本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中的故障定位和繼電保護(hù)，特別是涉及一種t接輸電線路故障行波計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
1、隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電的需求量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，為了節(jié)省設(shè)備的成本，提高線路的使用效益，常常出現(xiàn)高壓重負(fù)荷三端(t型)或三端以上的多端輸電線路。這些線路又常常聯(lián)系著大電廠和大系統(tǒng)，要求快速切除線路上的故障。t型輸電線路的故障計(jì)算也越來越受到人們的關(guān)注。現(xiàn)有t接輸電線路故障計(jì)算方法通常僅考慮故障穩(wěn)態(tài)量的計(jì)算，未能涉及故障行波計(jì)算。而現(xiàn)有故障行波計(jì)算方法通常采用網(wǎng)格法，而t接輸電線路故障行波傳播過程極為復(fù)雜，網(wǎng)格法難以實(shí)現(xiàn)故障行波后續(xù)多個(gè)波頭的計(jì)算。為了解決這一問題，發(fā)明了一種t接輸電線路故障行波精準(zhǔn)計(jì)算方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了提供一種t接輸電線路故障行波計(jì)算方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)格法難以實(shí)現(xiàn)故障行波后續(xù)多個(gè)波頭計(jì)算的問題。
2、本發(fā)明為了解決上述問題所采取的技術(shù)方案是，提供了一種t接輸電線路故障行波計(jì)算方法，包括以下步驟：
3、步驟一：輸入初始電源參數(shù)、t接輸電線路參數(shù)和故障邊界條件；其中初始電源參數(shù)為三相交流電源參數(shù)，包括每相電壓源的正序等效電阻reqn、每相電壓源的正序等效電抗xeqn、每相電壓源的線電壓gn；t接輸電線路參數(shù)包括三條線路的長(zhǎng)度l1、l2、l3；所述故障邊界條件包括故障位置、故障時(shí)刻、故障類型、過渡電阻參數(shù)，其中故障類型包括三相接地短路、三相短路、兩相接地短路、兩相短路、單相接地短路；過渡電阻參數(shù)包括yfa，yfb，yfc，yδ，yσ，yfa，yfb，yfc，而yfa，yfb，yfc，yδ，yσ，yfa，yfb，yfc分別為故障點(diǎn)的a相、b相、c相到故障支路內(nèi)部電氣節(jié)點(diǎn)δ之間的導(dǎo)納值，yσ＝y(tǒng)fa+yfb+yfc+yδ，yδ為內(nèi)部電氣節(jié)點(diǎn)與大地之間地的導(dǎo)納值；
4、步驟二：計(jì)算與節(jié)點(diǎn)n相連的三相交流電源的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納子矩陣ygn，計(jì)算兩端分別與節(jié)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)k相連的輸電線路的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yjk，其中n、j、k為節(jié)點(diǎn)編號(hào)；其中與節(jié)點(diǎn)n相連的電源的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納子矩陣ygn為：
5、
6、式中：reqn為電源n的正序等效電阻，xeqn為電源n的正序等效電抗，其中行列編號(hào)都為
7、兩端分別與節(jié)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)k相連的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yjk如下：
8、
9、式中yjk(jx,jx)為輸電線路在節(jié)點(diǎn)j的x相的自導(dǎo)納，yjk(kx,kx)為輸電線路在節(jié)點(diǎn)k的x相的自導(dǎo)納，yjk(jx,jy)為輸電線路在節(jié)點(diǎn)j的x相和y相之間的互導(dǎo)納，yjk(kx,ky)為輸電線路在節(jié)點(diǎn)k的x相和y相之間的互導(dǎo)納，(x,y＝a,b,c，而且x不等于y)；yjk(1,1),yjk(1,2),yjk(2,1),yjk(2,2)是yjk的3×3維子矩陣，其中yjk(1,1)表示輸電線路在節(jié)點(diǎn)j的自導(dǎo)納，行編號(hào)和列編號(hào)都是j，yjk(1,2)表示輸電線路在節(jié)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)k之間的互導(dǎo)納，行編號(hào)和列編號(hào)分別為j和k；yjk(2,1)表示輸電線路在節(jié)點(diǎn)k和節(jié)點(diǎn)j之間的互導(dǎo)納，行編號(hào)和列編號(hào)分別為k和j；yjk(2,2)表示輸電線路在節(jié)點(diǎn)k的自導(dǎo)納，行編號(hào)和列編號(hào)都是k；
10、步驟三：根據(jù)各節(jié)點(diǎn)電源的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣和輸電線路節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，得到整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yfault以及整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)抗矩陣zfault；
11、將行編號(hào)為j且列編號(hào)為k的電源的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納子矩陣和輸電線路的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納子矩陣相加，得到節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yfault在第j行第k列的的子矩陣yfault(j,k)，將yfault的所有子矩陣按順序排列，得到完整的yfault；
12、對(duì)yfault進(jìn)行求逆運(yùn)算得到節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣zfault；
13、步驟四：在故障節(jié)點(diǎn)處對(duì)非故障區(qū)域進(jìn)行諾頓等值，獲取非故障支路的諾頓等值導(dǎo)納值yeq和諾頓等值電流源ieq；
14、其中非故障支路的諾頓等值導(dǎo)納值yeq為：
15、
16、式中：zfault(f，f)為zfault行編號(hào)為列編號(hào)為的子矩陣，節(jié)點(diǎn)f為故障節(jié)點(diǎn)；諾頓等值電流源ieq為：
17、ieq＝y(tǒng)equeq
18、式中：ueq是故障節(jié)點(diǎn)f正常運(yùn)行時(shí)的電壓值；
19、步驟五：計(jì)算故障支路的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yf；
20、
21、步驟六：進(jìn)一步計(jì)算得到流過故障支路的電流△iff；
22、
23、其中：δiff為一個(gè)3×1矩陣；
24、步驟七：計(jì)算故障后系統(tǒng)中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值uj(j為節(jié)點(diǎn)編號(hào))為：
25、uj＝uj0+zfault(j,f)δiff
26、式中：uj0就是節(jié)點(diǎn)j正常運(yùn)行時(shí)的電壓值，δiff為一個(gè)3×1矩陣，zfault(j，f)為zfault行編號(hào)為列編號(hào)為的子矩陣，j為節(jié)點(diǎn)編號(hào)；
27、步驟八：對(duì)計(jì)算得到的頻域內(nèi)的電壓值和電流值進(jìn)行拉普拉斯逆變換，得到相對(duì)應(yīng)的時(shí)域值，拉普拉斯逆變換可以利用下面的式子進(jìn)行：
28、
29、funq＝fun[c+i(2q+1)δω]
30、cn＝(2δω/π)exp(ncδt+iπn/ns)
31、式中：fun()表示的時(shí)電壓、電流的時(shí)域值，fun()表示的是電壓電流的頻域值，δt和2δω分別是在時(shí)域和頻域的采樣間隔，ns表示采樣次數(shù)，n＝0，1，…，ns-1，c表示阻尼系數(shù)，σ表示時(shí)間窗函數(shù)。
32、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所提出的計(jì)算方法，能夠準(zhǔn)確、便捷地計(jì)算t接輸電線路故障行波，包括故障行波的首個(gè)波頭和后續(xù)諸多波頭，為t接輸電線路故障分析提供了一種高效手段，為繼電保護(hù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。
1.一種t接輸電線路故障行波計(jì)算方法，其特征在于：包括以下步驟：