基于最短電氣距離的運行方式組合方法

汪勇　李小紅

在復雜理論中，運用帶全網絡模型對大型電力系統(tǒng)進行描述的同時，選擇模型上節(jié)點之間的最短距離來對電氣聯(lián)系強弱進行描述。在這種組合及運行方式中，電子聯(lián)系的強弱為故障電流具體數(shù)值與分值數(shù)據(jù)的計算提供了判斷依據(jù)，并且在這種模式的基礎上找出系統(tǒng)內部相關故障電流數(shù)值與分值系數(shù)大于某個閾值的廠站，通過將其納入到方式組合之中，達到優(yōu)化運行方式與組合方式的目的。

在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中，其規(guī)模的日益擴大導致系統(tǒng)內部的接線處理逐步呈現(xiàn)復雜化狀態(tài)，而舊模式的整定計算僅僅依據(jù)對側線路或者背側母線的輪段組合取得的單一定值來確定廠站的閾值。為進一步滿足整體與系統(tǒng)各部分的閾值計算要求，大范圍納入系統(tǒng)原件并根據(jù)電氣聯(lián)系的強弱來確定廠站的分值數(shù)據(jù)，需要將最短電氣距離的運行方式組合方法展開具體分析。

由于廠站接線處理方式的轉變定值數(shù)據(jù)產生了深刻的影響，運用電源級別表證整體線路的供電情況的方式總體來說比較繁瑣，且實用性不強；在以靈敏度系數(shù)為依據(jù)進行旁端參與的方式組合中，利用電網的節(jié)點阻抗矩陣方法雖然降低了計算過程的復雜性，但因為其在判斷的過程中利用故障節(jié)點來代替流入故障電路中的電流，在一定程度上降低了判斷的準確性；而利用耦合系數(shù)判斷參與組合的支路的組合方式則沒有考慮到廠站接線模式的變化對定值數(shù)據(jù)的影響。

一、帶權電力網絡與節(jié)點間的最短電氣距離

1.帶權電力網絡

電氣節(jié)點和節(jié)點之間形成的邊組構成一個復雜的網絡系統(tǒng)，對這個網絡系統(tǒng)進行整合，就形成所謂的電子系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，節(jié)點是系統(tǒng)中的元素，其中節(jié)點與節(jié)點之間構成的邊是元素之間相互作用的產物。將系統(tǒng)中的每一個邊賦予權值，形成帶權網絡。通過對帶權網絡的描述可以確定節(jié)點之間聯(lián)系的強弱，進而可以在這個基礎上表現(xiàn)復雜網絡的構建。我們根據(jù)電力網絡的特點，做出以下假設：

將線路具體的阻抗參數(shù)X 1作為與之相對應的邊L的權值。在將變電站、發(fā)電機和各負荷分別看作網絡節(jié)點的基礎上，把變壓器和輸電線則看作電力網絡的邊。合并電子系統(tǒng)中同桿并架的雙回或者多回輸線路，將其以邊的形式賦予其“等值過后的線路電阻值”的權值。

2.節(jié)點之間的最短電氣距離

假設P為帶權圖G里面節(jié)點a和節(jié)點b之間所有的連同路徑中最短的一條，則我們可以把P稱為節(jié)點a與節(jié)點b之間的最短路徑，假設L是最短路徑中P經過的所有弧權值之和，則我們將L稱為節(jié)點a與節(jié)點b之間的最短距離。在有權網絡中，任意兩個節(jié)點之間所有路徑經過的所有弧的權值之和最小的路徑L，稱為節(jié)點之間的最短路徑，路徑L的權值之和L（a，b）是節(jié)點a與節(jié)點b的最短電氣距離。在電力網絡中，不同節(jié)點之間的電氣聯(lián)系所體現(xiàn)的強弱，在很大程度上是由節(jié)點之間電氣距離的數(shù)值大小來表現(xiàn)的，電氣距離的值越大，代表節(jié)點的聯(lián)系就越弱；相反，電氣距離越小，則節(jié)點之間的聯(lián)系越強。這其中包括典型的極端：當節(jié)點a和節(jié)點b之間沒有線路使他們完成連接的情況下，形成‘開路，此時他們的電氣距離是無窮大的；而當節(jié)點a和節(jié)點b之間出現(xiàn)短路的時候，他們的電氣距離為在數(shù)值上表示為“0”。所以，尋找兩個節(jié)點最短電氣距離的過程，就是找出兩個節(jié)點之間電氣聯(lián)系最強的線路。

二、 最短電氣距離的運行方式組合

傳統(tǒng)的整定計算在廠站論斷組合中具有范圍和連接方法上的局限性，因此，我們在引入最短電器距離作為判斷節(jié)點聯(lián)系的強弱，并依據(jù)具體的數(shù)值來確定廠站連接方式發(fā)生變化后可能出現(xiàn)的定值變化以及變化后產生的影響，判斷是否發(fā)生短路等故障。

1.故障電流計算的最短電氣距離判斷依據(jù)

在所有線路中，當某一節(jié)點或線路發(fā)生故障時，保護電流的電流值對保護的靈敏度有重大的影響，這是整定計算中重要的故障量計算。

2.分支系數(shù)計算的最短電氣距離判斷依據(jù)

在對整定進行保護時，為了保證其能具備良好的選擇性，避免發(fā)生越級動作，需要將分支系數(shù)的變化加以考慮。具體情況是分支系數(shù)是由其所配合的支路與相應的保護支路的比值決定的。在系統(tǒng)的運行方式發(fā)生改變后，其具體的分支系數(shù)也會隨之發(fā)生改變。

具體假設某一個系統(tǒng)存在兩條線路L1 和L2 ，兩者保護與配合關系如下圖所示，將母線c設置故障點中，假定故障發(fā)生時經過保護電阻R1 的電流為L1 ，流過保護電阻R2 的電流為L2，可以得出這個分支的系數(shù)Kf=L1/L2 。

從圖示可以得出，當其與母線與其所連接的廠站之間運行方式出現(xiàn)變化時，電流L2在這一過程中會受到很大的影響，Kf的具體數(shù)值值也會隨之發(fā)生變化。在考慮大范圍的連接方式即廠站的運行方式發(fā)生變化對Kf數(shù)值的具體影響時，可以把電源與母線b之間最短的電氣距離作為變量來為具體數(shù)值的變化提供判斷依據(jù)。

三、結束語

本文使用帶權網絡模型對電力系統(tǒng)展開描述，通過建立數(shù)學模式的方法分析了基于最短電氣距離的運行方式組合方法。這種方式是針對實際生活中，廠長日益擴大導致連接方式發(fā)生改變與復雜化的具體情況而逐步建立，彌補了傳統(tǒng)運行組合方式的局限性，進而提高了具體設置保護定值的科學性與合理性。

參考文獻：

[1]張更禮.基于最短電氣距離的運行方式組合方法[J].電子世界.2014，（04）.

[2]劉彥涵.基于最短電氣距離的運行方式組合方法及應用[J].電子制作.2014.（13）.