联网计算中电网短路电流和潮流计算的综合等值

一、问题的提出随着电力建设事业的发展,电网逐步联合。联合电力系统的形成,使电力系统规划设计计算和运行分析日益复杂。例如:500千伏线路的规划设计工作,需要在内过电压模拟上进行过电压试验研究,提出送受端网络的等值电路;设计输电线路工程进行通信干扰计算时,需要计算大量的短路电流,各地区电网都要有一个等值电路来代替原来复杂的电网,以     

影响电力系统短路计算结果的原因分析

电力系统短路计算是电力部门经常进行的基本计算,其计算结果是设备选择、继电保护定值整定的依据。无论使用调度自动化中的短路计算软件,还是使用继电保护定值整定软件,各种软件或算法的计算结果可能出现差异。产生差异的原因较多,分析表明主要原因有:(1)近似计算中各节点的正序正常电压处理不一致;(2)近似计算中变压器模型的等值阻抗处理方法不同;(3)详细计算中,由于未考虑分接头影响,至使变压器模型选择不当。变压器模型对短路计算的影响很大,建议采用C IM变压器模型,该模型具有原理正确和使用方便的特点。     

影响电力系统短路计算结果的原因分析

电力系统短路计算是电力部门经常进行的基本计算,其计算结果是设备选择、继电保护定值整定的依据.无论使用调度自动化中的短路计算软件,还是使用继电保护定值整定软件,各种软件或算法的计算结果可能出现差异.产生差异的原因较多,分析表明主要原因有:(1)近似计算中各节点的正序正常电压处理不一致;(2)近似计算中变压器模型的等值阻抗处理方法不同;(3)详细计算中,由于未考虑分接头影响,至使变压器模型选择不当.变压器模型对短路计算的影响很大,建议采用CIM变压器模型,该模型具有原理正确和使用方便的特点.     

分割电力系统计算短路电流

阐明电力系统分割计算的必要性，简介和睡后不同时间和不同区域的短路电流计算方法，提出用割集法分割系统及采用变化了的网络拓扑图代替等值电路。     

短路功率法在短路电流计算中的应用

在电力系统的设计和运行中,都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况,因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看,这些故障多数是由短路引起的,因此除对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外,还必须熟练掌握电力系统的短路计算。按照传统的计算方法有标么值法和有名值法。采用标么值法计算时,需要把不同电压等级中元件的阻抗,根据同一基准值进行换算,继而得出短路回路总的等值阻抗,再计算短路电流等。这种计算方法虽结果比较精确,但计算过程十分复杂而且公式多、难记忆、易出差错。下面介绍一种比较简便实用的方法即短路功率法。     

对称分量法在求解电力变压器非对称短路电流中的应用

对称分量法是电力系统中分析三相对称系统不对称运行的一种基本方法。介绍了对称分量法的基本原理,通过在电力系统的局部短路故障处引入三相不对称故障电压源的思路,并应用电路的戴维南等值定理以及叠加定理,建立了基于某一相的各序等值网络。通过对三种不对称短路故障边界条件的分析,制定了与故障类型相应的复合序网等值电路,大大方便了电力系统中非对称短路电流的求解。实例证明了对称分量法在求解电力变压器各绕组不对称短路电流过程的有效性。     

基于外网等值模型的输电线路不平衡度计算方法

同塔双回、多回及未换位线路不断的增加,使得输电线路不平衡度越来越受到重视,为此从系统外网等值模型等方面就输电线路不平衡度计算的关键问题进行了研究。基于国内广泛使用的电力系统短路电流程序(power system department-short circuit current program,PSD-SCCP)提供的外网等值阻抗参数,建立了外网等值模型并给出求取等值参数的方法,由此得出更易理解且物理含义清晰的外网等值参数;根据以上等值模型,且输电线路采用精确的π型等值电路,计算输电线路不平衡度。通过与仿真结果的对比表明,所提出的不平衡度计算方法具有极高的准确性,且相关结论已在实际工程中应用。     

同杆双回线跨线短路故障计算的等值双端电源相分量法

基于二端口网络理论,采用等值双端电源相分量法进行跨线短路故障计算.选取跨线短路点作为边界节点,在相坐标下将复杂的跨线短路故障模拟成等值的双端电源节点之间的连接,从而利用简单的电路理论即可分析复杂的同杆双回线跨线短路故障.此方法可简单、方便、精确地模拟各种类型的跨线短路故障,方便地计及短路点接触电阻的影响;取消了复杂的序网连接;物理意义明确,原理简单,计算速度快,计算结果精确.算例表明该方法是分析同杆双回线跨线短路故障的一种十分有效的方法.     

输电线路分布参数测量方法的改进

输电线路参数的精确度对电力系统潮流稳定分析、保护整定、故障定位等至关重要。针对传统的单回输电线路参数测量方法的存在问题,基于线路分布参数模型和等效π电路集中参数模型,推导出输电线路分布参数、等效π电路集中参数、以及短路阻抗与开路阻抗之间的数学关系,实现了线路的分布参数和等值π电路的参数的精确求解,并以算例将所提出的方法与传统方法计算结果进行了对比。     

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。     

三回平行接近输电线路的短路计算

三回平行接近输电线路的短路计算方法有 2种 :等值电路法和计算机数字仿真法。等值电路法比较直观 ,可以把具有互感的实际电路简化为仅有自感的等值电路来进行计算 ,使用条件为起始点必须为同一母线 ;计算机数字仿真法不仅不受此条件限制 ,还放开了互感支路数 ,大大提高了使用灵活性。文章先用等值电路法进行了计算 ,然后用计算机数字仿真法对计算结果进行了校核 ,并取得了一致结果。故编制软件 ,应用计算机数字仿真法 ,为多回平行接近输电线路的短路计算带来了方便。     

断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法

提出了一种含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法。首先,给出一种新的断相加短路故障的模拟方法。该方法在相坐标下,通过在虚拟故障端口与大地之间连接一条阻抗支路模拟固态限流器和短路故障,在虚拟端口之间连接一条阻抗支路模拟断相故障。然后,基于二端口网络理论,将复杂网络简化成仅含有2个节点的双端电源等值电路,利用相序变换技术,在相坐标下将断相加短路故障模拟成等值的双端电源节点之间的连接。所提方法的主要特点在于:可方便地计及固态限流器和故障点的接触电阻的影响;取消了复杂的序网连接。算例表明:该方法是分析含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的一种有效的方法。     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

短路电流的热效应实用计算方法

短路电流的热效应计算,过去一直沿用苏联的“假想时间法”,它主要是将电力系统短路电流计算用的网络,归并为只有一台等值发电机的单电源网络,而且假设负荷全部集中在等值发电机的端口。实际上,短路电流计算网络总是有多个电源向短路点供电。随着电力系统的发展扩大,向短路点供给的短路电流越来越大。由于大机组的出现,主要负荷也不接在发电机端口。因此,过去的计算方法,不符合实际情况,误差较大。本文介绍的计算方法,经有关部门审查,可以在工程设计中试行。     

基于序网等值电路的双馈风电机组接入系统短路电流计算方法

为了方便和准确地计算双馈风电机组(DFIG)接入系统的短路电流分布,提出了投撬棒后DFIG的工频和转频序网等值电路,并给出了利用该等值电路计算系统短路电流的方法。通过求解投撬棒后DFIG磁链的状态微分方程,得到其工频分量和转频分量的解析表达式。在此基础上,将DFIG的电压空间矢量方程按转频和工频分量进行分解,并根据空间矢量与相量间的关系,分别形成了转频和工频序网等值电路。其中,转频正序、负序等值电路分别为带内阻抗的电势和无源阻抗,而工频正序、负序等值电路均为无源阻抗。利用该等值电路只需已知DFIG的电机参数和故障初值条件而无需仿真即可求得DFIG接入系统各处的短路电流。以某DFIG接入系统为例,通过PSCAD仿真验证了该等值电路和短路计算方法在不同故障条件下的有效性。     

基于解耦相分量模型的电力系统故障计算方法研究

提出了一种电力系统故障计算的解耦相分量法。选取故障点为边界节点将故障后的电网等值成相坐标下的仅含短路端口或者断线端口的解耦等值电路,从而在相坐标下可方便地模拟各种短路故障和断相故障,避免了复杂的序网连接,可方便地计及短路点接触电阻以及非完全断相处的故障阻抗的影响。最后通过仿真算例表明,该方法兼具对称分量法和相分量法的优点,是电力系统故障分析计算的一种十分简单、有效的方法。     

故障后转子侧变流器不间断控制下的双馈风机序网等值电路

为应用方便直观的电路方法进行双馈风电并网系统故障分析和短路计算,针对电网故障后转子侧变流器(rotor side converter,RSC)控制方式提出一种双馈风机(doubly-fed induction generator,DFIG)序网等值电路。故障后RSC不间断控制的运行方式下,DFIG定子短路电流中含有幅值稳定的工频正负序分量、2个衰减速度不同且频率接近工频的正序分量以及衰减直流分量。分别推导了各交流成分对应的序网等值电路,其中,稳定工频正序分量对应的等值电路可用等值电势及正序阻抗来表示;稳定工频负序分量对应的等值电路用无源的负序阻抗来表示;而衰减交流分量可用受控电流源来描述。利用所提DFIG等值电路,应用传统序网分析方法即可方便进行短路计算,不需仿真就能获得双馈风机并网系统中各处的短路电流。通过PSCAD仿真验证了所提等值电路和解析算法的有效性。     

直流SMC铁心高温超导故障限流器的研究

分析了直流电力系统保护的发展现状,设计了一种铁心型高温超导故障限流器。为了尽量延长限流的时间,限流器的铁心采用软磁复合材料(SMC)。限流器在系统正常工作时对电力系统影响很小,当短路故障发生时,它会很快表现为大阻抗以限制短路电流。基于磁场有限元与电路耦合的计算方法,首先对限流线圈在短路过程中的非线性电感进行精确计算,然后结合计算结果,在电路仿真程序中计算短路电流。通过对比SMC与硅钢铁心材料限流器的限流情况,可以看出SMC铁心限流器对于直流电力系统短路故障的限流效果更好。在短路故障发生后8 ms时,该限流器能将短路电流限制到最大值的12%。     

同期电机的前进和后退分量理论(续)

一、双绕组变压器的耦合电路短路电流的计算,在电机理论中是早已解决的了,但在计算方法上和物理概念上还不完全清晰和透彻。过去的分析方法一般则采用纯数学的观点,未能结合电机的等值电路来处理,然而,根据前进和后退分量理论得出了等值电路之后,用这种方法来计算短路电流时,相信是可以避免过去的这种缺点的。     

带平衡绕组的分裂式变压器短路电流计算分析

分析短路等值电路并计算故障电流最大值是带平衡绕组的分裂式变压器设计的关键问题之一。应用对称分量法和基于场路耦合的有限元分析法,对突然发生不同短路故障情况(包括单相接地短路、两相接地短路、两相相间短路和三相短路)下的变压器进行了等值电路分析和短路电流计算。以型号为SFFZ10-88 000 kV·A/220 kV的变压器为例进行了解析计算和仿真分析。结果表明:单相接地短路和两相接地短路时的短路电流较大;在两相接地短路时的安匝平衡是关于矢量平衡,此时有限元分析法更适用。