1.一种用于不平衡配电网的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,包括如下步骤:S1针对不对称元件进行补偿处理得到补偿电路,所述不对称元件包括不平衡的负荷及不对称的线路;
S2对馈线进行简化处理得到整合补偿电路,所述馈线包括非故障馈线及故障馈线,所述馈线包括线路及其所带的负荷;
S3不同相故障下的序网元件进行移相处理,根据序网形成原则分别得到正序、负序和零序网络,然后根据单相接地故障的边界条件,将正负零序网络的故障端口进行连接,得到复合序网等效计算模型;
S4对复合序网等效计算模型进行简化,得到7节点简化线性计算模型;
S5列写7节点简化线性计算模型的网络方程,求解网络方程并得到变电站母线以及故障端口的正序电压、负序电压和零序电压;
S6求解各线路的正序电流、负序电流以及零序电流。
2.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述S1中针对不对称元件进行补偿处理得到补偿电路,所述不对称元件包括不平衡的负荷及不对称的线路,具体为:对于不对称线路,将其相坐标系下的参数矩阵左乘对称变换矩阵P,右乘对称变换矩阵的逆P-1,所述参数矩阵包括相坐标下的串联阻抗矩阵ZABC以及并联导纳矩阵YABC,得到其序坐标下的参数矩阵,所述序坐标下的参数矩阵包括序坐标下的串联阻抗矩阵Z120以及并联导纳矩阵Y120,得到正序网络、负序网络以及零序网络下的不对称线路的补偿电路,其中根据Z120可得到串联补偿电路,根据Y120可得到并联补偿电路,并由此得到不对称线路在正序、负序和零序网络中的π型等值电路。
3.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述S1中针对不对称元件进行补偿处理得到补偿电路,所述不对称元件包括不平衡的负荷及不对称的线路,具体为:对于不平衡的负荷,把恒功率和恒电流负荷考虑成恒阻抗负荷,因此对于不平衡负荷,根据正常运行状态下各相的有功功率Pi以及无功功率Qi,并结合正常运行时其所在节点的节点电压有效值Ui,计算各相的对地导纳值:在得到恒阻抗负荷的相坐标系下的导纳矩阵YLoadABC后,左乘P,右乘P-1,得到其序坐标系下的导纳矩阵YLoad120;
根据YLoad120分别得到正序、负序和零序网络的并联补偿电路,该并联补偿电路由一个导纳并联两个电压控电流源构成。
4.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述S2中对馈线进行简化处理,所述馈线包括非故障馈线及故障馈线;
对于非故障馈线,具体简化步骤如下:
对于恒功率负荷及恒电流负荷,根据其正常运行时的有功功率和无功功率转换成恒阻抗负荷,实现线性化,计算得到各负荷的并联补偿电路;
忽略非故障馈线的线路阻抗,则该非故障馈线由线路的并联补偿电路及负荷的并联补偿电路构成,将两个并联补偿电路合并后得到非故障馈线的整合并联补偿电路;
对于故障馈线,具体简化步骤如下:
保留变电站母线到故障点的线路段的线路阻抗,忽略故障馈线其他部分的线路阻抗;
对于恒功率负荷及恒电流负荷,根据其正常运行时的有功功率和无功功率转换成恒阻抗负荷,实现线性化,计算得到各负荷的并联补偿电路;
故障点后的馈线由线路的并联补偿电路和所带电荷并联补偿电路构成,,将两个并联补偿电路合并后得到故障点后的馈线的整合并联补偿电路;
对于变电站母线到故障点的线路段,根据S1得到其π型等值补偿电路,然后将这段线路段沿线的分支的整合并联补偿电路平均分成两部分,分别放置到变电站母线处以及故障端口处;
将故障点后馈线的整合并联补偿电路与故障点前部分的π型等值补偿电路合并,得到整条故障馈线的π型等值补偿电路。
5.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述S3不同相故障下的序网元件进行移相处理,得到复合序网等效计算模型,所述序网元件包括阻抗类元件、导纳类元件、电流控电压源元件及电压控电流源元件,具体为:S3.1对于阻抗类元件和导纳类元件无需进行操作;
S3.2对于电流控电压源元件及电压控电流源元件,乘上相应的移相乘子kij,其下标i,j分别对应不同CCVS以及VCCS的zij或yij,得到不同相故障下的等值电路;
S3.3根据正序网络、负序网络以及零序网络的形成原则,得到正序、负序和零序网络,然后根据故障边界条件,将正序、负序和零序网络的故障端口及故障导纳串联起来,得到不平衡配电网单相接地故障的复合序网等效计算模型。
6.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述S4对复合序网等效计算模型进行简化,得到7节点简化线性计算模型;
S4.1将故障馈线中的串联补偿电路部分,根据诺顿定理将阻抗串联两个电流控电压源变换成一导纳并联一电压控电流源元件;
S4.2根据导纳并联和电流源并联合并的规则对复合序网等效计算模型进行合并,得到一个7节点简化线性计算模型,其各支路参数为Yij,其中i,j∈(1,2,3)。
7.根据权利要求1所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,S5列写7节点简化线性计算模型的网络方程,求解网络方程并得到变电站母线以及故障端口的正序电压、负序电压和零序电压,具体为:S5.1设网络状态变量向量为:
X=[Upl Uql Upm Uqm Upn Uqn I1 I2 I0]TS5.2求解网络方程:
-1 T
X=A Y,其中Y=[Is 0 0 -Is 0 0 0 0 0]其中A为系数矩阵,
S5.3根据X变量得到变电站母线以及故障端口的正序、负序和零序电压。
8.根据权利要求2所述的单相接地故障快速线性计算方法,其特征在于,所述串联补偿电路由一阻抗串联两个电流控电压源构成;所述并联补偿电路由一导纳并联两个电压控电流源构成。