵以及第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量计算导纳矩阵，根据阻抗矩阵以及导纳矩阵，计算得到第一输电线路耦合部分的零序自阻抗、第一输电线路耦合部分的零序自导纳、第二输电线路耦合部分的零序自阻抗、第二输电线路耦合部分的零序自导纳、耦合部分的零序互阻抗、耦合部分的零序互导纳，实现零序参数测量；

步骤4所述不同零序测量方式下零序分量依次采用傅里叶算法得到不同零序测量方式下零序基波分量为：

第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电压即U_k,1,s，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电压即

第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序电流即I_k,1,s，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路首端的零序基波电流即

第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电压即U_k,2,s，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序基波电压即

第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序电流即I_k,2,s，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路首端的零序基波电流即

第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电压即U_k,1,m，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序基波电压即

第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序电流即I_k,1,m，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第一输电线路末端的零序基波电流即

第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电压即U_k,2,m，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序基波电压即

第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序电流即I_k,2,m，采用傅里叶算法得到第k零序测量方式下第二输电线路末端的零序基波电流即

k∈[1,4]；

步骤4所述根据不同零序测量方式计算线路传输矩阵为：

式中，T_mn表示传输矩阵第m行第n列的元素，m∈[1,4]，n∈[1,4]；

步骤4所述根据传输矩阵求解第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗、第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗为：

令

令

则有

式中，γ₁表示第一输电线路单回部分的传播系数，Z_c1表示第一输电线路单回部分的特性阻抗，γ₂表示第二输电线路单回部分的传播系数，Z_c2表示第二输电线路单回部分的特性阻抗，l₁为第一输电线路首端至第一输电线路耦合部分首端的长度，l₄为第一输电线路耦合部分末端至第一输电线路末端的长度，l₂为第二输电线路首端至第二输电线路耦合部分首端的长度，l₅为第二输电线路耦合部分末端至第二输电线路末端的长度，a_i表示首端第i变量，b_c表示末端第c变量，i∈[1,8]，c∈[1,8]；

步骤4所述根据第一输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第一输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳，根据第二输电线路单回部分的传播系数以及特性阻抗计算第二输电线路单回部分的零序自阻抗以及零序自导纳为：

其中，Z₁表示第一输电线路单回部分的零序自阻抗，Y₁表示第一输电线路单回部分的零序自导纳，Z₂表示第二输电线路单回部分的零序自阻抗，Y₂表示第二输电线路单回部分的零序自导纳；

步骤4所述计算第一输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容以及第二输电线路单回部分的零序自电阻、零序自电感、零序自电容为：

其中，R₁表示第一输电线路单回部分的零序自电阻，L₁表示第一输电线路单回部分的零序自电感，C₁表示第一输电线路单回部分的零序自电容，R₂表示第二输电线路单回部分的零序自电阻，L₂表示第二输电线路单回部分的零序自电感，C₂表示第二输电线路单回部分的零序自电容；

步骤4所述计算第一特征中间变量至第四特征中间变量，计算第一元素中间变量至第四元素中间变量为：

式中，σ_u表示第u特征中间变量，u∈[1,4]；

式中，表示第v元素中间变量，v∈[1,4]；

步骤4所述结合第一特征中间变量至第四特征中间变量计算第一特征根、第二特征根为：

其中，l₃表示第一输电线路耦合部分的长度，r₁表示第一特征根，r₂表示第二特征根；

步骤4所述结合第一特征根、第二特征根计算第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量为：

式中，P_d(d＝1，2，3，4)表示第d矩阵中间变量；

步骤4所述根据第一元素中间变量至第四元素中间变量、第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量、第一特征根、第二特征计算阻抗矩阵为：

其中，表示第一替换中间变量，表示第二替换中间变量，表示第三替换中间变量，表示第四替换中间变量；

式中，Z_a表示第一输电线路耦合部分的零序自阻抗，Z_b表示第二输电线路耦合部分的零序自阻抗，Z_m表示耦合部分的零序互阻抗；

步骤4所述根据阻抗矩阵以及第一矩阵中间变量至第四矩阵中间变量计算导纳矩阵为：

其中，Y_a表示第一输电线路耦合部分的零序自导纳，Y_b表示第二输电线路耦合部分的零序自导纳，Y_m表示耦合部分的零序互导纳；

步骤4所述根据阻抗矩阵以及导纳矩阵，计算得到第一输电线路耦合部分的零序自阻抗、第一输电线路耦合部分的零序自导纳、第二输电线路耦合部分的零序自阻抗、第二输电线路耦合部分的零序自导纳、耦合部分的零序互阻抗、耦合部分的零序互导纳为：

式中，Z_a表示第一输电线路耦合部分的零序自阻抗，Y_a表示第一输电线路耦合部分的零序自导纳，Z_b表示第二输电线路耦合部分的零序自阻抗，Y_b表示第二输电线路耦合部分的零序自导纳，Z_m表示耦合部分的零序互阻抗，Y_m表示耦合部分的零序互导纳，其中，ω＝2πf，f为电力系统频率50Hz；

步骤4所述零序参数为：

R₁、L₁、C₁、R₂、L₂、C₂、R_a、L_a、C_a、R_b、L_b、C_b、R_m、L_m、C_m；

其中，R₁表示第一输电线路单回部分的零序自电阻，L₁表示第一输电线路单回部分的零序自电感，C₁表示第一输电线路单回部分的零序自电容；

R₂表示第二输电线路单回部分的零序自电阻，L₂表示第二输电线路单回部分的零序自电感，C₂表示第二输电线路单回部分的零序自电容；

R_a表示第一输电线路耦合部分的零序自电阻，L_a表示第一输电线路耦合部分的零序自电感，C_a表示第一输电线路耦合部分的零序自电容；

R_b表示第二输电线路耦合部分的零序自电阻，L_b表示第二输电线路耦合部分的零序自电感，C_b表示第二输电线路耦合部分的零序自电容；

R_m表示耦合部分的零序互电阻，L_m表示耦合部分的零序互电感，C_m表示耦合部分的零序互电容。