一种特高压双极直流输电线路工频参数测量方法

摘要

本发明公开了一种特高压双极直流输电线路工频参数测量方法；测量正序参数和测量零序参数时分别采用不同的接线方式；在线路首端施加工频交流电源，利用全球卫星定位系统或北斗卫星导航定位系统技术提供的时间同步信号，同时测量特高压双极直流输电线路首末两端的电压和电流，实现对双端电压和电流的同步采样；再分别计算得到特高压双极直流输电线路的正序阻抗、正序电容、零序阻抗和零序电容。本发明方法建立了特高压双极直流输电线路的分布参数模型，考虑了分布电容对测量结果的影响，从而大大提高了特高压双极直流输电线路工频参数测量结果的精度。

主权项

一种特高压双极直流输电线路工频参数测量方法，其特征在于，测量包括以下步骤：步骤1，特高压双极直流输电线路是在停电情况下进行工频参数测量，对特高压双极直流输电线路采取不同的接线方式，测量得到特高压双极直流输电线路的正序参数和零序参数，所述特高压双极直流输电线路由极I线路和极II线路组成，极I线路定义为特高压双极直流输电线路的正极线路，极II线路定义为特高压双极直流输电线路的负极线路；针对极I线路的工频参数的测量包括正序参数和零序参数的测量，针对极II线路的工频参数的测量包括正序参数和零序参数的测量；其中，特高压双极直流输电线路正序参数的测量接线方式为将特高压双极直流输电线路末端短接，首端施加工频交流电源；特高压双极直流输电线路零序参数的测量接线方式为将特高压双极直流输电线路末端短接接地，首端短接施加工频交流电源；步骤2，基于步骤1的方法对特高压双极直流输电线路进行接线后，基于全球卫星定位系统或北斗卫星导航系统提供的时间同步信息，利用数据采集系统同时测量极I线路和极II线路首端和末端的电压测量数据和电流测量数据；步骤3，对步骤2所得的电压测量数据和电流测量数据，采用离散傅立叶算法得到独立测量方式下首端和末端的基波电压相量和基波电流相量；再分别根据两种测量方式下首端和末端的基波电压相量和基波电流相量，就能够将特高压双极直流输电线路的工频参数求解出来；步骤3中，正序参数计算需要包括极I线路的首端及末端的正序基波电压相量，极I线路的首端及末端的正序基波电流相量；极II线的首端及末端的正序基波电压相量；极II线的首端及末端的正序基波电流相量；零序参数计算需要包括极I线路的首端及末端的零序基波电压相量，极I线路的首端及末端的零序基波电流相量；极II线的首端及末端的零序基波电压相量；极II线的首端及末端的零序基波电流相量；这些相量均能够由步骤3所述离散傅立叶算法获得；所述特高压双极直流输电线路的工频参数获取过程如下：获取过程一：特高压双极直流输电线路正序参数的获取：定义特高压双极直流输电线路极I线路首端的正序基波电压相量为极II线路首端的正序基波电压相量为极I线路首端的正序基波电流相量为极II线路首端的正序基波电流相量为极I线路末端的正序基波电流相量为极II线路末端的正序基波电流相量为这些量均为可以测量的量，是已知量，是通过傅立叶算法基于步骤2所得的电压测量数据和电流测量数据得到；则特高压双极直流输电线路的正序参数，即正序阻抗z_pos和正序导纳y_pos为，z_pos＝R₁+j2πfL₁＝r₂z₂$y_{pos}=G_1+j2{\mathrm{\pi fC}}_1=\frac{r_2}{z_2}$上两式中，R₁为正序电阻，L₁为正序电感，G₁为正序电导，C₁为正序电容，f为电力系统频率；$r_2=\frac{1}{l}arch\left(\frac{{\stackrel{·}{I}}_{A1}-{\stackrel{·}{I}}_{B1}}{{\stackrel{·}{I}}_{A2}-{\stackrel{·}{I}}_{B2}}\right),z_2=\frac{{\stackrel{·}{U}}_{A1}-{\stackrel{·}{U}}_{B1}}{{\stackrel{·}{I}}_{A2}-{\stackrel{·}{I}}_{B2}}\times \frac{1}{{\mathrm{shr}}_{2}l};$l为特高压双极直流输电线路的线路长度，符号arch(·)表示反双曲余弦函数，符号sh(·)表示双曲正弦函数；极I线路和极II线路的正序电容C_a1和C_b1，求出如下：$C_{a1}=C_{b1}=C_1=\frac{imag\left(y_{pos}\right)}{2\pi f}$其中，符号imag(·)表示取相量的虚部分量；获取过程二：特高压双极直流输电线路零序参数的获取：定义特高压双极直流输电线路首端的零序基波电压相量为零序基波电流相量为特高压双极直流输电线路末端的零序基波电压相量为零序基波电流相量为这些量均为可以测量的量，是已知量；是通过离散傅立叶算法基于步骤2所得的电压测量数据和电流测量数据得到；先求解下述方程组得到r和z的值；$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{·}{U}}_1\\ {\stackrel{·}{I}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}ch\left(rl\right)& zsh\left(rl\right)\\ \frac{1}{z}sh\left(rl\right)& ch\left(rl\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{·}{U}}_2\\ {\stackrel{·}{I}}_2\end{array}\right],$式中，l表示特高压输电线路的长度；符号sh(·)表示双曲正弦函数，符号ch(·)表示双曲余弦函数；再求出特高压双极直流输电线路的零序参数，即零序阻抗z_zero和零序导纳y_zero为，z_zero＝R₀+j2πfL₀＝rz$y_{zero}=G_0+j2{\mathrm{\pi fC}}_0=\frac{r}{z}$上式中，R₀为零序电阻，L₀为零序电感，G₀为零序电导，C₀为零序电容，f为电力系统频率；极I线路和极II线路的零序自电容C_a0和C_b0，求出如下：$C_{a0}=C_{b0}=C_0=\frac{imag\left(y_{zero}\right)}{2\pi f}$其中，符号imag(·)表示取该相量的虚部分量，f为电力系统频率。