新型实用分析算法及在BPA暂态程序中的实现.pdf

第19卷第3期中国电机工程学报Vol.19No.3
1999年3月ProceedingsoftheCSEEMar.1999

电力系统故障分析的一种新型实用计算机分析算法
及在BPA暂态程序中的实现
尹建华江道灼韩祯祥
浙江大学电机系,310027杭州
NEWPRACTICALALGORITHMANDITSAPPLICATIONIN
BPAFORPOWERSYSTEMFAULTANALYSIS
YinJianhuaJiangDaozhuoHanZhenxiang
ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027China

ABSTRACTAnewpracticalalgorithmforpowersystem(FACTS)在电力系统中的应用研究正方兴未艾,由
faultanalysisisdevelopedinthispaper,anditsadvantage
大功率电力电子器件发展起来的新颖装置的应用,
overtheclassicalmethodsisalsopointedout.Thisnewal-
gorithmisoflesscomputation,simplicityofconclusion,a使得对系统故障处理形式和方法提出了更高的要
moreextensiveadaptabilityforfaultcaseanalysis,whichhas求。譬如在模拟晶闸管控制的可控串联补偿装置
beensuccessfullytransplantedtoBPAtransientprogram.
(TCSC)等应用到电力系统中发生某种形式的故障
KEYWORDSPowersystemFaultanalysisCompensa-
tionmethodBPAtransientprogram时对电力系统的影响,则原来系统仿真分析软件对
比都存在功能欠缺或不完善。本文在原有复故障处
提要电力系统暂态分析一般以模拟系统元件的故障操
作为大扰动来检查系统的稳定性行为,对各种复故障的处理理理论的基础上导出了新的非对称故障处理方法。
是暂态仿真分析的基本功能。文章介绍传统故障处理方法及
2适用于计算机处理的求系统网络横向故
补偿法,同时提出一种通用的新型故障处理办法。它具有计
算量小、结论简洁、适应范围广、容易移植到现有大型电力系障处戴维南等效电路内阻抗的一般方法
统仿真分析程序上等特点,并已成功地移植到BPA暂态仿
真分析程序中。众所周知,由于电力系统网络的稀疏性,为减小
关键词电力系统故障分析补偿法BPA暂态程序计算机内存的开销和提高计算速度,对系统网络采
中图分类号TM713TM74取存储其节点导纳矩阵Y,而不是存储网络的节点
阻抗矩阵Z。在实用大型电力系统分析仿真软件中
引言
1(如BPA),由于节点导纳矩阵Y的稀疏性,可对Y
电力系统中不对称故障包括简单不对称短路故采用稀疏矩阵压缩存储算法,因此在实用故障分析
障(单相接地、两相接地、两相短路)和非全相断线程序中,计算系统网络在故障向系统网络看进去的
(单相断线和两相断线)两种。有两处或两处以上同戴维南等效电路内阻抗必须兼顾算法复杂性(计算
时发生不对称故障者称之为复合故障。在电力系统量)和可行性(修改原来程序的困难程度)。
的运行和设计中,一般以三相短路为主进行短路电在利用原系统网络节点导纳矩阵Y求发生在
流计算及稳定性分析校验等。但是为了研究各种复系统某一母线侧的对地故障时的计算机算法如下,
杂故障状态下电力系统的稳定行为及继电保护装置由原系统网络的节点方程

动作情况等问题,对电力系统复杂故障的分析和计YU=I(1)
算日益受到重视。借助序网理论和二端口网络原理
····T
式中U12…n为系统故障发生前
发展起来的适应计算机处理复故障的一般性方法已=[U,U,,U],
····T
日臻完善,并已成功地应用于一些大型电力系统分各母线电压矢量,I=[I1,I2,…,In]为各母
析软件(譬如BPA)。当前,柔性交流输电技术线节点注入电流矢量,如图1所示。由戴维南定理可
72中国电机工程学报第19卷

知,要求出从此故障端口看进去的输入阻抗,需将原障节点F而需对系统中所有节点重新编码,而且还
系统网络中激励源去掉(电压源短路,电流源开路)必须修改原网络拓扑结构和所形成的导纳矩阵Y,
后从故障端口处施加一个单位电流激励源,所得到并对新形成的导纳矩阵Y′进行因子表分解(即LDU
的故障端口的响应(电压),在数值上就是从故障端分解)。因此,这种方法无论是计算量还是实现过程
口处看进去的系统网络输入阻抗,如图2所示。都是一种不很理想的方法。在电力系统暂态稳定计
算中,当模拟非永久性故障时,在故障消失后又要重
新修改导纳矩阵,因此增加了许多计算量,实现起来
也有相当