基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法

发表时间:2020/10/29   来源:《建筑科技信息》2020年第6期   作者:许菲
[导读] 通过离散傅氏计算方法计算出输电线路的特征参数值,进而输电线路的特征参数测试方法消除各个输电线路之间的干扰,提高输电线路特征参数测量结果的准确性

        摘要:输电线路特性参数测试常用的方法是基于集总参数模型的一字型互感测试方法。该方法不考虑电容对传输线耦合的影响,忽略了传输线中的电容参数。为了解决这一问题,提出基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法,通过离散傅氏计算方法计算出输电线路的特征参数值,进而输电线路的特征参数测试方法消除各个输电线路之间的干扰,提高输电线路特征参数测量结果的准确性。
        关键词:三维GIS技术;输电线路;特征参数;参数测试;


        传统的输电线路特征参数测试方法很容易受到外界环境干扰,测试误差值多。为了解决这一问题,基于三维GIS技术研究了一种新的输电线路特征参数测试方法,首先测试输电线路参数,构建输电线路两端模型,利用三维GIS技术收集变频信号,制定了用于输电线路参数测试的引线控制箱,然后在线计算输电线路参数,在输电路的两端进行实时电压、电流测量,构建输电线路零序列电流模拟图,根据模拟结果计算电路参数,最后带电测量输电线路零序参数,利用最小二乘法获得输电线路中的零序列抗阻值。在干扰环境下对6个零序参数值进行测量,结果表明,基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法测量误差值少于传统方法。
        一、三维GIS技术的输电线路参数在线计算
       基于三维GIS技术的输电线路参数在计算输电线路特征参数过程中,对于输电线路的零序列参数的测量有很大缺点,传统方法在测试输电线路参数时,测出的零序列参数结果总是偏大或者偏小,与真实值相差跟多,这对三维GIS技术的发展起来了阻碍作用。三维GIS技术的输电线路特征参数测试系统是通过电力系统进行动态监视分析的,作为一种多功能测试系统方法,三维GIS技术拥有比同步相量测量法更精确的测量值,同时具备高速通信功能和运行内存大的特性。尤其适用于目前正在热潮发展中的电网通信的实时监测,在三维GIS技术输电线路参数测量方法中,相量测量单元在GPS提供精确的时间前提下,对输电线路不同区域的电压参数、电流信号进行收集分析。分析后通过离散傅氏算法对输电线路的基本参数值进行小波间计算,它的优点在于内存空间大,可以短时间内收集大量的参数值,所以对于任何暂态的基频参数值都是准确的。因为输电线路各区域的数据参数是实时数据,所以可以直接用于计算,输电线路特征参数计算过程为,以向量表达式为基础结合离散傅氏变换算法求出向量值。对于输电线路的各序列参数测量的目的,所以提出三维GIS技术不对称增量的方法,当A相电流值偏低的情况下三维电流相量为Ia、Ib、Ic,进一步分解出的对称向量为Iai、Ibi、Ici和不对称向量Ia1、Ib2、Ic3,不对称相量继续分为正序列、负序列、零序列,3个序列表示为I1、I2、I3。依靠目前发展的输电线路的复杂结构,输电线路的正序抗阻值是A相线路两端的电压相量差值和正序、负序A相相线的对称分量3个序列值和的比值,输电线路的零序线阻为负序列和正序抗阻值的乘积比上零序列值。三维GIS技术计算输电线路特征参数值可以应用多个方面,例如互感线路或者较难的无互感线路。
        二、基于三维GIS技术的输电线路零序参数带电测量
在输电线路不发生意外的情况下,即便电路中不在施加另外的零序电流源,这个安全的输电线路接地系统会因为外界其他设备的磁场影响线路中正负电荷不平衡,出现零序列电流和电压。所以为了控制输电线路接地系统中的零序电流和电压值,让输电线路正常工作,采取三维GIS技术的增量法。基于        三维GIS技术的输电线路零序参数带电测量电路如图1所示。
              

        图1输电线路零序参数带电测量电路
        输电线路中的零序电流会分解为原有的零序电流和增量电流。在所有的输电线路中随机的挑选一条输电线路,向这条输电线路中增加零序电流,这样所有的输电线路中就会都存在电流增量;然后通过最小二乘法计算出经过三维GIS技术增量整理p次测量后的输电线路的零序电流增量矩阵和阻抗矩阵的乘积值,这样就得到了输电线路中的零序列抗阻值。在三维GIS技术的输电线路参数测试数据计算基础上,通过三维GIS技术增量方法可以准确的测量输电线路的零序列参数。
        三、实验研究
       为了证明基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法的有效性,实验由不共端输电线路的仿真模型。传统的输电线路参数测试方法需要测量输电线路零序阻抗参数,为了让数据更具有说服力所以实验分别用两种测量方法各测量6次的到零序参数值。传统的测量方法比基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法精确度低,误差大。在通电线路为一定长度时传统方法的误差已经达到了50%,研究的方法测试误差小于3%。因此基于三维GIS技术更适用于输电线路的特征参数测试。观察结果数据可得出传统的测试方法的零序列电阻误差为1.2%,零序列电阻误差值为0.8%,但是基于三维GIS技术的零序列电阻测量误差为0.2%,零序列电容的测试误差为0.3%。所以基于三维GIS技术的输电线路特征参数测试结果测试误差小精确度高。不同输电线路具有不同的类型的零序列参数,由于输电线路的参数分布方法是相类似的,所以基于三维GIS技术的输电线路的特征参数测试以第一次实验的输电线路的基本数据为基础,引入未知代数A参数变化对比值,A是由改变后的输电线路特征参数值和上段的特征参数值的差值比上上段的线路的特征参数值的百分数。改变后的输电线路特征参数测试结果        如图2所示。
         

        图2改变后的输电线路特征参数测试结果图
        总之,利用三维GIS技术输电线路参数的测试方法结合离散傅氏算法计算出输电线路的特征参数值,在这一基础上利用三维技术的零序列测试方法可以有效的对输电线路特征参数进行测试,面对噪音和周围环境的干扰,基于三维GIS技术测试方法的误差是目前电力系统工程可以接受的误差范围。
        参考文献:
        [1]刘萍.三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法探讨.2019.
        [1]张小晔.浅谈三维GIS技术的输电线路特征参数测试方法.2019.

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