一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法和装置与流程

本发明涉及线路设计，特别是一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法和装置。

背景技术：

1、随着社会基础设施建设越发成熟，各个地域通过修建大规模的特、超高压输电线路来提高电网跨区输送能力，为地域发展提供充足能源。在此过程中，新建高压线路交叉跨越已有线路的情况会大幅增多，而交叉跨越线路间复杂的电磁环境会导致输电线路出现严重的三相不平衡问题，造成如线路损耗增大、线路零序保护误告警或误动跳闸等危害，严重影响了电网安全、稳定和经济运行。

2、目前，输电线路工程设计领域，对于交叉跨越线路的三相不平衡问题研究很少，缺乏针对交叉跨越线路不平衡度的系统性解决方案。因此，有必要开发一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法和装置，以解决输电线路工程中因交叉跨越线路导致的三相不平衡问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法和装置，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、本发明实施例的第一方面，提供了一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法，包括：

3、获取目标交叉跨越线路模型的基本参数，所述目标交叉跨越线路模型包括多条回路，所述目标交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻；

4、根据所述基本参数，确定所述多条回路的自阻抗参数；

5、根据所述基本参数，确定所述多条回路的互阻抗参数，所述互阻抗参数包括：目标回路与该回路的平行回路的第一互阻抗参数，以及，所述目标回路与该回路的交叉跨越回路的第二互阻抗参数；所述目标回路为所述多条回路中的任意一条回路；其中，所述第二互阻抗参数是通过将所述目标回路拆分为多个长度单元，分别计算每个所述长度单元与所述交叉跨越回路的单元互阻抗参数，然后累加所述多个长度单元的单元互阻抗参数得到的；

6、根据所述自阻抗参数和所述互阻抗参数，得到阻抗矩阵；

7、根据所述阻抗矩阵和各个回路的电压值，确定各个回路的电流序分量；

8、根据各个回路的电流序分量，确定各个回路的零序不平衡度和负序不平衡度。

9、可选地，根据所述基本参数，确定所述目标回路与该回路的交叉跨越回路的所述第二互阻抗参数的步骤包括：

10、将所述目标回路拆分为n个长度单元，将每个所述长度单元视为与所述交叉跨越回路平行；

11、根据所述基本参数，按照平行线路互阻抗计算公式，确定每个所述长度单元与所述交叉跨越回路的互阻抗参数；

12、将所述n个长度单元的所述互阻抗参数进行累加，得到所述目标回路与该回路的交叉跨越回路的所述第二互阻抗参数。

13、可选地，所述平行线路互阻抗计算公式为：

14、

15、其中，zkij为回路i的第k个长度单元与回路j之间的互阻抗参数，lki为回路i的第k个长度单元的长度，rd为大地电阻，f为系统频率，j为虚部，ω为角频率，ρ为常量，dkij为回路i的第k个长度单元与回路j之间的距离；

16、所述将所述n个长度单元的所述互阻抗参数进行累加的计算公式为：

17、

18、其中，所述zmij为回路i与回路j之间的互阻抗参数。

19、可选地，所述方法还包括：

20、获取多个第一交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第一交叉跨越模型为交叉跨越角度互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第一交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述交叉跨越角度；

21、根据所述多个第一交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第一交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

22、根据所述第一交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成交叉跨越角度-不平衡度曲线；

23、根据所述交叉跨越角度-不平衡度曲线，确定最适交叉跨越角度。

24、可选地，所述方法还包括：

25、获取多个第二交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第二交叉跨越模型为交叉跨越点高度差互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第二交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述交叉跨越点高度差；

26、根据所述多个第二交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第二交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

27、根据所述第二交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成交叉跨越点高度差-不平衡度曲线；

28、根据所述交叉跨越点高度差-不平衡度曲线，确定最适交叉跨越点高度差。

29、可选地，所述方法还包括：

30、获取多个第三交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第三交叉跨越模型为回路相序排列方式互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第三交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述回路相序排列方式；

31、根据所述多个第三交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第三交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

32、根据所述第三交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成回路相序排列方式-不平衡度曲线；

33、根据所述回路相序排列-不平衡度曲线，确定最适回路相序排列方式。

34、可选地，所述目标线路模型中的交叉线路为同塔单回输电线路、同塔双回输电线路或同塔多回输电线路中的一种。

35、可选地，所述方法还包括：

36、在所述零序不平衡度和/或所述负序不平衡度超出预设阈值的情况下，确定所述目标交叉跨越线路模型存在三相不平衡问题。

37、可选地，在确定所述目标交叉跨越线路模型存在三相不平衡问题之后，所述方法还包括：

38、对所述目标交叉跨越线路模型的基本参数进行修改；

39、计算修改后的所述目标交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

40、在所述三相不平衡度中的零序不平衡度和/或负序不平衡度超出所述预设阈值的情况下，再次对所述目标交叉跨越线路模型的基本参数进行修改；

41、在所述三相不平衡度中的零序不平衡度和负序不平衡度均不超出所述预设阈值的情况下，输出修改后的所述目标交叉跨越线路模型的基本参数；

42、基于修改后的所述目标交叉跨越线路模型的基本参数，修建交叉跨越线路。

43、本实施例第二方面还提供了一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算装置，所述装置包括：

44、基本参数获取模块，用于获取目标交叉跨越线路模型的基本参数，所述目标交叉跨越线路模型包括多条回路，所述目标交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻；

45、自阻抗参数确定模块，用于根据所述基本参数，确定所述多条回路的自阻抗参数；

46、互阻抗参数确定模块，用于根据所述基本参数，确定所述多条回路的互阻抗参数，所述互阻抗参数包括：目标回路与该回路的平行回路的第一互阻抗参数，以及，所述目标回路与该回路的交叉跨越回路的第二互阻抗参数；所述目标回路为所述多条回路中的任意一条回路；其中，所述第二互阻抗参数是通过将所述目标回路拆分为多个长度单元，分别计算每个所述长度单元与所述交叉跨越回路的单元互阻抗参数，然后累加所述多个长度单元的单元互阻抗参数得到的；

47、阻抗矩阵生成模块，用于根据所述自阻抗参数和所述互阻抗参数，得到阻抗矩阵；

48、电流序分量确定模块，用于根据所述阻抗矩阵和各个回路的电压值，确定各个回路的电流序分量；

49、不平衡度确定模块，用于根据各个回路的电流序分量，确定各个回路的零序不平衡度和负序不平衡度。

50、可选地，所述互阻抗参数确定模块包括第二互阻抗参数确定子模块；

51、所述第二互阻抗参数确定子模块包括：

52、拆分单元，用于将所述目标回路拆分为n个长度单元，将每个所述长度单元视为与所述交叉跨越回路平行；

53、确定单元，用于根据所述基本参数，按照平行线路互阻抗计算公式，确定每个所述长度单元与所述交叉跨越回路的互阻抗参数；

54、累加单元，用于将所述n个长度单元的所述互阻抗参数进行累加，得到所述目标回路与该回路的交叉跨越回路的所述第二互阻抗参数。

55、可选地，所述确定单元中的所述平行线路互阻抗计算公式为：

56、

57、其中，zkij为回路i的第k个长度单元与回路j之间的互阻抗参数，lki为回路i的第k个长度单元的长度，rd为大地电阻，f为系统频率，j为虚部，ω为角频率，ρ为常量，dkij为回路i的第k个长度单元与回路j之间的距离；

58、所述累加单元中的将所述n个长度单元的所述互阻抗参数进行累加的计算公式为：

59、

60、其中，所述zmij为回路i与回路j之间的互阻抗参数。

61、可选地，所述装置还包括：

62、第一获取模块，用于获取多个第一交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第一交叉跨越模型为交叉跨越角度互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第一交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述交叉跨越角度；

63、第一确定模块，用于根据所述多个第一交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第一交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

64、第一生成模块，用于根据所述第一交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成交叉跨越角度-不平衡度曲线；

65、最适交叉跨越角度确定模块，用于根据所述交叉跨越角度-不平衡度曲线，确定最适交叉跨越角度。

66、可选地，所述装置还包括：

67、第二获取模块，用于获取多个第二交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第二交叉跨越模型为交叉跨越点高度差互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第二交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述交叉跨越点高度差；

68、第二确定模块，用于根据所述多个第二交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第二交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

69、第二生成模块，用于根据所述第二交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成交叉跨越点高度差-不平衡度曲线；

70、最适交叉跨越点高度差确定模块，用于根据所述交叉跨越点高度差-不平衡度曲线，确定最适交叉跨越点高度差。

71、可选地，所述方法还包括：

72、第三获取模块，用于获取多个第三交叉跨越线路模型的基本参数，所述多个第三交叉跨越模型为回路相序排列方式互不相同，其他基本参数相同的交叉跨越模型，所述第三交叉跨越线路模型的基本参数至少包括回路长度参数，回路间距参数，导线半径参数，导线单位自阻和所述回路相序排列方式；

73、第三确定模块，用于根据所述多个第三交叉跨越线路模型的基本参数，确定每个所述第三交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

74、第三生成模块，用于根据所述第三交叉跨越线路模型的三相不平衡度，生成回路相序排列方式-不平衡度曲线；

75、最适回路相序排列方式确定模块，用于根据所述回路相序排列-不平衡度曲线，确定最适回路相序排列方式。

76、可选地，所述目标线路模型中的交叉线路为同塔单回输电线路、同塔双回输电线路或同塔多回输电线路中的一种。

77、可选地，所述装置还包括：

78、问题确定模块，用于在所述零序不平衡度和/或所述负序不平衡度超出预设阈值的情况下，确定所述目标交叉跨越线路模型存在三相不平衡问题。

79、可选地，所述装置还包括：

80、基本参数修改模块，用于对所述目标交叉跨越线路模型的基本参数进行修改；

81、再计算模块，用于计算修改后的所述目标交叉跨越线路模型的三相不平衡度；

82、返回模块，用于在所述三相不平衡度中的零序不平衡度和/或负序不平衡度超出所述预设阈值的情况下，再次对所述目标交叉跨越线路模型的基本参数进行修改；

83、输出模块，用于在所述三相不平衡度中的零序不平衡度和负序不平衡度均不超出所述预设阈值的情况下，输出修改后的所述目标交叉跨越线路模型的基本参数；

84、执行模块，用于基于修改后的所述目标交叉跨越线路模型的基本参数，修建交叉跨越线路。

85、本发明提供了一种交叉跨越线路的三相不平衡度的计算方法和装置，该方法包括：获取目标交叉跨越线路模型的基本参数，根据基本参数，确定各回路的自阻抗参数和互阻抗参数，该互阻抗参数中的目标回路与该回路的交叉跨越回路的第二互阻抗参数，是通过将目标回路拆分为多个长度单元，分别计算每个长度单元与交叉跨越回路的单元互阻抗参数，进行累加得到的；然后，根据自阻抗参数，互阻抗参数，和各个回路的电压值，确定各个回路的电流序分量，最终得到各个回路的零序不平衡度和负序不平衡度。

86、具体有益效果如下：

87、1)实现了交叉跨越线路的三相不平衡计算。本发明基于微元思想，将目标线路拆分为多个长度单元，从而使得每个长度单元相对于交叉跨越线路而言足够短，相当于点与线之间的关系，从而可以利用平行线路之间的互阻抗计算公式，计算得到交叉跨越线路之间的互阻抗参数，从而创造性地解决了交跨回路的三相不平衡计算问题。

88、2)计算方法简单快捷。本发明提出的基于线路基本参数计算得到三相不平衡度的方法，步骤简单便捷，不需要建立大量的方程组，对计算机内存要求不高，节省了计算资源开销，提高了计算效率。