节点电压方程的任意时刻短路电流实用计算研究

针对传统运算曲线法计算任意时刻短路电流有效值的精确性问题,引入IEC标准及电路理论,利用节点导纳矩阵推导出电力系统短路时任意时刻短路电流的实用计算机算法。该方法解决了将IEC标准应用于软件求解的问题,综合考虑两类节点电压方程进行简化计算,能自动完成系统短路时任意时刻短路电流衰减周期分量及非周期分量的求解,不仅大大减轻了传统运算曲线法的工作量,且计算结果更为精确。通过运用于伊朗RUDBAR水电站实例,验证了算法的准确性与有效性。     

系统短路电流的计算机简化算法研究

分析不同软件之间造成计算误差的原因,通过对短路计算过程进行合理假设,提出一种新型的适用于计算机的短路电流简化算法。通过EPRI 36节点算例分析,证明该算法具有较高的计算精度及较快的计算速度。     

适用于拓扑调整的短路电流快速计算方法

传统的适用于电网运行方式调整的短路电流计算方法耗时太长,无法满足电网快速分析决策的需求。在此背景下,提出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算方法。该算法基于节点阻抗矩阵,采用补偿法分析发电机停运、线路开断和线路出串运行导致的阻抗矩阵变化,并在此基础上给出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算流程。针对不同节点规模的实际系统的仿真算例表明,所提出的方法计算速度快,计算结果准确可靠,能够满足大电网方式调整优化对短路电流计算的要求。该方法可以为电网短路电流限制策略分析提供技术支撑。     

考虑感应电动机负荷电磁暂态特性的系统短路电流计算方法

首先分析了BPA程序所采用的二阶静态负荷模型对系统短路电流计算之前的潮流计算中迭代算法所涉及的问题,然后深入研究分析了感应电动机负荷特性及其对系统短路电流计算的影响。建立了在现有以恒定阻抗作为系统各节点负荷的短路电流计算方法中考虑适应感应电动机电磁暂态过程的系统短路电流的修正计算方法,提出了相应的系统短路电流计算程序编制的具体实施思路。初步验证了本文所提出的方法的可行性。     

有限大电源系统短路电流的一种计算机求解方法

有限大电源系统的短路电流周期分量随时间变化,二程上采用运算曲线来计算。提出了电源对故障点的转移阻抗的的计算机算法。运用节点阻抗矩阵和正序等效定则推导出各砷短路类型下通用的转移阻抗求解模型;经换算进一步得到电源的运算电抗,再采用插值法查取存入计算机中的相应运算曲线,从而自动实现短路电流的求解,算法简单、可行。     

考虑负荷影响的配电网短路电流计算方法研究

目前适用于配电网短路电流计算的简便算法包括近似计算法和不考虑负荷的传统端口补偿法,这两种算法在计算故障端口节点阻抗矩阵时未考虑负荷的影响,致使计算结果不够精确。对算法进行改进,在计算故障端口节点阻抗矩阵时计及负荷的影响。利用计算获取的端口阻抗矩阵和潮流计算获取的故障端口开路电压,经过一次端口补偿电流的计算,就可得到精确的故障电流计算结果。最后,通过算例验证与对比分析证明了算法的有效性。     

配电网络拓扑分析与短路电流计算的实现

根据配电网短路电流计算的基本原理，按面向对象技术设计并实现了配电网拓扑分析和短路电流计算。短路电流计算采用基于叠加原理的前推回推法，拓扑分析则根据前推回推法的特点采用支路分层的方法，两者结合有效地保证了算法的效率。在实现中，按面向对象技术设计了支路、节点、层和馈线类，并在这些类的基础上实现了拓扑分析和短路电流计算。利用33节点、123节点和292节点系统对实现的算法软件进行了性能测试，结果表明，算法软件具有很高的效率。     

基于非支配排序遗传改进算法的故障限流器的优化配置

针对电网中故障限流器(fault current limiter,FCL)的优化配置问题,采用一种基于局部差分方法改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA)-2,该算法比原算法有更好的全局寻优能力,且在故障限流器的优化配置上性能更优。首先通过对系统短路电流进行计算,筛选短路电流超标节点以及故障限流器可靠触发支路,分析加装故障限流器对系统阻抗矩阵的影响,并通过灵敏度法简化搜索空间。然后分析故障限流器优化配置问题的目标函数与约束条件,并对NSGA-2存在的问题进行分析,利用局部差分方法对NSGA-2进行改进并制定算法流程。最后对IEEE-30节点系统进行了仿真,对改进的NSGA-2算法与原来NSGA-2算法进行了对比。结果表明,改进的NSGA-2在收敛性能上表现更好,最优解更稳定。     

一种非全相配电网系统的短路电流计算方法

非全相配电网短路电流的快速准确计算一直是一个难题。基于传统的对称分量法,提出一种改进算法,即引入虚拟节点和虚拟线路阻抗来计算非全相配电网系统故障时的短路电流。与传统的短路电流计算方法相比,该算法大大提高了短路电流计算的效率,并可更直观地对配电网系统中的复杂故障情况进行分析。     

基于多重故障和混合仿真算法的风电系统概率短路分析

多重故障、风电并网增加了概率短路计算难度。引入双馈风电机组潮流算法,计及风速不确定性,得到概率短路前初始运行方式。引入多重短路算法,计算节点电压和支路电流的期望、方差以及概率分布。对枚举故障线路进行概率加权,抽样确定其他故障参数,建立混合仿真算法。综合考虑解析枚举和概率抽样特点,提出混合概率仿真方差计算公式。算例分析对比了风电出力波动、双重短路对概率短路计算结果的影响,比较了三序电压和电流的收敛性。研究结果为电气设备选择和电网安全分析提供了参考数据。     

基于BPA的短路电流计算模式研究

BPA程序应用于计算短路电流时采取不同的计算方法、计算模式,将导致结果存在较大差异,影响电网规划决策。结合国内现行的短路电流计算标准,分析了在不同计算方法中对节点运行电压的不同假定,以及不同计算模式下线路充电功率和负荷模型构建的区别,讨论了由此引起的短路阻抗、短路电流计算差异。以新英格兰10机39节点改进测试系统和四川电网2020年规划网架进行三相短路电流仿真研究,分析比较基于BPA的不同计算方法、计算模式下短路电流值,提出了理论分析结果,建议了适合四川电网规划的短路电流计算模式。     

短路电流实时计算的递推最小二乘校正算法

为了缩短实时、准确获取短路电流参数所需要的时间,提出了递推最小二乘校正新算法。该算法利用三个不同的采样起点通过校正的方法来消除衰减分量对计算结果的影响,同时利用递推原理减少计算量,从而实现对短路电流的实时计算。通过仿真校验表明,对于50Hz的电网,当每周波采样64次,信噪比为30dB时,递推最小二乘校正算法最长能够在短路发生后8ms实时、快速、准确地计算出短路电流的基波参数。     

Short-circuit current calculation method for partial coupling transmission lines under different voltage levels

In power system, there are partial coupling lines under different voltage level because of the development of power system. When faults occur on these lines, zero-sequence mutual impedances bring difficulty to short-circuit calculation. To solve the problem, a new method is proposed in this paper. First, the three phase components are transformed to independent positive-sequence, negative-sequence and coupling zero-sequence components. Then the coupling zero-sequence is decoupled using the idea of six-sequence component method, namely recirculating current method. Finally, the system impedances and impedance of the non-coupling part are modified by comparing the relationship between sequence voltages and sequence currents of the newly defined decoupling method and symmetrical component method. According to the boundary condition, the composite sequence networks are obtained and the short-circuit current can be calculated easily. The PSCAD simulation result of short circuit analysis and calculation indicate that the proposed decoupling method for partial coupling line is appropriate. The short circuit calculation based on the decoupling method is easy to implement. The calculation method is practical and the calculation accuracy is not affected by fault type, different voltage grade and fault resistance.     

智能配电网建设中的继电保护问题 讲座二 配电网故障分析计算问题及其发展

传统短路电流的计算方法已难以适应分布式电源接入后配电网短路电流的计算。介绍了配电网短路电流的近似计算公式。分析配电网故障时分布式电源(DER)短路电流输出的特点,给出了用于短路电流输出计算的DER等效电路。指出传统短路故障计算机算法用于配电网存在的问题,介绍了一种高效率的基于端口补偿原理的配电网短路故障计算方法。利用模变换法推导出小电流接地故障暂态分析等效电路,更正了目前普遍使用的等效电路的错误。     

华东电网短路电流计算标准研究

介绍了目前国内短路电流计算工程应用主要根据IEC 60909形成的5种常用的计算方法,从理论分析的角度,结合小系统算例、华东实际电网以及现场人工短路试验实测数据,分析了5种短路计算方法的合理性以及影响短路电流计算的因素,并提出了适合华东220 kV及以上电网短路电流计算的标准。     

变结构模型发电厂主系统短路电流计算方法

提出将断路器作为一条阻抗为零的支路模拟,应用线性网络特性、定理及变结构与变参数方法．导出了相当于在断路器两侧分别发生短路故障时,计算通过断路器短路电流的通用模型和算法。用该计算模型对某电厂进行短路电流计算,计算表明其结果的正确性。该方法适用于电气设备选择和继电保护整定计算,同时,还能考虑各种运行方式的改变对短路电流的影响。     

变结构电网短路电流计算方法

目前 ,采用传统的电网短路电流计算方法 ,只能求得注入故障节点的短路电流 ,这在工程上使用常感不便。变结构电网短路电流计算方法通过改变短路点的结构 ,能够直接求出在设备 (如断路器 )两侧发生短路时 ,通过设备的短路电流 ,给电气设备选择、继电保护整定计算带来很大的方便。     

满足安全稳定要求的限制短路电流在线辅助决策方法

为了避免按照离线最恶劣方式计算采取的限制短路电流措施过于保守问题,提出了满足安全稳定要求的限制短路电流在线辅助决策方法。在参照相关计算标准确定在线短路电流计算方法基础上,建立了满足短路电流越限要求且控制措施对系统安全稳定运行影响最小的目标函数。基于集群并行计算平台采用两阶段优化方法进行辅助决策控制措施搜索,首先通过求解控制措施数目最少的整数规划问题,获得满足短路电流不越限要求的若干方案作为安全稳定校核方案;之后在安全稳定校核基础上按照目标函数要求选取最终的限制短路电流辅助决策控制措施。某实际电网的算例验证了该方法的有效性。     

短路电流对高压断路器及其开断电流选择的影响

论述了高压断路器在开断短路电流时,短路电流对高压断路器的影响,归纳总结了短路开断计算时间及非周期分量百分数的估算方法．并提出如何根据短路电流合理选择高压断路器的额定开断电流。     

基于IEC60909的南方电网短路电流计算方法分析及优化

随着电网负荷的持续增长和网架结构的不断增强,短路电流超标问题已成为影响南方电网安全运行的关键因素。实测对比表明,在现有的短路电流计算方法下南方电网短路电流计算结果偏乐观,这给电网的运行方式安排带来困难。基于最新版的IEC 60909和GB/T 15544短路电流计算标准,对比南方电网短路电流计算方法与国内外短路电流计算方法之间的差异,并以南方电网2013年丰大方式为基础分析了短路电流计算方法中几个重要因素对短路电流计算结果的影响,结合精度要求、保守原则、设备能力等工程实用要求提出了南方电网短路电流计算方法的改进建议。