單回輸電線路工頻參數(shù)測量方法.pdf

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1、2014年第16期總第160期S_L_C0NVALLEY固單回輸電線路工頻參數(shù)測量方法李笑怡，郝湛斐(國網(wǎng)冀北電力有限公司物資分公司，北京100075)摘要文章首先提出一種基于傳輸線方程的單回輸電線路工頻參數(shù)測量方法，并與牛頓一拉夫遜法進(jìn)行對比；然后利用MATLAB搭建了模型，仿真得到單位長度下，輸電線路的電阻、電感與電容值，比較發(fā)現(xiàn)兩種測量方法的精度相差不大；為進(jìn)一步證明哪種方法更適用于工程實(shí)際應(yīng)用，對兩種方法的輸入量迭加不同的測量誤差，并分析所得到的計(jì)算數(shù)值的穩(wěn)定性，分析結(jié)果顯示，基于傳輸線方程的單回輸電線路工頻參數(shù)測量方法具有更好的工程實(shí)用

2、價(jià)值。關(guān)鍵詞單回輸電線路；工頻參數(shù)測量；穩(wěn)定性；仿真驗(yàn)證中圖分類號：TN948文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-7597(2014)16-0085-03輸電線路對整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用，將cosh7l的表達(dá)式帶入整理就得到z。的表達(dá)式，與Y的表其中輸電線路工頻參數(shù)的測量是進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算的關(guān)鍵’。達(dá)式一并整理如下：國內(nèi)外研究表明，工頻參數(shù)的測量方法很多，其中，在線測量方法較為迎合當(dāng)前電力系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)有在線測量方法主要包括增量法’、變頻法和牛頓一拉夫遜法?等。其中增量法忽略了線路上的零序電阻和零序電流增量的影響，且不能完

3、全消除互感線路中零序感應(yīng)干擾電壓Z=(6)的影響，所得結(jié)果誤差較大；變頻法測試方法簡單，安全性和效率大為提高，但參數(shù)測量精度仍不盡如人意。文獻(xiàn)[7]表明，根據(jù)和的定義式，可得出最終需要的結(jié)果為將牛頓一拉夫遜法應(yīng)用于輸電線路工頻參數(shù)的在線測量，可以l=Z，，(7)取得不錯(cuò)的效果。(8)因此，本文以單回輸電線路為例，首先介紹了一種基于傳輸線方程的輸電線路工頻參數(shù)在線測量方法，并與牛頓～拉夫則可以求得，遜法進(jìn)行對比；接著在MATLAB環(huán)境下，搭建單回輸電線路模型，單位長度的阻抗(包含電阻和電感)：仿真比較了兩種方法的精度與穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)基于傳輸線方程的方

4、法具有更好的工程實(shí)用價(jià)值。=Z。y=()×孵(c。sh一)(9)‘Ulf2+U2lt1單回輸電線路工頻參數(shù)在線溺量方法單位長度的電容：1．1基于傳輸線方程的方法設(shè)線路模型為均勻傳輸線(如圖1所示)，單位長度的=×刪c茜電阻、電感、電容、電導(dǎo)分別用R。、Lo、Co和表示。1．2午拉法輸電線路的傳輸線模型如下圖所示，電壓、電流方程分別為：J，．．。。“zc．(11)l：1‘2c0shY，+()sinhYI圖1輸電線路模型JlIl則對首末端的電壓電流，、U。2、、1‘2可以表示為(其中輸電線路的長度為i)：coshylZ~?螂sinhYl]Vuz]㈩對

5、(1)式變形可得：(u』一U2coshY，X，，一12coshy1)=12U2sinhyl(2)結(jié)合雙曲線函數(shù)的特點(diǎn)對上式進(jìn)行整理得到：coshY，：(3)圖2牛拉法的輸電線路模型UlI2+U2Il對式(11)進(jìn)行牛拉法迭代。首先，將其改寫為：上下兩式相除得：I(y，Zc)=U2coshyl+Z12sinhyl—UI，2(u，一U2coshvt)uj(4)1(c。shY)sinhyf一‘(，，一，?coshy1)T囂腳uoNI麓罐l2仿真研究其中，2．1模型的建立c3yIY=m)=sinhy(k)l+Z<(k)c。sh1，㈨，=單回輸電線路的仿真

6、模型見圖3。其中，單位長度電阻為0．012721×10D／km、電感為1．9953×10H／kin、電容為1hY㈣，=6Z~=Zdk)一8．6012×10一F／km，線路長度1為300km。2．2數(shù)據(jù)分析～sinhy

7、的計(jì)算結(jié)果和相對誤差L(v(Z))：1。2coshT?l+(J2／Z“1)sinhY㈨，一I’／：c1為了求解()和z()，現(xiàn)令式(13)為零，并整理得到迭代公式為：c2(k)blo,)-cl(k)b2(k)一”2)牛拉法的計(jì)算結(jié)果及其誤差表2所示，單位同。(14)表2牛拉法的計(jì)算結(jié)果和相對誤差一z小，+圳『Z10】=(15)通過表l、表2可以看出，兩種工頻參數(shù)測量方法的準(zhǔn)確It-l：度都比較高。因此，有必要進(jìn)一步比較這兩種方法。本文采用的方法，是通過研究比較收到不同擾動時(shí)，兩種方法的測量結(jié)果的魯棒性[Ioi。Iz“。=√z“¨I_分別對兩種方法

8、的輸入量迭加1％、3％和5％的誤差，得到(16)1=的計(jì)算結(jié)果見表3，誤差的分布如圖4所示。其中，’、0c：迭代終止條件為為以傳輸線方程