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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410751163.3(22)申请日 2014.12.09H02J 3/00(2006.01)(71)申请人武汉大学地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学申请人国家电网公司中国电力科学研究院国网浙江省电力公司(72)发明人唐飞 何剑 杨昊 杨健 张健云雷(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222代理人薛玲(54) 发明名称一种含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法(57) 摘要本发明公开了一种含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法，本方法将实际含高低压电磁环网传输网架系统进行。
2、等值化简，通过求解边界节点的短路电流来得到注入电流源参数，逐一短路边界节点获得与边界节点数目相同的节点电压方程组，通过矩阵求逆求解出节点导纳矩阵；根据求解的导纳矩阵得到等值电网的等值电路，通过等值电路网络计算，得到等值后区域间潮流分布与电网阻抗特性关系。该方法能够得到电网阻抗特性与含特高压电磁环网的传输线路上潮流分配的关系，从而指导特高压线路运行后如何通过改善电网结构提高特高压传输效率。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 104377698 A(43)申请公布日 2015.02.25CN 1。
3、04377698 A1/1页21.一种含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将被等值网络分为内部网络和外部网络两部分，两者之间的节点为边界母线，外部网络经过等值简化后转化为一个包含注入电流源、节点自导纳和节点之间的互导纳的等效电路；步骤2：求解注入边界节点的电流源；步骤3：分别对于每一条边界母线进行金属三相短路计算，求得每次短路时的短路电流，得到与边界节点数量相等的节点电压方程组，联立求解，获得边界节点的导纳矩阵，从而得到等值网络中导纳的值；步骤4：根据求解出的导纳矩阵，结合实际系统等值后的模型，计算出等值系统传输潮流。2.根据权利要求1所述的含特高压。
4、电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法，其特征在于：步骤1中所述的外部网络等值简化，即求解外部网络等值后的边界节点的注入电流源和导纳矩阵。3.根据权利要求1所述的含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法，其特征在于：步骤2的具体实现过程为首先断开与被等值网络相连的内部网络支路，并在边界母线上同时设置三相金属短路故障，此时注入电流源的电流全部流向短路点，外部网络等值的注入电流源大小即为短路电流大小。4.根据权利要求1所述的含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法，其特征在于：步骤3中所述的获得边界节点的导纳矩阵从而得到等值网络中导纳的值，是根据短路计算得到的电压矩阵和电流矩阵，进行矩阵求逆。
5、计算，获得边界节点的导纳矩阵，从而得到等值网络中导纳的值。权 利 要 求 书CN 104377698 A1/4页3一种含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法技术领域0001 本发明属于特高压交流输电技术领域，涉及一种含特高压电网跨区域传输潮流时传输线路潮流分布与电网阻抗特性关系分析方法，具体涉及一种基于短路电流的外部电网等值方法和求解等值后节点间导纳矩阵的方法。背景技术0002 随着我国特高压交流输电工程的不断投运，我国区域间电力传输逐渐形成1000kV/500kV特高压电磁环网模式，特高压上的传输功率所占比例受电网结构和阻抗特性的影响，无法充分利用特高压输电的容量。而电网的结构十分复杂。
6、，网络参数繁多，无法通过直接的方法得到电网结构与区域间输电功率分布的关系，因此采用系统等值对复杂电网进行化简，通过化简后的等值系统分析得到电网结构与传输潮流分布的关系。0003 目前，常用的两种系统等值方法主要是：0004 (1)WARD等值0005 WARD等值法对采用复功率描述的电力系统采用了与线性系统同样的处理方法。此时整个电网的节点可以分为内部系统节点集、边界系统节点集和外部系统节点集，其中内部系统节点集与外部系统节点集不直接关联，等值过程中消去所有外部系统节点集，保留内部系统节点集和边界系统节点集。0006 (2)REI等值0007 REI等值把外部系统中待消去的节点集合的注入功率归。
7、并到一个虚拟有源节点，虚拟有源节点的注入功率为所有待消去节点注入功率的代数和，该虚拟节点通过一个无损的虚构网络(REI网络)与待消去的节点相联。然后化简网络，消去所有外部系统节点。0008 WARD等值、REI等值方法都需要建立被等值系统的节点导纳矩阵，通过高斯消元法化简网络。当被等值网络节点数达到数千个时，等值计算工作量巨大；而且应用WARD等值、REI等值方法不能充分分析电网结构与传输潮流分布的关系。发明内容0009 本发明针对上述方法的相关问题，并在现有研究的基础上，提出了一种含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架等值方法。0010 本发明所采用的技术方案是：一种含特高压电磁环网的区域间潮。
8、流传输网架等值方法，其特征在于，包括以下步骤：0011 步骤1：将被等值网络分为内部网络和外部网络两部分，两者之间的节点为边界母线，外部网络经过等值简化后转化为一个包含注入电流源、节点自导纳和节点之间的互导纳的等效电路；0012 步骤2：求解注入边界节点的电流源；0013 步骤3：分别对于每一条边界母线进行金属三相短路计算，求得每次短路时的短路电流，得到与边界节点数量相等的节点电压方程组，联立求解，获得边界节点的导纳矩说 明 书CN 104377698 A2/4页4阵，从而得到等值网络中导纳的值；0014 步骤4：根据求解出的导纳矩阵，结合实际系统等值后的模型，计算出等值系统传输潮流。0015。
9、 作为优选，步骤1中所述的外部网络等值简化，即求解外部网络等值后的边界节点的注入电流源和导纳矩阵。0016 作为优选，步骤2的具体实现过程为首先断开与被等值网络相连的内部网络支路，并在边界母线上同时设置三相金属短路故障，此时注入电流源的电流全部流向短路点，外部网络等值的注入电流源大小即为短路电流大小。0017 作为优选，步骤3中所述的获得边界节点的导纳矩阵从而得到等值网络中导纳的值，是根据短路计算得到的电压矩阵和电流矩阵，进行矩阵求逆计算，获得边界节点的导纳矩阵，从而得到等值网络中导纳的值。0018 本发明具有如下优点：0019 1.借助PSASP软件的故障仿真功能，直接求解边界节点对应的电流。
10、源和导纳参数，减少了等值计算工作量；0020 2.通过等值公式推导出系统阻抗特性与含特高压电磁环网传输潮流的分布关系，结果直观可靠；0021 3.能够迅速直观分析含特高压电磁环网情况下的区域间传输功率与电网阻抗特性的关系。附图说明0022 图1：为本发明实施例的含特高压电磁环网的区域间潮流传输网架的等值后模型。具体实施方式0023 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。0024 本实施例以四川到重庆实际电网为例，四川到重庆联络线有1条1000kV和2条500kV线路。。
11、0025 步骤1：将被等值网络分为内部网络和外部网络两部分，两者之间的节点为边界母线，外部网络经过等值简化后转化为一个包含注入电流源、节点自导纳和节点之间的互导纳的等效电路；将外部网络等值化简为注入电流源和自导纳的形式，保留传输线路和边界节点母线，节点之间的网架结构等值成互导纳的形式，化简结果如图1所示；0026 步骤2：求解注入边界节点的电流源；首先去除利用PSASP软件设置断线故障断开与被等值网络相连的内部网络支路，并在边界母线上同时设置三相金属短路故障，此时注入电流源的电流全部流向短路点，由KCL方程可知，外部网络等值的注入电流源大小即为短路电流大小。0027 步骤3：分别对于每一条边界。
12、母线进行金属三相短路计算，求得每次短路时的短路电流If1至If6，得到与边界节点数量相等的节点电压方程组，根据短路计算得到的电压矩说 明 书CN 104377698 A3/4页5阵和电流矩阵，进行矩阵求逆计算，获得边界节点的导纳矩阵，从而得到等值网络中导纳的值。获得边界节点的导纳矩阵，从而得到等值网络中导纳的值；以边界节点1为例，使节点1发生金属性短路，通过PSASP软件计算可以获得短路支路的电流If1和6个边界节点的电压，此时已按照步骤2求出边界节点的注入电流源I1至I6。列出节点电压方程：0028 0029 其中：等号左边第1项是这6点的导纳矩阵，自导纳Y11y10+y12+y13+y14。
13、，互导纳Y12-y12；等号左边第2项是边界节点1短路时6个边界节点的电压；If1是节点1短路支路电流；等号右边为6点的注入电流源。0030 同理，若在节点2、3、4、5、6进行短路计算同样有类似方程。0031 综合所有节点电压方程得到以下矩阵方程，得到以下矩阵方程：0032 0033 在上式中根据短路计算得到的电压矩阵和电流矩阵，进行矩阵求逆计算，获得边界节点的导纳矩阵Y；0034 步骤4，在求出节点导纳矩阵Y以后，结合实际系统等值后的模型，就可以求出个节点自导纳和互导纳。根据计算出的等值导纳参数，通过潮流计算，得到传输功率分布与系统阻抗特性的关系表达式，其中电流、电压均为标幺值。以线路1为例，线路上潮流表达式如下：0035 0036 同理可以求出线路2、3上的潮流值说 明 书CN 104377698 A4/4页60037 0038 0039 应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。0040 应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。说 明 书CN 104377698 A1/1页7图1说 明 书 附 图CN 104377698 A。