基于PSCAD配电网合环电流仿真与分析

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基于PSCAD的牵引供电系统建模与短路电流仿真

基于PSCAD的牵引供电系统建模与短路电流仿真
任韬;李夏青
【期刊名称】《北京石油化工学院学报》
【年(卷),期】2010(018)001
【摘要】在地铁牵引供电系统馈线保护方式中,电流变化率及电流增量保护是地铁供电系统中常用的保护方式.然而从地铁故障录波得到的众多故障波形看,故障电流常存在幅值很高的冲击电流而后振荡衰减的特点.电流变化率及电流增量保护方式假设的故障电流按指数规律变化的特点与实际情况有出入.笔者基于PSCAD对供电系统进行建模,分析了整流器对短路电流中暂态电流冲击的影响,考虑到实际电器短路瞬间漏抗增大,对PSCAD中的实际电器做了一定的改进,最后得到的仿真波形与实际短路电流波形十分吻合.对基于电流变化量原理的保护研究以及误动作的排除及其相关问题的研究具有十分重要的意义.
【总页数】5页(P31-35)
【作者】任韬;李夏青
【作者单位】北京化工大学信息科学与技术学院,北京,100029;北京石油化工学院信息工程学院,北京,102617
【正文语种】中文
【中图分类】TM452
【相关文献】
1.牵引供电系统建模与短路电流的仿真 [J], 鲁彦青;范圣韬;李夏青
2.基于PSCAD/EMTP的Scott变压器在牵引供电系统中的仿真研究 [J], 张鹏远;杜晟;秦文龙
3.基于PSCAD/EMTDC的牵引供电系统仿真分析 [J], 王雨竹
4.基于PSCAD的高速铁路全并联AT牵引供电系统短路故障仿真计算研究 [J], 窦雪薇;郎兵;陈秀廷;刘苹;马红学;赵隽
5.基于PSCAD的城市轨道交通牵引供电系统建模与仿真研究 [J], 荣娜;韩松;彭小俊
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配电网合环冲击电流的暂态过程分析与仿真

际电网的调度运行具有一定的指导意义。关键词：电网；配合环；冲击电流；暂态仿真中图分类号：Ｍ３；Ｍ７Ｔ７４Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：０１— ５１２１）５— ０７— ４１０４５（００００６０
Ｔｒｎｓｅｔａａｙｉｎｉｕａｉｎｏｕｒｅｃｒｅｔｄｅｔａｉｎｎｌｓｓａｄｓｍｌｔｏｆｓｇｕｒｎｕｏｃｏｉｇｌｏｎｄｓｒｂｉｎｎｔｒｌｓｎｏｐｉｉｔｉｕｔｅｗｏｋｏ
Ｌａ－ｅ，ＬａｇｆＩＸｉｏｋＩＸｉｎ－ａ
（ｕｙｎｏｅｕｐｙＣｍａｙＬｏａｇ７００ｈｎ）ＬｏａｇＰｗｒｐｌｏｐｎ ห้องสมุดไป่ตู้ ｕｙｎ１０，ＣｉａＳ４
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｉｎｔｈｈｒｏｎｌｓｎｏｐｏｅａｉｎａａｙｉ，ｗｈｃｏｕｅｎｔｅｓｅｄ・ｔｔｕｒｎｎｇｏｅｅｔａｓｅｔｍｉｇａｅｓｏｔｍｉｇｉｃｏｉｇｌｏｐｒｔｎｓｓｔｃｎｏｌｉｈｆｃｓｄｏｔａｙｓａｅｃｒｅｔｄｉｎｒｄｔｒｉｎｈａｈｎｐｏｅｓｏｕｇｕｒｎ，ｔｅｍａｈｍａｉｓｍｏｅａｓａｌｈｄａｄｃｌｕａｉｎｍｅｈｄｗｓｐｏｏｅｏｕｇｕｒｎａｅｎｔｅｒｔａｒｃｓｆｓｒｅｃｒｅｔｈｔｅｔｄｌｗｓｅｔｂｉｅｎａｃｌｔｔｏａｒｐｓｄｆｒｓｒｅｃｒｅｔｂｓｄｏｈｏｅｃｃｓｏｉｌ

配电网合环分析综述

配电网合环分析综述随着社会经济的快速发展，城市地区人口规模不断扩大，用电负荷也实现快速增长，同时用户对电网的供电可靠性提出了更高的要求。

在城区配电网安排计划倒方式操作或分段开关之间线路停电检修时，通常需要进行合环倒负荷操作，此类操作的最大的优势是可以在很大程度上减少用户的停电时间，满足用户用电需求。

鉴于以上特点，本文进行了配电网合环分析计算与应用研究，通过对配网合环的基本概念的及，分析合环电流产生的原因，得出配网合环的主要影响因素，并提出配网合环的风险。

标签：配电网；合环；稳态电流；冲击电流；影响因素；风险1 国内外研究概况美国、欧洲等国家由于配电网网架结构、运行方式和保护配置等方面与国内有差异，同时他们拥有先进成熟的配网自动化系统，对配电网合环操作的研究较少，所有问题由自动化设备直接解决。

馈线或用户一旦发生故障时，配网自动化则会将故障自动隔离，开环点断路器会自动闭合，从另一侧将电源引入正常用户。

在国内，初期配电网投资建设规模不大，合环问题研究较少。

随着优质服务要求的提高，各供电公司开始尝试研究合环问题，但目前仍没有形成一种标准的为合环计算方法和典型经验，无法为合环操作提供准确的理论依据。

目前，国网和南网的一些电力公司已经对配电网的合环操作尝试开展了一些试验，进行了相关的理论计算和合环仿真试验研究[1]。

杭州供电公司利用PSCAD/EMTDC软件建立系统模型，开展仿真某10kV配网的合环操作，并得出降低环流的多种方法和措施；吉林省配网经常性的倒负荷，针对此项工作，电力公司开发出了一种配电网合环操作决策支持系统来指导日常合环工作[2]；文献[3]-[5]对配网合环产生环流的原因及其预防措施，以及开发了的相应决策系统进行了研究。

但归纳概况后，配电网合环的相关研究和实际操作仍存在以下几个问题需要注意：（1）没有一种简便、标准、典型的配电网络简化的方法。

通常配网合环操作主要在馈线联络开关间或主变低压母线间进行，涉及了输、变、配和用户，所以，必须考虑涉及合环的网络，建立理论模型，并建立科学合理的等值网络。

基于PSCAD与RTDS的配电网小电流接地故障仿真结果分析

ＷａｎｇＢｏ
（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｕａｎｇｚｈｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４１０）
ｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｃｏｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅ１．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎａｆｌｌｙｄｒａｗｓｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ．
可靠性，但在发生单相接地故障时，故障信号特征量并不明显，难以提取和捕捉。利用仿真软件可以对故障信号量进行模拟提取和分析，对配电网小电流接地故障进行模拟分析。因此本文即是利用仿真软件ＰＳＣＡＤ和ＲＴＤＳ，搭建相应地配电网仿真模型，随机选取其中两个故障条件，通过对两种仿真软件仿真结果的分析比较，最终得出相应地结论。
ＡｂｓｔｒａｃｔＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｎＣｈｉｎａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｍａｌｌｃｕｒｒｅｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｉｓｇｒｏｕｎｄｉｎｇｍｏｄｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｆａｕｌｔｓｉｇｎａｌｆｅａｕｒｔｅｉｓｉｓｄｉｉｃｆｕｌｔｔｏｅｘｔｒａｃｔａｎｄｃａｐｕｒｔｅｗｈｅｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅ — ｐｈａｓｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔｈａｐｐｅｎｓ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅ

10kV配电网合环电流暂态过程的分析与仿真

ＪＡＮＧＨａｓｕ，ＳｈｎｙＩｎｉｇ，ＹＡＮＧＹａｌｎＩｎｈＵＮＣｏｇｅ，ＪＡＹａｂｎｎｉｇａ
（．ｉｎＥｅｔｃＰｗｅｓａｃｎｔｕｅＣａｇｈｎ１０２，ｉａ２ＮｏｔｅｓａｌＵｉｅｓｔ，Ｊｌ３０２，Ｃｈｎ）１ＪｌｌｃｒｏｒＲｅｅｒｈＩｓｉｔ，ｈｎｃｕ３０１Ｃｈｎ；．ｒａｔＤｉｎｉｎｖｒｉｉｉｔｈｙｉｎ１２１ｉｉａ
Ｖ１３Ｏ２ｏ．３Ｎ．
ＨｅｏｇｉｎｌｃｒｏｅｉｎｊｇＥｅｔｃＰｗｒｌａｉ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｒ２１ｐ．０１
１Ｖ配电网合环电流暂态过程的分析与仿真０ｋ
姜瀚书孙种也贾彦兵杨奠亮，，，
（．１吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林长春１０２；．３０１２东北电力大学，吉林吉林１２１）３０２摘要：分析了配电网合环暂态过程及合环冲击电流对电网安全运行的影响。结合配电网特点建立了数学模型，推
ＴｒｎｓｅｔａｌｓｓａｄｓｍｕａｉｎｏｕｇｕｒｅｔｄａｉｎｎａｙｉｎｉｌｔｏｆｓｒｅｃｒｎｕｅｔｌｓｎｏｐｉＶｉｔｉｕｔｏｔｒｏｃｏｉｇｌｏｎ１ｋｄｓｒｂｉｎｎｅｗｏｋ０
路径进行合环操作，可增强配电网络的供电可靠则性。但在合环瞬间，系统将产生很大的冲击电流，稳定后环网中还可能产生较大的环流，成某些电造气设备或线路过载，继电保护装置动作跳闸，使对

基于PSCADEMTDC的牵引供电系统仿真分析

基于PSCAD/EMTDC 的牵引供电系统仿真分析王雨竹（中国铁道科学研究院北京100081）中图分类号：TM725文献标识码：A文章编号：1672-7894（2015）03-0216-03作者简介：王雨竹（1975—），男，辽宁铁岭人，高级工程师。

摘要本文分别对牵引供电系统的仿真常用方法、牵引网潮流计算和目前存在问题进行综述，并尝试对单线和复线牵引网的阻抗进行了仿真，同时利用PSCAD/EMTDC 进行了直供和AT 方式牵引供电系统的仿真模型搭建，并对仿真结果进行了分析。

关键词牵引供电仿真分析Analysis on the Simulation of Tractive Power Supply Sys 原tem Based on PSCAD/EMTDC //Wang YuzhuAbstract This paper made a review on commonly used methods to simulate tractive power supply system,power flow calculation and problems currently existing,attempted to simulate the impedance of single line and multiple line traction network,es-tablished the simulation models for tractive power supply system with direct supply and AT style respectively by using PSCAD/EMTDC,and analyzed the simulation result.Key words traction;power supply;simulation;analysis1引言牵引供电系统是电气化铁路中的重要组成部分，它将电力系统的电能传递给电力机车，使其完成牵引运行。

基于PSCAD／EMTDC的低压合环电流仿真

摘
要：随着用户对供电可靠性要求不断提高．低压配电网的供电方式成为未来电网供电可靠性及安全性的
重要因素：通过设计双公变房低压母联、邻近台区配电变压器间低压母联和配电变压器低压干线联络等供电
作者简介：李鹏（１９８５一），男，重庆人，硕士，从事配电自动化设备研发工作。Ｅ — ｍａｉｌ：３０６４１３４１８＠ｑｑ．ｔｏｍ
１５０ｍ时，可在低压母线间设置联络点（见图２）。
△Ｕ为两侧电压差值；
为合环后低压侧电压；经
ｐｕｂｌｉｃｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｒｏｏｍ
（２）较多低压用户采用单台配电变压器狙
供电．当相邻配电间所需铺设的电缆长度
基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（Ｋ— ＧＺＭ２０１４．００４）
… … … … … … 一 … ＿＿＿ … … … … … … … ＿一
１低压配电网合环转供电分析
采用合环转电方式转电．可消除短时停电．增加供电量．同时能满足部分重要用户对不间断供电的需求，提高用户满意度。但是，合环可能

基于PSCAD的牵引供电系统建模与短路电流仿真

( 1 北京化工大学信息科学与技术学院, 北京 100029; 2 北京石油化工学院信息工程学院, 北京 102617)
摘
要在地铁牵引供电系统馈线保护方式中 , 电流变化率及电流增量保护是地铁供电系
统中常用的保护方式。然而从地铁故障录波得到的众多故障波形看, 故障电流常存在幅值很高的冲击
h( t ) = ( Em / Z ) #
cos( !t ) - ex p(- t / %) 2 + sin2( !t ) ( 7) 其中 %= L / R。
式( 7) 给出了六脉动整流器出口短路电流外包络线的解析表达式。通过将三相交流电大于零的部分相加得到的整流器出口短路电流, 由式( 7) 计算的整流器出口短路电流外包络线
图 5 三相桥式六脉动整流器出口短路模型
此时三相交流电路中的每一相都独立运行, 每一相中的电流可以使用式( 2) 计算得到, 整流器出口的短路电流为三相交流电的大于零的部分之和。为了方便演示, 取 E m = 1 V , R= 2 , L = 0 02H , ∀= 0 时计算的各相电流以及由各相电流大于零的部分合成的整流器出口短路电流如图 6 所示。
max { ia( t) , ib ( t ) , i c( t ) } =
∀∀ [ 0, 2#]
m ax { ( E m/ Z ) [ sin( !t + &) -
&∀ [ 0, 2#]
sin( &) ex p(- t/ %) ] }
( 5)
又因为:
sin( !t + &) - sin( &) exp(- t / %) = cos( !t ) - ex p(- t / %) sin( &) +

应用PSCAD进行电力电子装置仿真ppt课件

第7页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
3) Band Limit Proximity Correction的含义？
调制波处于载波临界区域时可能漏掉触发脉冲
设置该参数后可以通过插值算法避免漏掉触发脉冲的情况出现
第8页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
3. 控制系统搭建(电力电子装置常用控制模块) 3.1锁相环
第1页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第一部分基本模块及功能介绍
1. 电力电子器件
模型：两状态电阻性开关
第2页
二极管
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第3页
晶闸管
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第4页
GTR、GTO、IGBT
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第5页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
第 30 页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
主要内容
第一部分：基本模块及功能介绍 ➢ 电力电子器件、插值触发脉冲发生器、控制系
统的搭建、自定义模块、与MATLAB的仿真接口第二部分：软件自带例程介绍 ➢ Power Electronics、APF 第三部分：几个典型的应用案例分析 ➢ 模拟系统的仿真、数字系统的仿真、PWM脉冲策略的仿真、缓冲吸收电路的仿真
效值，该模块还可以用来测量有功功率、无功功率和相角 ④ 利用全局变量设置万用表测量时的基准频率为 60Hz
第 25 页
应用PSCAD进行电力电子装置仿真
1.2 Single-Phase GTO Half-Wave Rectifier（单相半波全控整流电路）
知识点： ① 演示GTO全控型器件和SCR半控型器件的区别，

毕业设计论文---基于pscad的配电网潮流计算

太原理工大学毕业设计（论文）任务书第1页第2页第3页基于PSCAD/EMTDC的配电网稳态潮流分析与仿真摘要在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。

要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。

为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。

潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节，因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。

随着电力系统及在线应用的发展，计算机网络已经基本完善，为电力系统的潮流计算提供了物质基础。

电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。

EMTDC/PSCAD仿真作为一种高效的电力系统仿真分析软件，可以较为简单地模拟复杂电力系统, 包括直流输电系统和其相关的控制系统。

可利用该仿真软件对电力电子电路进行仿真，本文以电力系统分析为基础以电力系统配电网电路为例对其进行仿真分析，从而进一步熟悉配电网潮流计算的基本知识。

关键词：潮流计算， EMTDC/PSCAD仿真, 电力系统Analysis and Simulation of the steady state power flow in distribution network based on PSCAD/EMTDCAbstractIn the normal operation of the power system, with the change of the mode of operation and system load changes, loss in the network will also change. To ensure strict voltage are rated all users at any time is impossible, so the system is running in a node voltage offset is inevitable. In order to ensure the stable operation of power system, for power flow regulation. Power flow calculation is the realization of power system security and economy of power supply of the necessary and important work segment, so the load flow calculation in power system planning and design, operation, management and scientific research have a wide range of applications.With the development of power system and online application, the computer network has been basically perfect, provides the material basis for the power system load flow calculation. Power flow calculation is the basic content of power system analysis, design and operation of power system is an essential tool. EMTDC/PSCAD simulation for power system simulation is an efficient analysis software, can be a relatively simple simulation of complex power system, including the DC transmission system and its related control system. For simulation of power electronic circuit by using the simulation software, based on the analysis of power system based on the circuit of power system distribution network as an example simulation analysis on the basic knowledge, thus further familiar with the distribution network power flow calculation.Keywords: power flow calculation, EMTDC/PSCAD simulation, power system目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。

利用仿真软件提高配电网合环电流计算效率

利用仿真软件提高配电网合环电流计算效率张昊;艾惠利【摘要】为了提高供电可靠性,电力调度机构经常需要对电网进行合环操作,由于合环两端存在电压差,合环操作会产生合环稳态电流和合环冲击电流,导致参与合环的馈线电流过大,严重时可能引起继电保护误动作,造成大面积停电.因此需要对合环电流进行详细的分析.而计算合环电流有许多方式,本文针对某地区典型配电网环路,分别以人工计算和仿真模拟的方式计算合环电流,以供参考,仿真模型的方式计算合环电流不但时间上要短于人工计算方式,且可重复利用,效率非常高.同时仿真模型的准确性得到系统实际电压、人工计算稳态电流及合环冲击电流的验证.因此,采用仿真计算合环电流的方式值得推广.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】4页(P15-18)【关键词】合环电流;MATLAB;仿真建模【作者】张昊;艾惠利【作者单位】云南电网有限责任公司西双版纳勐腊供电局,云南西双版纳666300;云南电网有限责任公司西双版纳勐腊供电局,云南西双版纳666300【正文语种】中文【中图分类】TM740 前言判断某个区域配电网是否具备合环条件时，需要对合环电流进行分析计算，目前有关合环电流人工计算的文献都是基于配电网络简化模型的计算方法，计算步骤较为繁复，费时费力。

虽然可以算出配电网合环时的突变电流，但是并不能得到整个突变过程的电流、电压波形图。

本文针对某地区电网的典型合环操作，分别采用人工计算和仿真建模计算，得到合环操作过程的电流，并分析比较计算效率。

1 典型配电网网架结构及相关设备勐腊地区电网网架结构简图如图1所示，运行方式如图2所示。

110 kV勐腊变电站110 kV Ⅰ组、Ⅱ组母线，35 kV Ⅰ组、Ⅱ组母线分段运行，本例采用10 kV磨尚联络线磨憨变电站侧断路器进行合环操作。

图1 勐腊地区电网网架结构简图图2 10 kV配电网合环接线图2 合环电流人工计算2.1 简化合环电路图依据10 kV配电网合环接线图和相关设备参数，进行合环电路简化，得到如图3所示合环电路简图。

基于PSCAD的SVPWM变流器闭环控制仿真研究

基于PSCAD的SVPWM变流器闭环控制仿真研究【摘要】介绍了d-q坐标系下的前馈解耦控制策略，并在分析SVPWM控制策略与控制算法的基础上，基于PSCAD仿真软件对三相电压型SVPWM整流器进行了仿真分析。

结果表明此方法可以实现整流功能，证明了仿真的正确性。

关键词SVPWM；闭环控制；控制算法；PSCAD；整流器Simulation of SVPWM Closed-loop Converter Control System Based on PSCADGUO Ya-sen(Southeast University college of Electrical Engineering, Nanjing Jiangsu 211189, China)【Abstract】This paper analyzes the feed forward decoupling control strategy under d-q coordinates at first. Then bases on the further analyzing of SVPWM control strategy and control algorithm, it has carried on the simulation analysis of three-phase voltage type SVPWM rectifier based on PSCAD simulation software. The simulation process has also been introduced detailed. Finally, the simulation results show that this method can realize the rectifier function and prove the validity of experiment.【Key words】SVPWM；Closed-loop control；Control algorithm；PSCAD；Rectifier0引言经济的飞速发展为电力事业带来了崭新的机遇，微处理器技术不断推崇出新，涌现出了多种新型的整流器控制技术。

基于PSCAD仿真的配电网小电流接地系统建模

基于PSCAD仿真的配电网小电流接地系统建模摘要：本文主要介绍了利用PSCAD/EMTDC仿真软件提供的电力仿真模块构建10kV馈线及负荷系统，对系统进行仿真试验，得到发生单相接地时线路的电流波形，并给出零序电压、电流、功率的仿真测量方法，为故障选线的研究作铺垫。

关键词：小电流接地系统；单相接地；建模；仿真0 引言在我国10kV配电网中，广泛采用的是非有效接地系统，当发生单相接地故障时由于不能构成低阻抗的短路回路,接地短路电流很小,故此种系统也称为小电流接地系统[1]。

由于其稳态故障电流幅值较小，因此故障无法轻易的检测与判定，所以给故障选线增加了不少难度[2]。

伴随国家经济的迅速增长以及电网规模不断扩大，用户对供电可靠性的需求也越来越高，因此，对非有效接地系统接地故障的研究显得尤为重要。

本文利用PSCAD构建10kV馈线及负荷系统，建立单相接地故障的仿真模型。

1 配电网小电流接地系统的建立配电网仿真系统模型原理图如图1（a），一条110kV母线经一个110kV/10kV 的变电站到10kV母线，变电站低压侧有六条馈线，这些馈线当中两条是架空线，一条是电缆，另外三条是混连线路，Z型变压器中性点经彼得逊线圈串上一个等效电阻再接地。

图1（b）为利用PSCAD软件所建立10kV配电网模型。

(a)实际模型(b)PSCAD仿真模型图1 10kV配电网模型2 系统参数介绍2.1 线路参数通过计算架空线路与电缆线路参数，可以获得系统零序电容总。

2.2 彼得逊线圈参数通过系统零序等值电路可知，中性点经彼得逊线圈接地时，有三种补偿方式，实际工作中，通常为过补偿，补偿系数一般取到1.05。

要精确地取到1.05，先要计算出全补偿时彼得逊线圈的值。

当处在全补偿状态，流经短路点的容性电流与感性电流相等，即，从中可以得出式中：为电网工频50Hz，为彼得逊线圈零序电感。

系统中性点的彼得逊线圈通过零序电流时，设彼得逊线圈的阻抗为上将通过三倍的零序电流，并产生相应的电势差，由于实际线路和等效电路的中性点对地的电势差相同，所以在等效电路中，彼得逊线圈阻抗取为，即实际的电感L应该为零序等值电路中电感的，代入数据计算得到。

基于混合仿真进行合环电流分析和控制的可行性

基于混合仿真进行合环电流分析和控制的可行性Investment and study are the most important things in life, and there is no better idea.第1章绪论课题研究背景和意义国内地区电网通常呈辐射状分布,一般采用环网设计、开环运行的电网供电方式1-3.当进行网内负荷转移、故障处理和设备检修时,可以通过进行断路器合环操作,以减少停电次数和时间4-6,但在合环操作瞬间,电网在合环点处会出现瞬时冲击电流,电网稳定后形成的新环网中还可能产生较大的循环电流,可能造成某些电气设备超负荷或者某条线路过载,继电保护装置动作跳闸等情况的发生,从而严重影响整个电网的安全稳定运行7.一般运行人员只能够凭借日常运行经验来决定是否进行地区电网的合环操作,在某些情况下会避免一些合环操作的实施,这样会增加电网的停电次数,降低地区电网的供电经济性和可靠性8-10.此外,由于合环开关闭合操作前合环点位置两侧的电压差可能不为零,当开关闭合的同时,要经历一个暂态过程才能使合环点两侧电压趋于相等,会造成新形成地区环网内的节点电压相角和幅值以及发电机电势和角度变化.由于发电机要达到一个新的稳定状态需要经过震荡摇摆的过程,因此在合环操作进行的同时会出现瞬间的冲击电流.综合以上分析,进行地区电网合环操作时可能会产生合环点处瞬间冲击电流和合环操作后新形成环网的稳态循环电流.合环电流仿真系统能得到合环操作可能产生的瞬间冲击电流和环网稳态循环电流,在合环操作前,通过合环电流仿真系统对合环操作可能产生的电流进行计算和分析,校验合环操作后的稳态循环电流是否满足设备的要求,分析合环瞬间冲击电流对于整个网络产生的波动和影响,可以为电网的运行可靠性评估提供理论依据,并能帮助运行人员进行正确的决策,以避免操作引起设备过载和保护跳闸,提高供电的安全性和可靠性11-15.合环电流仿真计算系统的建立,能够验证实际电网的合环操作方案的可行性,优化操作方案,可以为电网母线检修以及母线故障时负荷转移的合环操作提供计算依据,保障负荷转移的成功率,进而保障用户供电的可靠性,合环电流计算系统可以通过丰富的报表、曲线方式展示分析数据,并且提供报表的浏览,可以通过该系统生成的数据和分析报表,实现对合环电流情况的预期判断,该系统的应用将会很大程度上提高地区电网运行的可靠性,为地区电网进行合环操作时提供技术支持.国内外研究现状及发展趋势合环电流的计算方法电力系统需要建设更高电压等级的电网结构来满足电源送电和负荷用电的需求,这可能会伴随着产生高低压电磁环网的问题.高低压电磁环网是指不同电压等级的两组输电线路,通过两侧变压器的磁耦合回路连接所构成的环形电网,是主干电网由低级向高级发展过程中的产物16.随着高电压等级网架结构的加强,部分高低压电磁环网要求开环运行,这也伴随着产生了低电压等级地区电网的环网问题.经过研究认为可以将环网运行分析分为两大类.第一类以高低压电磁环网分析为核心,包括电磁环网解环的分析方法、评价指标以及无功环流的控制；第二类以同电压等级的非电磁环网分析为核心,包括地区电网的合环潮流、合环稳态电流、合环冲击电流的相应计算分析方法.本课题所研究的地区电网潮流计算是地区电网合环问题分析的基础,应对合环后的潮流变化做出预测分析,并在操作中避免设备过载和保护跳闸.目前针对地区电网潮流计算方法大致可分为两类,其中母线类算法有Zbus法和Ybus法17,18；支路类算法包括面向回路的回路法19和面向支路前推回代法20,这类算法的潮流方程主要采用的是支路上数据来列出的.合环稳态电流的计算方法包括前推回带法21、牛顿-拉夫逊法22、叠加法23等.合环冲击电流可以通过简化网络的方法进行计算24.有些地区电网根据叠加定理和分布系数法来计算电网进行合环操作时潮流的具体分布情况25,首先采用分布系数法求解电网的自然功率分布关系,然后计算均衡功率时只考虑变压器变比的不同,最后将这些计算结果叠加起来,得到电网合环操作时的实际潮流分布26,这种方法一般采用手动计算,适用于简单网络的计算.另外,还有地区电网合环后潮流计算方法采用简化的合环网络,具体步骤如下：首先给出合环前简化网络的潮流分布；然后计算出循环电流的大小即合环点两侧的电压差和环网总阻抗的比值；最后采用叠加原理计算出合环后的潮流.在此方法的研究基础上发展出一种两阶段算法,该算法基于叠加原理和前推回代法并以支路功率为变量,用于计算合环后地区电网的潮流分布,具体步骤为：对合环后的网络在合环点处解环,形成两个子网络包括开环运行网络和一个环状网络；通过两阶段的迭代过程来求解潮流分布,第一阶段迭代过程计算开环运行网络的潮流,得到合环开关两侧电压差值,而第二阶段迭代过程主要修正合环开关两侧负荷功率值的大小,满足整体收敛要求从而得出电网合环潮流分布27.上述传统的合环电流计算方法一般不考虑外部网络模型,只考虑环网所涉及的电气设备进行戴维南等值,因此无法准确获得等值电势和阻抗并引入计算误差,合环操作时可能引入较大谐波分量,因此传统解决方案很多情况下不能满足计算的要求.一些研究表明利用PSCAD/EMTDC仿真软件来对多级合环电网系统进行建模28-32,通过对比模型元件和实际元件之间的电压损耗、功率损耗,研究模型参数的设置,建立了能够准确模拟实际元件的仿真模型,这种方法一般是针对大规模电网进行等值后得到的小规模仿真系统,往往忽略了大电网动态特性,必然会降低仿真结果的准确性.所以对于地区电网合环电流的计算,既要不损失大规模电网的动态特性,又可以满足局部电网的详细分析要求,才能保证合环电流计算的准确性.基于这一点,进行合环电流计算时考虑应用机电暂态-电磁暂态混合仿真技术,对合环区域外动态响应过程相对较慢的大电网采用机电暂态程序仿真,而对需要进行详尽研究的合环区域附近的小电网采用更为精确的电磁暂态程序仿真,这样既可以反映特定系统中详细的电网电磁暂态变化过程,又可以仿真较大规模的电力系统,网络不需要进行等值化简,大大提高了地区电网仿真分析结论的准确性.机电暂态-电磁暂态混合仿真机电暂态-电磁暂态混合仿真的思想最早由Heffernan等人33,34于1981年第一次提出的,其后国外学者对此问题作了一些深入研究,主要集中于接口电路的选择和接口时序的设计方面35,新西兰Canternury大学和加拿大Waterloo大学也做了一些相关的研究,他们所做的研究工作仅属于论文探索阶段,没有进行商业化的开发.Reeve J,Anderson G W J,Sultan M等36-38提出了减小电力电子器件产生的谐波对交流系统影响的计算方法.由于电力系统中各元件相差很大的时间常数,Crow M L提出了多速率算法,把系统划分为以不同的积分步长分别计算的不同子系统,在此基础上又发展出了多种多速率仿真技术39-41,这些算法缺点在于网络接口多,程序复杂,网络划分不均匀很难达到预期效果.目前,具有机电暂态-电磁暂态混合仿真能力的商业化软件有：ABB公司开发的SIMPOW和SIEMENS开发的NETOMAC程序.其中,SIMPOW程序既能在时间轴上相互切换机电暂态和电磁暂态的仿真功能,也在空间范围内实现了部分电网用机电暂态仿真,剩余电网用电磁暂态仿真的混合仿真,但其在空间范围内进行混合仿真时,计算步长全网要求统一,只能采用电磁暂态微妙级的仿真步长,计算速度会受到很大影响OMAC程序提出的实时数据转换算法可以基于电磁暂态和机电暂态模型进行网络分块来建立不同的模型42,也可以通过分时段,即电磁暂态模型应用于系统故障后的暂态过程,机电暂态模型应用于稳定过程的分析和计算.这些软件的混和仿真功能还不是非常成熟,也没有真正用于指导实际生产运行.香港大学、清华大学以及天津大学在FACTS仿真方面开展了一些混合仿真的研究,但研究仅属于论文探索阶段.中国电力科学研究院从2001年起开展了电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真技术的相关问题研究,在工程项目电力系统全数字实时仿真装置研制和直流输电系统全数字实时仿真系统的开发中,给出了机电暂态和电磁暂态混和并行仿真的研究计算方法,在工程项目电力系统电磁暂态和机电暂态混合仿真技术研究和大电网仿真技术研究中,给出了大规模交直流系统的机电暂态和电磁暂态混合仿真技术实用的研究计算方法.从各种地区电网合环电流计算解决方案来看,提高计算准确性是合环电流仿真计算发展的趋势,而电力系统混合仿真技术能够为合环电流的精确计算提供保障.本文的主要研究内容及工作根据电力系统合环电流研究的现状以及混合仿真的发展历程,本文主要研究的内容如下：1合环电流计算方法的研究通过对以往合环潮流的计算方法的研究,给出合环电流计算方法的研究现状以及发展趋势,环网运行分析可以分为两大类：第一类以电力系统中高低压电磁环网分析为核心；第二类以地区电网中同电压等级的非电磁环网分析为核心.通过对比以往合环电流计算方法的不足,给出本文解决合环电流计算问题的基础理论方法.2混合仿真技术在电力系统中的应用给出电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真理论及其接口的等值电路,并对机电暂态和电磁暂态网路数据的交换时序和形式做出详细分析,对接口方法在机电暂态和电磁暂态网络中的实现给出解决方法,通过计算算例的结果验证了本文提出的混合仿真方法的可行性和准确性.3合环电流仿真系统的总体设计给出系统的总体构架和系统的所有计算功能,提出基于最大级数搜索算法的暂态网络自动划分、机电暂态模型到电磁暂态模型的自动转换算法以及合环混合仿真计算的单机windows并行算法等系统需要解决的关键技术等三个解决系统的关键技术,并给出相应的方案.4仿真系统功能的实现以及对算例的分析详细研究合环电流仿真系统的开发,对计算平台的关键技术进行设计,对地理位置接线图程序、网络校验于网络拓扑进行详细分析.提出的图模一体化平台应是界面操作方便,可以通过平台方便地建立电网数据、绘制电网图形、进行各种分析计算.本课根据电力系统机电暂态-电磁暂态混合仿真计算的科研成果,开展建立基于混合仿真技术的电网合环电流仿真系统的研究,针对合环电流仿真系统具体的研究工作如下：1关于合环电流计算的方法系统采用的合环电流计算方法根据典型运行方式数据包生成全网络机电暂态模型,通过点击拟定合环点启动合环电流计算,系统能够自动在合环点附近电网生成电磁暂态模型网络,电网的其他区域仍然为机电暂态模型,通过机电暂态-电磁暂态混合仿真计算,在一次合环电流仿真计算过程中得到合环前、合环中、合环后电压、电流的电磁暂态波形,进而得到合环操作对输电网影响的直观结果,同时得到冲击电流、稳态电流等量化结果.系统利用机电暂态-电磁暂态混合仿真的计算方法,可以基于大电网典型运行方式数据进行合环电流仿真计算,无需对地区电网进行等值,既能减少等值的工作量,又能避免等值带来的误差.2仿真软件平台的建立系统包括本地数据库和图形平台,建设方便使用的图模一体化系统,开发的电力系统仿真应用应该包括单线图编辑、基本潮流计算和合环计算的仿真应用,满足合环电流仿真计算系统分析的要求,其中合环计算部分应包括合环潮流计算、合环机电暂态仿真、合环混合暂态仿真.3数据的获取方式系统中机电暂态仿真计算数据与数据兼容,可直接基于中潮流计算数据进行合环电流仿真计算,减少系统建模工作量.4合环操作前后稳态性能对比仿真系统可以分别计算合环前、合环后的系统稳态性能并进行比较,系首先启动合环前系统基础潮流计算,用作数据参考对象,通过启动合环潮流计算后得到合环后的潮流分布情况,与合环前潮流分布进行比较,并根据各个相关设备的额定值等指标要求综合考虑合环操作的可行性.5计算结果的展示该电网合环电流仿真计算系统应通过对不同仿真条件的仿真结果进行整理,得到合环操作对合环冲击电流幅值的影响,支持表格、曲线等多种输出方式,对比不同运行方式下合环操作后的潮流分布,在满足全网潮流稳定运行和继保设备要求的前提下,给出满足系统要求的合环操作解决方案.6应用开关统计功能仿真系统应具备对一个周期内不同合环时刻进行逐个时间点的仿真计算的能力,进而得到在一个周期内合环冲击电流最大的情况,更好的满足实际系统的需求.第2章电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真技术引言电力系统的机电暂态仿真和电磁暂态仿真在变量数学模型、积分步长、仿真时间范围等诸多方面都存在着较大的差异43.其差异主要在：电磁暂态仿真通常描述系统的快速暂态特性,其仿真过程持续时间在微秒级,计算步长一般为20-200微秒之间,机电暂态仿真通常描述系统的暂态稳定特性,其仿真过程持续时间在几秒到几十秒之间,因此机电暂态仿真与电磁暂态仿真之间的计算步长相差上百倍；电磁暂态仿真主要描述系统的特性有三相不对称、波形畸变以及高次谐波叠加等,计算时采用ABC三相瞬时值表示,机电暂态仿真主要反映系统的低频振荡和工频特性,采用基波向量来表示变量,计算系统的三相网络基于工频正弦波经线性变换转换成互相解耦的正、负、零序网络；电磁暂态仿真计算元件的模型描述通过微分方程和偏微分方程表示,这些方程的构成主要来自网络中存在的电容、电感等元件,而机电暂态仿真计算系统元件模型采用相量方程线性表示,机电暂态仿真模型相对于电磁暂态仿真模型根据仿真条件作了一定程度的简化.电力系统机电暂态过程和电磁暂态过程是两个具有不同时间常数、用不同数学模型表示的物理过程,在仿真原理和仿真方法上存在较大差异44.为了在一个计算进程中将大规模复杂的电力系统机电暂态仿真和局部需要详细研究的电力系统电磁暂态仿真集成在一起45,需要应用相应的接口技术,通过在仿真过程中将机电暂态网络计算信息和电磁暂态网络计算信息进行即时交换,进而实现机电暂态和电磁暂态混合仿真在大规模电力系统中的应用.进行接口设计时需要考虑以下问题：一是电磁暂态机电暂态网络仿真过程中,与其相关连的机电暂态电磁暂态网络应该如何表示；二是接口时序应该如何设置46,47.合环电流仿真系统所采用的机电暂态和电磁暂态混合仿真技术为：整个需要计算的网络定义为机电暂态网络和合环点附近的局部区域定义为电磁暂态网络,两个网络各自分别进行计算,计算时接入对侧网络的等值电路,在计算过程中不断的交换相关计算信息.机电暂态仿真和电磁暂态仿真的接口等值电路如图2-1a所示,在进行合换电流混合仿真计算时,整个网络可分为两大部分：即机电暂态网络与电磁暂态网络.在进行电磁暂态网络仿真计算时,接入的机电暂态网络定义为戴维南等值电路,如图2-1b所示；在进行机电暂态网络仿真计算时,接入的电磁暂态网络定义为诺顿等值电路,如图2-1c所示.由于电磁暂态仿真网络为三相瞬时值网络,而机电暂态仿真网络为三序相量网络,还需要进行相-序变换,瞬时值-相量变换.a网络分割示意图等值网b电磁暂态仿真中机电暂态网络等值电路等值网c 机电暂态仿真中电磁暂态网络等值电路图2-1 接口示意图以工频等值阻抗形式表示的机电暂态网络自身的局限性包括：一、工频等值阻抗并不能反映系统谐波阻抗的特性,对系统高频特性描述的不准确；二、以工频等值阻抗形式表示的机电暂态系统,有可能将系统中较小的特征谐波放大,甚至可能引起原系统中并不存在的新谐波.为了提高混合仿真模拟的精度,需要在对原有机电暂态仿真系统进行工频等值基础上增加频域等值功能,由以下几个步骤完成：对原有机电暂态系统采用频域扫描的方法,给出系统在接口点处频率-阻抗的特性关系；采用矢量匹配算法进行频率的拟合,得到如式2-1所示以分式之和描述的拟合函数；根据式2-1形成如图2-2所示的电阻、电感、电容元件组成的串并联等值网络；将此电路作为机电暂态网络的戴维南等值电路,接入电磁暂态网络进行计算.NN eq a s ra s r a s r d s Z -++-+-+= 22110)( 2-1 式2-1满足如下特性：10d 为正实数；2极点12,,,N a a a 分别为负实数或者成对出现的实部为负值共轭复数；3留数12,,,N r r r 分别为正实数或成对出现的实部为正值的共轭复数,并且实数留数对应实数极点,共轭复数留数对应共轭复数极点；4所有的极点都是一阶的.图2-2中的电阻电路对应于式2-1中的常数项,电阻-电容电路对应于式2-1中实数极点项,电阻-电感-电容电路对应于式2-1中共轭复数极点项.图2-2中对应1N 个实数极点、2N 对共轭复数极点的情况.其中各变量值如下：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+--==+=-==-==222200222121kIkR kIkI kR kR k kRk kIkR kRk kRkR k i i i ii a a r a r a k r C a a r L a r R r C a r R d R()k k L k I s •1N 个2N 个1个图2-2 ()eq Z s 的等值网络机电暂态仿真和电磁暂态仿真的接口时序机电暂态网络和电磁暂态网络数据交换时序由于机电暂态网络的计算步长大,而电磁暂态网络的计算步长小,因此机电暂态网络和电磁暂态网络之间数据的交换是以机电暂态步长为基准单位进行的.机电暂态网络和电磁暂态网络的数据交换可采用如下的时序,以机电暂态网络计算步长为DTP=,电磁暂态网络计算步长为DTE=为例进行说明：0 0.01 0.02 0.03 0.04 T(s)初始化机电暂态网络图2-3 机电暂态网络和电磁暂态网络数据交换时序并行计算机电暂态网络和电磁暂态网络在机电暂态网络步长积分时段,即在t=,,,…时交换数据.具体过程如下：首先进行程序的初始化,初始化过程中机电暂态网络向电磁暂态网络发送一次数据；初始化之后机电暂态网络不作计算,电磁暂态网络用初始的等值电势进行计算,在t=时两个网络交换数据,其中电磁暂态网络接收的是机电暂态网络在t=0s 时刻的值,机电暂态网络接收的是电磁暂态网络在t=时刻的值,数据交换完成后两网络分别开始进行t=时刻的计算,以此后推,在t=N×DTP 时刻两网络交换数据,其中电磁暂态网络接收的是机电暂态网络在t-DTP 时刻的值,机电暂态网络接收的是电磁暂态网络在t-DTE 时刻的值.上述为机电暂态网络和电磁暂态网络并行计算时数据交换时序,在对计算时间要求一般的前提下,可以采用如下的串行计算数据交换时序：0.01 0.02 0.03 0.04 T(s)初始化机电暂态网络图2-4 机电暂态网络和电磁暂态网络数据交换时序串行计算机电暂态网络和电磁暂态网络在每个机电暂态网络积分时段,即在t=,,,…时交换一次数据.具体过程如下：首先程序进行初始化,初始化过程中机电暂态网络向电磁暂态网络传递一次数据；初始化之后机电暂态网络不作计算,电磁暂态网络采用初始的等值电势进行计算,在t=时电磁暂态网络向机电暂态网络传递数据,随后机电暂态网络进行t=时刻的计算,此时电磁暂态网络暂停计算,机电暂态网络计算完毕后将t=时刻的值传递给电磁暂态网络,随后电磁暂态网络进行t=～时刻的计算,此时机电暂态网络暂停计算,在t=时开始下一周期的过程.机电暂态网络和电磁暂态网络数据交换形式机电暂态网络和电磁暂态网络的数据采用如下的交换形式：初始化时机电暂态网络向电磁暂态网络发送其正、负、零序等值阻抗阵及电势的初始值；在每一个机电暂态网络积分步长内,机电暂态网络向电磁暂态网络发送边界点的正、负、零序等值电势,电磁暂态网络向机电暂态网络发送边界点的正、负、零序电压和电流.在机电暂态网络结构发生变化时,机电暂态网络还需向电磁暂态网络发送机电暂态网络的正、负、零序等值阻抗阵.反映在并行计算时序图中如下图2-5所示：电磁暂态网络E0 0.01 0.02 0.03 0.04 T(s)初始化（机电暂态网络结构变化时刻）图2-5 机电暂态网络和电磁暂态网络数据交换形式混合仿真技术的实现接口方法在机电暂态网络中的实现为了实现机电暂态网络与电磁暂态网络的接口,机电暂态网络新增如下计算工作：1程序初始化时求取机电暂态网络的三序戴维南等值阻抗和电势.例：机电暂态网络分为3个子网S1、S2、S3,都接有电磁暂态网络简称EMT,如图2-6所示.分网联络点：1,4,5,7；接EMT点：2,3,6,8,9；以上各类点统称为端口点.各子网端口点：子网1：1,2,3；子网2：4,5,6；子网3：7,8,9,在主控机形成如下式2-2的端口方程：。

基于 PSCAD 的配网合环系统 N-1 安全分析研究

基于 PSCAD 的配网合环系统 N-1 安全分析研究发表时间：2019-11-20T13:14:09.267Z 来源：《中国电业》2019年15期作者：叶成利[导读] 随着电网系统配网建设及智能化推进，配电网供电可靠性得到有效提升.随着电网系统配网建设及智能化推进，配电网供电可靠性得到有效提升，其中配电网合环转供电发挥了重要的作用。

配网停电检修、负荷转供、故障跳闸时，为减少用电停电时间，通过联络开关、分段开关等实现配网合环运行，负荷转供后进行解环，最大程度减小停电范围，提高供电可靠性。

在合环前，合环点两侧电压压差、相角差应满足规程要求，并对合环后循环电流及供载电流进行精确计算，确保在合环期间，合环点的冲击电流及流过合环路径稳态电流满足热稳及继电保护相关限制。

配网合环中，一般包括两种主要合环形式：电气环网及电磁环网。

电气环网形式合环路径不延伸至上级电网，合环风险较小。

电磁环网经过变压器，整个环路包含了110kV或220kV高电压等级系统设备，对主网运行影响较大。

在配网合环形成的电磁环网中，不仅需要考虑合环后的潮流分布和循环电流，还需要对环路中的主网系统N-1进行安全分析及校验，如N-1系统不能满足合环后要求，需要采取措施或禁止合环。

1 配网合环理论计算1.1循环电流计算合环点两侧电压受负荷、设备参数影响，其幅值及相角不同。

在合环后，合环点压差会在合环路径中产生电流，该电流称为循环电流。

循环电流流向为从高电压侧流向低电压侧，在整个环路中流动，不受负荷电流影响，仅与压差及环路中的设备参数：如线路阻抗、变压器阻抗有关。

其电气等效模型如图1。

图1 合环等效电路根据合环等效电路，可计算循环电流：式（1）上式中，表示合环点两侧的电压差，由幅值及相角差引起。

表示合环路径等值阻抗，包括配网线路阻抗、上级主网线路阻抗及变压器阻抗。

1.2供载电流计算合环后，改变了合环前网络的潮流分布，合环点除了流过循环电流，还可能有很大的供载电流流过。

基于PSCAD的电流保护实验系统的研究

基于PSCAD的电流保护实验系统的研究摘要：电流三段保护是比较重要和成熟的保护方式，建立三段保护的实验系统对本科教育有重要意义。

本文在PSCAD仿真系统的基础上建立三段保护的物理模型和逻辑控制部分，并给出了仿真结果。

关键词：三段保护；PSCAD；物理模型；逻辑控制1 一次系统构建图 1 系统模型Fig.1 The system model（1）电路中一次系统采用110KV发电机模拟电网，参数采用外部调控方式（u=110kv ,f=50HZ,ph=60°）。

（2）线路下一级为stationA ，额定电压110KV，线路总长为100km, 通过采用TLineA1和TLineA2的方式组成，（75km+25km），主要是在A站的保护线路全长的3/4处模拟线路故障.故障类型暂定为A相接地故障。

（3）需要特别说明的是此模型为简单模型，与实际情况并不完全对应。

在C母线之后并没有应用变压器而直接连接到用户，如此设计主要是考虑到整定值计算中若应用变压器需要进行一二次电流归算，比较繁琐。

2 A站内部电路构建图 2 A站内部电路Fig.2 The circuit of the station（1）虚线内部为实际保护设备安装处，主要是模拟量的采集于此处，通过采集此处电压电流进行处理最终引入实际保护装置，作为最终的保护判据的使用量。

TLineA1=75km TLineA2=25km。

（2）途中I、II、III段标示处不同保护的保护区域：I：电流速断保护，保护线路全长70-80%II：限时电流速断保护作为I段后备，延伸到下一线路保护本线路全长，时限较小，但要求高于下一线路的速断保护。

III：定时限过电流保护，不仅保护本线路全长而且保护下一线路全长，后备的后背，整定值必然大于最大负荷电流(需要特别说明的是在最末端负荷前仅仅建设速断保护即可)。

（3）鉴于在A站之内并没有其它支路，考虑到没有分流作用，B站的I段整定值只能是稍稍小于A站II段和III段整定值。

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ZHOU Ning1 SHAO Wenquan1 ZHANG Zhihua2 YAO Di1 （1. College of Electronic and Information，Xi'an Polytechnic University，Xi'an 710048）（2. State Grid Electric Power Company Shanxi Electric Power Research Institute，Xi'an 710100）
开关两端会产生较大的冲击电流，稳定后电网中会存在较大环流，这会导致相连的母线或馈线上的继电保护误动作［3］，从而造成大面积停电。因此，对合环电流进行准确的计算分析，模拟现场的合环操作，找到最佳合环路径，对于减少停电损失，提高供电可靠性具有很重要的实际意义。
文献［4］对合环冲击电流建立了频域模型，但拉普拉斯反变化的计算较为繁杂，实际效率不太
摘要合环冲击电流是引起继电保护误动作的重要原因之一，针对配电网合环操作时产生的合环电流研究其影响因素对减小合环线路的冲击与提高电网供电可靠性的意义重大。经过对配网合环电流建模，分析合环电流与合环点电压差、环网总阻抗的关系，可知当选择合环点两端电压向量差较小和两端负荷大小接近的线路时，合环线路冲击最小，有利于提高合环成功率。通过对三种典型合环模式下 10kV 馈线建立基于 PSCAD 的配电网等效合环模型并仿真分析，验证了该合环最优路径的正确性和有效性，为配电网的安全稳定运行提供了可靠的合环操作依据。ห้องสมุดไป่ตู้
∗ 收稿日期：2018 年 10 月 14 日，修回日期：2018 年 11 月 27 日基金项目：陕西省教育厅科研计划项目（编号：17JK0337）资助。作者简介：周宁，男，硕士研究生，研究方向：电力系统分析与配电自动化。邵文权，男，博士，教授，研究方向：输电线路的继电保护及自适应重合闸。张志华，男，硕士，工程师，研究方向：配电网及其自动化技术等。姚迪，女，硕士研究生，研究方向：配电网相间故障检测及其自适应重合闸。
Abstract Loop-closing surge current is one of the important reasons for relay protection misoperation. It is of great signifi⁃ cance to study the influencing factors of the closed loop current generated during the closed-loop operation of the distribution net⁃ work for reducing assault of the loop circuit and improving the reliability of the power supply system. By modeling loop current and analyzing the relationship between the loop current and the voltage difference at the closing point and total impedance，it is found that when selecting a circuit with a small voltage difference and a close load at both ends，the assault of circuit is minimal and it is beneficial to improving the success rate of the closed loop. Finally，a equivalent loop model based on PSCAD of distribution network for 10kV feeders in three modes of a certain area is established. It verifies the correctness and effectiveness of the optimal path and provides reliable manipulation basis for safe and stable operation of distribution network.
Key Words distribution network，loop closing operation，steady-state current，surge current Class Number TM743
1 引言
我国配电网通常采用“闭环设计，开环运行”的供电方式［1］。一般情况下，为确保配网的辐射状运行结构，合环开关为关断状态。当配电网某个母线、开关发生故障或者线路、设备检修时，通过闭合联络开关进行负荷转移，可以减少用户停电时间，保证电网安全稳定运行［2］。但在合环操作时，联络
关键词配电网；合环操作；稳态电流；冲击电流中图分类号 TM743 DOI：10. 3969/j. issn. 1672-9722. 2019. 04. 048
Simulation and Analysis of Closed Loop Current in Distribution Network Based on PSCAD
Vol. 47 No. 4 980
计算机与数字工程 Computer & Digital Engineering
总第 354 期 2019 年第第474 卷期
基于 PSCAD 配电网合环电流仿真与分析 ∗
周宁 1 邵文权 1 张志华 2 姚迪 1
（1. 西安工程大学电子信息学院西安 710048）（2. 国网陕西省电力公司电力科学研究院西安 710100）