220kV及以上电网单回输电线路零序参数在线辨识方法
【专利摘要】本发明公开了一种220kV及以上电网单回输电线路零序参数在线辨识方法，包括：步骤1，保存相量测量单元测量到的单回输电线路两端的三相不对称电压相量和三相不对称电流相量数据；步骤2，从步骤1所保存的数据中提取出单回输电线路两端在切除故障相至完成单相重合闸期间的三相不对称电压相量和三相不对称电流相量数据；步骤3，对称分量变换计算得到单回输电线路两端的零序电压分量和零序电流分量数据；步骤4，以最小二乘法对该单回输电线路两端的正序、负序和零序电压-电流方程进行求解，得到单回输电线路的零序参数。本发明能在电网在线的情况下完成单回输电线路零序参数的辨识，具有辨识结果准确、参数的辨识可靠性和可辨识性高的优点。
【专利说明】220kV及W上电网单回输电线路零序参数在线辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种220kV及W上电网单回输电线路的零序参数在线辨识方法。
【背景技术】
[0002] 输电线路的零序参数是电力系统继电保护整定计算的重要依据，不准确的线路零 序参数会造成保护整定值的偏差，影响电力系统安全、稳定及经济运行。
[0003] 零序参数受多种外在因素的影响，如接地电阻率、等值深度、导线布局等，通过理 论计算难W获得精确的零序参数。因此，我国继电保护规程规定零序参数必须实测。然而， 随着输电网规模越来越大，电压等级的不断提高，采用W往的停电测量方法逐条停电测量 线路的零序参数费时费力，也会影响到电网的正常运行和供电的可靠性。鉴于此，利用在线 参数测量的方法代替传统停电测量方法实现对线路参数的测量是十分必要的。
[0004] 基于全球定位系统（GP巧的相量测量单元（PMU)的出现，为输电线路参数的在线 辨识提供了一个新的数据来源和有效平台。PMU能W更高精度、更高采样频率、更好的同步 性在线实时记录电网各种不对称运行状态信息；在220kV及W上输电线路两侧装设的PMU 能够在线测量电网不对称运行状态下的H相电压电流相量数据，对数据进行对称分量变 换，提取出相应的零序电压、电流分量，即可实现220kV及W上电网单回输电线路零序参数 的在线辨识。
[0005] 但在电力系统正常运行过程中，线路的零序分量很小，零序参数不具有可辨识性； 只有在故障发生时方能获得较大零序分量，但故障持续时间很短且PMU对非周期分量的处 理效果不好，使得辨识结果不可靠。因而，为了得到准确的零序参数辨识结果，需要采用PMU 能准确量测且零序分量足够大的不对称相量数据。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种220kV及W上电网单回输电线路的零序 参数在线辨识方法，该方法能够在不停电的情况下获得高精度和准确性的单回输电线路零 序参数。
[0007] 解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0008] -种220kV及W上电网单回输电线路零序参数在线辨识方法，包括W下步骤：
[0009] 步骤1 ;在受测的220kV及W上电压等级电网单回输电线路的两端装设相量测量 单元，并保存相量测量单元测量到的单回输电线路两端的H相不对称电压相量和H相不对 称电流相量数据；
[0010] 步骤2 ;在所述单回输电线路发生单相短路故障的情况下，如果所述单回输电线 路在切除故障相后完成了单相重合间操作，则从步骤1所保存的数据中提取出所述单回输 电线路两端在切除故障相至完成单相重合间期间的H相不对称电压相量和H相不对称电 流相量数据；
[0011] 步骤3 ;对步骤2所提取的H相不对称电压相量和H相不对称电流相量数据进行 对称分量变换，计算得到所述单回输电线路两端的零序电压分量和零序电流分量数据；
[0012] 步骤4 ;依据单回输电线路的n型等值模型，建立所述单回输电线路两端的正序、 负序和零序电压-电流方程，并采用所述步骤3得到的单回输电线路两端的零序电压分量 和零序电流分量数据，W最小二乘法对该单回输电线路两端的正序、负序和零序电压-电 流方程进行求解，得到所述单回输电线路的零序参数。
[0013] 作为本发明的一种改进，其特征在于：
[0014] 所述步骤2中，从步骤1所保存的数据中提取所述单回输电线路两端在完成单相 重合间前0.5s内的数据。
[0015] 作为本发明的一种实施方式，其特征在于：
[0016] 所述步骤3中，根据W下公式对步骤2所提取的H相不对称电压相量和H相不对 称电流相量数据进行对称分量变换：
【权利要求】
1. 一种220kV及以上电网单回输电线路零序参数在线辨识方法，包括以下步骤： 步骤1 :在受测的220kV及以上电压等级电网单回输电线路的两端装设相量测量单元， 并保存相量测量单元测量到的单回输电线路两端的三相不对称电压相量和三相不对称电 流相量数据； 步骤2 :在所述单回输电线路发生单相短路故障的情况下，如果所述单回输电线路在 切除故障相后完成了单相重合闸操作，则从步骤1所保存的数据中提取出所述单回输电线 路两端在切除故障相至完成单相重合闸期间的三相不对称电压相量和三相不对称电流相 量数据； 步骤3 :对步骤2所提取的三相不对称电压相量和三相不对称电流相量数据进行对称 分量变换，计算得到所述单回输电线路两端的零序电压分量和零序电流分量数据； 步骤4:依据单回输电线路的π型等值模型，建立所述单回输电线路两端的正序、负序 和零序电压-电流方程，并采用所述步骤3得到的单回输电线路两端的零序电压分量和零 序电流分量数据，以最小二乘法对该单回输电线路两端的正序、负序和零序电压-电流方 程进行求解，得到所述单回输电线路的零序参数。
2. 根据权利要求1所述的220kV及以上电网单回输电线路的零序参数在线辨识方法， 其特征在于： 所述步骤2中，从步骤1所保存的数据中提取所述单回输电线路两端在完成单相重合 闸前〇. 5s内的数据。
3. 根据权利要求1或2所述的220kV及以上电网单回输电线路的零序参数在线辨识方 法，其特征在于： 所述步骤3中，根据以下公式对步骤2所提取的三相不对称电压相量和三相不对称电 流相量数据进行对称分量变换： IJ
其中，m和η表示所述单回输电线路的两端，a、b和c表示所述单回输电线路的三相， 和分别为所述单回输电线路m端和η端的零序电压相量；/B,a和^^分别为所述单回 输电线路m端和η端的零序电流相量；和Cjwc分别为所述单回输电线路m端的a 相不对称电压相量、b相不对称电压相量和c相不对称电压相量；Cjaa、和|jn￡>分别为所 述单回输电线路η端的a相不对称电压相量、b相不对称电压相量和c相不对称电压相量； 人、匕,"和/_分别为所述单回输电线路m端的a相不对称电流相量、b相不对称电流相量 和c相不对称电流相量；L、1"6和L分别为所述单回输电线路η端的a相不对称电流相 量、b相不对称电流相量和c相不对称电流相量。
4. 根据权利要求3所述的220kV及以上电网单回输电线路的零序参数在线辨识方法， 其特征在于： 所述步骤4中，建立所述单回输电线路两端的正序、负序和零序电压-电流方程如下：
其中，4?和U分别为所述单回输电线路m端的正序电流相量、负序电流相量和 零序电流相量，Il1' ￡>",2和[)_分别为所述单回输电线路m端的正序电压相量、负序电压 相量和零序电压相量，41),"2和ACjwfl分别为单回输电线路m端到η端的正序电压相 量差、负序电压相量差和零序电压相量差；i9,'i,,2和^分别为单回输电线路η端的正序 电流相量、负序电流相量和零序电流相量；和分别为单回输电线路η端的正序 电压相量、负序电压相量和零序电压相量；分别为单回输电线路η端 到m端的正序电压相量差、负序电压相量差和零序电压相量差；Ycs为所述单回输电线路总 的等值对地自导纳的一半，Yqd为所述单回输电线路总的等值相间互导纳的一半，Zs为单回 输电线路的等值自阻抗，Zm为单回输电线路的等值相间互阻抗。
5. 根据权利要求4所述的220kV及以上电网单回输电线路的零序参数在线辨识方法， 其特征在于： 所述步骤4中，求解得到所述单回输电线路的零序参数的步骤如下： 由式（9)和式（10)，得到单回输电线路的m、η两端的零序电压-电流方程如下：
其中，Ytl =V(Zs+2Zm) = 1/ZQ =lARQ+jXQ) =gQ+jbQ，Ztl为单回输电线路的零序等值 阻抗，Ytl为单回输电线路的零序等值阻抗的倒数，Rtl和Xtl分别为单回输电线路的零序电阻 参数和零序电抗参数，g〇和k分别表示Ytl的实部和虚部；Yai =Yes =jBd/2 = 为单 回输电线路总的零序等值电纳参数，Yai为单回输电线路总的零序等值电纳的一半，7?为Yai 的虚部； 将步骤3即式（1)得到的单回输电线路两端的零序电压分量和零序电流分量数据写为 实部与虚部的形式如下：
将式（12)代入式（11)，得到单回输电线路的零序等值模型的数学方程组：
其中，和Imra分别为单回输电线路m端零序电流相量/的实部和虚部，Int*和Inra 分别为单回输电线路η端零序电流相量之^的实部和虚部；Um(IK和Umra、分别为单回输电线路 m端零序电压相量1>,""的实部和虚部，UnJPUnra分别为单回输电线路η端零序电压相量Ijirt 的实部和虚部； 进一步将式（13)写为矩阵形式如下：b=Ax (14)；
利用最小二乘法求解式（14)，其最终解为： X= (AtA)ATb (16); 从而，计算获得单回输电线路的零序电阻参数R〇、零序电抗参数X。和总的零序等值电 纳参数Bci :
【文档编号】G01R31/00GK104237677SQ201410413508
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】赵艳军, 盛超, 陈晓科, 毕天姝, 薛安成, 黄梓华, 杨汾艳, 孙闻, 张跃, 唐景星, 王玲, 付聪, 王钤, 曾杰, 安然然, 张健, 张远, 王奕, 胡玉岚, 翁洪杰, 张俊峰, 陈锐, 马明 申请人:广东电网公司电力科学研究院