每次故障可能的阻 抗角RIAi，如式(2)所示：
[0053] RIAi = xX70-60 (2)
[0054] 其中，X服从(0，1)均匀分布。
[0055] 步骤S12:确定短路故障类型：电力系统中的短路故障分为三相对称短路、单相接 地短路、两相短路、两相接地短路，且四种短路故障类型发生的概率依次为5%、65%、10%、 20%，生成随机数y模拟每次发生的短路类型RFh，如式(3)所示：
[0057] 其中，1^1^ = 1,2,3,4分别表示发生三相对称短路、单相接地短路、两相短路、两相 接地短路。
[0058] 步骤S13:生成随机数确定故障位置:故障位置用故障点到关心节点（图1中的PCC 点）的距离标么值P表示，P服从(〇，1)均匀分布;对于长度为L的线路，故障点到PCC点的距离 可表示为l=pL。
[0059] 步骤S14:生成随机数确定变压器对暂降类型的变换作用:对称和不对称短路故障 造成的电压暂降分为7种类型。考虑到零序分量通常不会传播到设备终端，设备侧能感受到 的暂降类型有5种。因此在暂降类型的模拟中，三相短路故障导致的类型A，单相接地短路故 障导致的类型C、D，两相短路故障导致的类型C、D，以及两相接地短路故障导致的类型F、G， 如图2所示，则生成随机数z服从(0，1)分布；
[0060] 若所述步骤S12中确定短路类型为三相短路，不论z为何值，变换结果都为A类暂 降；若确定短路类型为单相接地短路或两相短路，当〇〈z < 〇. 5时为C类暂降，当0.5 < z〈l时 为D类暂降；若确定短路类型为两相接地短路，当0〈z < 0.5时为F类暂降，当0.5 < z〈l时为G 类暂降。
[0061 ]在本实施例中，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0062] 步骤S21:根据生成的故障条件进行短路计算:三相对称故障可直接应用分压公式 求解;不对称故障需应用对称分量法，首先利用各边界条件求出正、负、零序电压，再叠加旋 转因子作用合成为A、B、C三相电压相量，分别计算各相故障时电压幅值Uaf、Ubf、Ucf和相角 Φα、Φβ、Φ。；
[0063] 步骤S22:计算暂降幅值和相位跳变角：以故障前Α相电压为0°、Β相电压为-120°、C 相电压为120°、三相幅值均为l.Opu为基准，将计算所得A、B、C三相电压相量与故障前基准 电压相量进行比较，求出暂降幅值和相位跳变角；其中暂降幅值为故障时电压幅值与故障 前电压幅值之比，相位跳变角为故障时电压相角和故障前电压相角之差，如式(4)所示：
[0065]在本实施例中，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0066]步骤S31:建立初步统计表格:根据IEEE对电压暂降幅值的定义，将暂降幅值划分 为小于0 · lpu、0 · 1至0 · 2pu、0 · 3至0 · 4pu、0 · 5至0 · 6pu、0 · 6至0 · 7pu、0 · 7至0 · 8pu以及0 · 8至 0.9pu这9个区间；将相位跳变划分为大于-70°、-70°至-50°、-50°至-30°、-30°至-10°、-10° 至10°、10°至30°、30°至50°、50°至70°以及大于70°这9个区间。幅值和区间划分如表1所示。 [0067]表1暂降幅值和相位跳变初步统计表格
[0068]
[0069] 步骤S32:建立细分统计表格:根据仿真和实际暂降监测数据可知，90%的暂降，其 幅值位于〇. 6~0.9pu之间、相位跳变值位于-30°~10°之间。将幅值划分为0.6至0.7pu、0.7 至0.8pu以及0.8至0.9pu这3个区间，将相位跳变划分为-30°至-25°、-25°至-20°、-20°至-15°、-15°至-10°、-10°至-5°、-5°至0°、0°至5°以及5°至10°这8个区间。为更加细致刻画各 节点的幅值和相位跳变规律，在表1的基础上将暂降频繁出现的范围进一步细分，如表2所 不。
[0070] 表2暂降幅值和相位跳变细分统计表格
[0071]
[0072]在本实施例中，所述步骤S4建立考虑暂降幅值和相位跳变的三维频次图及二维等 高线图，用以直观体现暂降幅值和相位跳变之间的关系，以及各区域暂降出现的频率规律。
[0073] 在本实施例中，基于蒙特卡罗模拟的考虑相位跳变的电压暂降水平评估流程如图 3所示。
[0074] 下面以某实际电网为例进行电压暂降水平评估，该电网电气接线图如图4所示，其 中，STU-11是关心节点(PCC点）。基于蒙特卡罗仿真，考虑相位跳变的电压暂降评估结果如 表3、4所示，结果图形化表示如图5、6所示。可以看出，幅值越大，相位跳变角越小的暂降出 现的频率越多，绝大部分暂降暂降出现在幅值70~90%，相位跳变角-20~10°的区域。统计 表格结合三维频次图、二维等高线图，结果更为直观。
[0075]表3STU-11节点暂降幅值和相位跳变角初步统计结果
[0076]
[0077] 表4STU-11节点出现频率较多的暂降幅值和相位跳变角细分统计结果
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[0079]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1. 一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，其特征在于:具体包括W下 步骤： 步骤S1:确定蒙特卡罗模拟的故障条件； 步骤S2:根据步骤S1中确定的故障条件，基于电压暂降分压模型，计算暂降幅值和相位 跳变角； 步骤S3:将步骤S2中的计算结果制成暂降幅值和相位跳变初步统计表格W及细分统计 表格； 步骤S4:将计算结果形成考虑幅值和相位跳变的图形化表示。2. 根据权利要求1所述的一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，其特 征在于:所述步骤S1通过产生随机数，模拟在不同阻抗角、故障距离、故障类型W及变压器 对暂降的变换作用的情况下，确定蒙特卡罗模拟的故障条件，具体包括W下步骤： 步骤S11:生成随机数确定阻抗角：阻抗角α为故障阻抗Zf与系统阻抗Zs之间的夹角，如 式（1)所示，其中Zs = I?s+jXs，ZF=化+j)(F:由于阻抗角位于-60°~10°之间，故生成随机数X模拟每次故障可能的阻抗角RIAi，如式 (2)所示： RIAi = xX 70-60 (2) 其中，X服从(〇，1)均匀分布。 步骤S12:确定短路故障类型：电力系统中的短路故障分为Ξ相对称短路、单相接地短 路、两相短路、两相接地短路，且四种短路故障类型发生的概率依次为5 %、65 %、10%、 20%，生成随机数y模拟每次发生的短路类型RFTi，如式(3)所示：傑 其中，RFTi = 1，2，3，4分别表示发生Ξ相对称短路、单相接地短路、两相短路、两相接地 短路。 步骤S13:生成随机数确定故障位置:故障位置用故障点到关屯、节点的距离标么值P表 示，P服从(〇，1)均匀分布;对于长度为L的线路，故障点到PCC点的距离可表示为l=pL。 步骤S14:生成随机数确定变压器对暂降类型的变换作用:对称和不对称短路故障造成 的电压暂降分为巧巾类型，去除含有零序分量的种类型，设备侧感受到的暂降类型有5种;其 中，Ξ相短路故障导致A类暂降，单相接地短路故障导致C、D类暂降，两相短路故障导致C、D 类暂降，W及两相接地短路故障导致F、G类暂降，生成随机数Z服从(0，1)分布。 在暂降类型的模拟中，若所述步骤S12中确定短路类型为Ξ相短路，不论Z为何值，变换 结果都为A类暂降;若确定短路类型为单相接地短路或两相短路，当0<z ^ 0.5时为C类暂降， 当0.5 < z<l时为D类暂降；若确定短路类型为两相接地短路，当0<z < 0.5时为F类暂降，当 0.5<^1时为G类暂降。3. 根据权利要求1所述的一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，其特 征在于:所述步骤S2具体包括W下步骤： 步骤S21:根据生成的故障条件进行短路计算相对称故障可直接应用分压公式求 解;不对称故障需应用对称分量法，首先利用各边界条件求出正、负、零序电压，再叠加旋转 因子作用合成为Α、ΒΧΞ相电压相量，分别计算各相故障时电压幅值Uaf、化F、化F和相角Φα、 巫Β、巫。 步骤S22:计算暂降幅值和相位跳变角故障前A相电压为0°、Β相电压为-120°、c相电 压为120°、Ξ相幅值均为1.化U为基准，将计算所得Α、ΒΧΞ相电压相量与故障前基准电压 相量进行比较，求出暂降幅值和相位跳变角；其中暂降幅值为故障时电压幅值与故障前电 压幅值之比，相位跳变角为故障时电压相角和故障前电压相角之差，如式(4)所示：(4)4. 根据权利要求1所述的一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，其特 征在于:所述步骤S3具体包括W下步骤： 步骤S31:建立初步统计表格:根据IEEE对电压暂降幅值的定义，将暂降幅值划分为小 于0. lpu、0.1至0.化u、0.3至0.4pu、0.5至0.6pu、0.6至0.7pu、0.7至0.8puW及0.8至0.9pu 运9个区间；根据实际可能出现的相位跳变范围，将相位跳变划分为大于-70°、-70°至- 50°、-50° 至-30°、-30° 至-10°、-10° 至 10°、10° 至30°、30° 至50°、50° 至70° W及大于70° 运9 个区间。 步骤S32:建立细分统计表格:将幅值划分为0.6至0.7pu、0.7至0.8pu W及0.8至0.9pu 运3个区间，将相位跳变划分为-30°至-25°、-25°至-20°、-20°至-15°、-15°至-10°、-10°至- 5°、-5°至0°、0°至5° W及5°至10°运8个区间。5. 根据权利要求1所述的一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，其特 征在于:所述步骤S4建立考虑暂降幅值和相位跳变的Ξ维频次图及二维等高线图，用W直 观体现暂降幅值和相位跳变之间的关系，W及各区域暂降出现的频率规律。
【专利摘要】本发明涉及一种考虑相位跳变的电力系统电压暂降水平评估方法，具体包括以下步骤：步骤S1：确定蒙特卡罗模拟的故障条件；步骤S2：根据步骤S1中确定的故障条件，基于电压暂降分压模型，计算暂降幅值和相位跳变角；步骤S3：将步骤S2中的计算结果制成暂降幅值和相位跳变初步统计表格以及细分统计表格；步骤S4：将计算结果形成考虑幅值和相位跳变的图形化表示。本发明考虑故障线路阻抗与系统阻抗之间的阻抗角、故障距离、故障类型、变压器对暂降类型的变换作用等不确定因素，基于蒙特卡罗模拟方法进行多次短路计算，计算关心节点的暂降幅值和相位跳变，引入考虑暂降幅值和相位跳变的统计表格及统计图，将结果表示在图表中便于直接观察和细致比较。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN105699848
【申请号】CN201610156943
【发明人】张逸, 黄道姗, 吴丹岳, 林焱, 肖先勇, 林芳, 欧然, 刘远帆
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月18日