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1、(10)申请公布号 CN 104281784 A (43)申请公布日 2015.01.14 CN 104281784 A (21)申请号 201410583208.0 (22)申请日 2014.10.27 G06F 19/00(2011.01) G01R 29/16(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 (72)发明人 文武 丁俊杰 阮江军 (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 鲁力 (54) 发明名称 基于 BLT 方程的平行多回输电线路不平衡度 计算方法 (57) 摘要 本。
2、发明涉及一种基于 BLT 方程的平行多回输 电线路不平衡度计算方法。该方法首先在每回线 路的首端加载三相对称激励电压源或对称激励电 流源, 根据线路的输送容量和电压等级计算线路 末端的等效负载阻抗 ; 针对平行多回输电线路的 线型及线路布置方式, 建立描述该平行多回线路 电气特性的电报方程 : 然后根据电报方程和 BLT 求解方法, 计算线路首、 末端的电压或电流值 ; 采 用对称分量法将首、 末端的电压和电流分解为正 序、 负序和零序分量 ; 再根据定义计算线路的不 平衡度。本发明综合考虑了算线路的静电不平衡 度和电磁不平衡度, 同时还考虑了线路的负载的 影响 ; 更符合工程实际, 提出了线。
3、路不平衡度计 算的准确度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 (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2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104281784 A CN 104281784 A 1/2 页 2 1. 一种基于 BLT 方程的平行多回输电线路不平衡度计算方法, 其特征在于, 定义 : P1、 P2P3n为构成n回线路的3n相平行架设的输电线路, 每三相导线构成一回输电线 路, 即 P1、 P2、 P3 相构成第 1 回输电线路, P4、 P5、 P6 相构成每 2 回线路, P3n-2、 P3n。
4、-1、 P3n 相构成第 n 回输电线路 ; U1a、 U1b、 U1c为每 1 回线路首端三相对称电压源, U2a、 U2b、 U2c为 每 2 回线路首端三相对称电压源 ,, Una、 Unb、 Unc为每 n 回线路首端三相对称电压源 ; Z1为 第 1 回末端等效负载, Z2为第 2 回末端等效负载, Zn为第 n 回末端等效负载 ; 包括以下步骤 : 步骤 1, 根据导线的型号、 塔型及导线布置形式建立平行多回输电线路的电报方程, 基 于以下公式 : 式一 式中, V(x) 为线路电压向量, V(x) V1(x),V2(x),L,Vn(x)T; I(x) 为线路电流 向量, I(x)。
5、 I1(x),I1(x),L,In(x)T; Z 为线路单位长度的阻抗矩阵 ; Y 为线路单位 长度的导纳矩阵 ; 步骤 2, 根据线路的相序布置, 分别在每回线路的首端加三相对称电压源 U1a、 U1b、 U1c, U2a、 U2b、 U2c,, Una、 Unb、 Unc, 或者加三相对称电流源 I1a、 I1b、 I1c, I2a、 I2b、 I2c,, Ina、 Inb、 Inc; 步骤 3, 根据线路的设计输送容量、 电压等级, 计算每回线路的末首的等效负载阻抗 值 ; 步骤 4, 即式二、 式三, 计算每回线路首端的三相电压和电流 V(0)、 I(0) 和末端的三相 电压和电流 V。
6、(L)、 I(L) : 式二 式三 式中, V(0)、 I(0) 分别为线路首端的电压、 电流值 ; V(L)、 I(L) 分别为线路末端的电 压、 电流值 ; U 是单位矩阵 ; 1, 2 分别为负载端 x 0 和 x L 的反射系数 ; 1 ZL1-ZcZL1+Zc-1 2 ZL2-ZcZL2+Zc-1 Zc 为特征阻抗矩阵, Zc S-1-1SZ ; S 为模量变换矩阵 ; 步骤 5, 结合对称分量法对基于 BLT 方程所计算的每回线路的首、 末端电压或电流进行 权 利 要 求 书 CN 104281784 A 2 2/2 页 3 分解, 得到线路首、 末端电压、 电流的正序、 负序、 。
7、零序分量 ; V1、 V2、 V0或 I1、 I2、 I0; 步骤 6 : 根据电压、 电流不平衡度的定义, 分别计算每回线路的电压、 电流不平衡度, 即 负序电压不平衡度零序电压不平衡度负序电流不平衡度零序 电流不平衡度 权 利 要 求 书 CN 104281784 A 3 1/4 页 4 基于 BLT 方程的平行多回输电线路不平衡度计算方法 技术领域 0001 本发明涉及电力系统中平行架设的多回输电线路 ( 多回同塔架设或同走廊平行 架设 ) 不平衡度的计算方法, 特别涉及一种基于 BLT 方程的平行多回输电线路不平衡度计 算方法。 背景技术 0002 在电力系统中, 电压、 电流的三相对。
8、称性是衡量电能质量的重要参数之一。 三相不 对称的电压和电流不仅降低电力设备工作的效率, 还可引起设备发热、 噪声增大等。 系统电 压、 电流不平衡性是由发电机、 输电线路及用电设备的不对称性综合影响的结果。 线路的不 平衡度分为零序不平衡度和负序不平衡度, 零序不平衡度定义为零序电压 ( 或电流 ) 相量 与正序电压 ( 或电流 ) 之比的百分数, 即 :( 或) ; 负序不平衡度定义为负序 电压 ( 或电流 ) 相量与正序电压 ( 或电流 ) 之比的百分数, 即 :( 或)。我 国国家标准 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T15543-1995 明确规定 :“电力系统公共 连接点正常电。
9、压不平衡度允许值为 2, 短时不得超过 4” 。因而, 架空线路电线不平衡度 是线路设计时必须计算的重要参数。 0003 输电线路不平衡度的传统计算方法是将线路的不平衡度分为静电不平衡度和电 磁不平衡度, 其计算方法为 : 先计算线路的电位系数矩阵 P 和阻抗矩阵 Z, 然后采用对 称分量法分别将矩阵 P 和 Z 分解, 则定义 : 0004 为零序静电不平衡度, 其中 P01 为零序与正序间的互电位系数, P11为正序 自电位系数 ;为负序静电不平衡度, 其中 P21为负序与正序间的互电位系数, P22为 负序自电位系数 ;为零序电磁不平衡度, 其中 Z01为零序与正序间的互序阻抗, Z0为。
10、 零序自阻抗 ;为负序电磁不平衡度, 其中 Z21为负序与正序间的互序阻抗, Z1为负序 自阻抗。 0005 线路不平衡度的传统计算方法存在三点不足之外 : (1) 线路不平衡度是线路间电 场耦合和磁场耦合的综合作用, 将其分为静电不平衡度和电磁不平衡度的方法难以全面计 算线路的不平衡度 ; (2) 在计算中只考虑了零序和负序与正序间的相互耦合, 忽略了零序 与负序间的相互影响, 计算精度不高 ; (3) 计算方法不能考虑线路电源和负载对不平衡度 的影响。 说 明 书 CN 104281784 A 4 2/4 页 5 发明内容 0006 本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题 ; 提供了一种。
11、基于 BLT 方程的, 全 面考虑线路间电场、 磁场相互耦合、 线路电源及负载影响 ; 提高平行多回输电线路不平衡度 计算的准确度的线路不平衡度计算方法。 0007 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 : 0008 一种基于 BLT 方程的平行多回输电线路不平衡度计算方法, 其特征在于, 定义 : 0009 P1、 P2P3n 为构成 n 回线路的 3n 相平行架设的输电线路, 每三相导线构成一回 输电线路, 即 P1、 P2、 P3 相构成第 1 回输电线路, P4、 P5、 P6 相构成每 2 回线路, P3n-2、 P3n-1、 P3n 相构成第 n 回输电线路 ; U。
12、1a、 U1b、 U1c为每 1 回线路首端三相对称电压源, U2a、 U2b、 U2c为每 2 回线路首端三相对称电压源 ,, Una、 Unb、 Unc为每 n 回线路首端三相对称电压源 ; Z1为第 1 回末端等效负载, Z2为第 2 回末端等效负载, Zn为第 n 回末端等效负载 ; 0010 包括以下步骤 : 0011 步骤 1, 根据导线的型号、 塔型及导线布置形式建立平行多回输电线路的电报方 程, 基于以下公式 : 0012 式一 0013 式中, V(x) 为线路电压向量, V(x) V1(x),V2(x),L,Vn(x)T; I(x) 为线路 电流向量, I(x) I1(x)。
13、,I1(x),L,In(x)T; Z 为线路单位长度的阻抗矩阵 ; Y 为线路 单位长度的导纳矩阵 ; 0014 步骤 2, 根据线路的相序布置, 分别在每回线路的首端加三相对称电压源 U1a、 U1b、 U1c, U2a、 U2b、 U2c,, Una、 Unb、 Unc, 或者加三相对称电流源 I1a、 I1b、 I1c, I2a、 I2b、 I2c,, Ina、 Inb、 Inc; 0015 步骤 3, 根据线路的设计输送容量、 电压等级, 计算每回线路的末首的等效负载阻 抗值 ; 0016 步骤 4, 即式二、 式三, 计算每回线路首端的三相电压和电流 V(0)、 I(0) 和末端的 。
14、三相电压和电流 V(L)、 I(L) : 0017 式二 0018 式三 0019 式中, 0020 V(0)、 I(0) 分别为线路首端的电压、 电流值 ; V(L)、 I(L) 分别为线路末端 的电压、 电流值 ; 说 明 书 CN 104281784 A 5 3/4 页 6 0021 0022 U 是单位矩阵 ; 1, 2 分别为负载端 x 0 和 x L 的反射系数 ; 0023 1 ZL1-ZcZL1+Zc-1 0024 2 ZL2-ZcZL2+Zc-1 0025 Zc 为特征阻抗矩阵, Zc S-1-1SZ ; S 为模量变换矩阵 ; 0026 步骤 5, 结合对称分量法对基于 B。
15、LT 方程所计算的每回线路的首、 末端电压或电流 进行分解, 得到线路首、 末端电压、 电流的正序、 负序、 零序分量 ; V1、 V2、 V0或 I1、 I2、 I0; 0027 步骤 6 : 根据电压、 电流不平衡度的定义, 分别计算每回线路的电压、 电流不平衡 度, 即负序电压不平衡度零序电压不平衡度负序电流不平衡度 零序电流不平衡度 0028 因此, 本发明具有如下优点 : 综合考虑了算线路的静电不平衡度和电磁不平衡 度, 同时还考虑了线路的负载的影响 ; 更符合工程实际, 提出了线路不平衡度计算的准确 度。 附图说明 0029 附图 1 是本发明中的原理图。 具体实施方式 0030 。
16、下面通过实施例, 并结合附图, 对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中, P1、 P2P3n 为构成 n 回线路的 3n 相平行架设的输电线路, 每三相导线构成一回输电线路, 即 P1、 P2、 P3 相构成第 1 回输电线路, P4、 P5、 P6 相构成每 2 回线路, P3n-2、 P3n-1、 P3n 相构成第 n 回输电线路 ; U1a、 U1b、 U1c为每 1 回线路首端三相对称电压源, U2a、 U2b、 U2c为每 2 回线路首端三相对称电压源 ,, Una、 Unb、 Unc为每 n 回线路首端三相对称电压源 ; Z1为第 1 回末端等效负载, Z2为第 2 回末端等效。
17、负载, Zn为第 n 回末端等效负载。 0031 本发明的具体实施步骤为 : 0032 步骤 1 : 根据 n 回平行架设线路的导线型号、 塔型以及大地电阻率等基本参数, 计 算线路单位长度的阻抗矩阵、 导纳矩阵, 并建立描述 n 回平行架设线路的多导体输电线路 电磁特性的电报方程, 式 (1) ; 0033 步骤 2 : 根据每回线路的设计相序, 分别在每回线路的首端加三相对称电压源 U1a、 U1b、 U1c, U2a、 U2b、 U2c,, Una、 Unb、 Unc, 或者加三相对称电流源 I1a、 I1b、 I1c, I2a、 I2b、 I2c,, Ina、 Inb、 Inc; 00。
18、34 步骤 3 : 根据线路的设计输送容量、 电压等级, 计算每回线路的末首的等效负载阻 抗值 ; 0035 步骤 4 : 采用 BLT 方程, 即式二、 式三, 计算线路首端的三相电压和电流 V(0)、 I(0) 和末端的三相电压和电流 V(L)、 I(L) : 说 明 书 CN 104281784 A 6 4/4 页 7 0036 式二 0037 式三 0038 式中, 0039 V(0)、 I(0) 分别为线路首端的电压、 电流值 ; V(L)、 I(L) 分别为线路末端 的电压、 电流值 ; 0040 0041 U 是单位矩阵 ; 1, 2 分别为负载端 x 0 和 x L 的反射系数。
19、 ; 0042 1 ZL1-ZcZL1+Zc-1 0043 2 ZL2-ZcZL2+Zc-1 0044 Zc 为特征阻抗矩阵, Zc S-1-1SZ ; S 为模量变换矩阵 ; 0045 步骤 5 : 采用对称分量法, BLT 方程计算出的首、 末端电压或电流进行分解, 分别得 到首、 末端电压或电流的正序、 负序、 零序分量, V1、 V2、 V0或 I1、 I2、 I0。 0046 步骤 6 : 根据电压、 电流不平衡度的定义, 分别计算线路的电压、 电流不平衡度, 即 负序电压不平衡度零序电压不平衡度负序电流不平衡度零序 电流不平衡度 0047 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。 本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代, 但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 说 明 书 CN 104281784 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104281784 A 8 。