電網(wǎng)短路電流在線預(yù)測與限流決策的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)工程設(shè)計中，對于短路電流限制措施的選定以及繼電保護裝置的整定通常依賴于短路電流的計算。目前，國內(nèi)主要利用運算曲線法來進行短路計算。該方法計算手段有限，不能完全滿足對計算結(jié)果精度的要求以及生產(chǎn)實際需要。隨著計算機的發(fā)展，針對上述傳統(tǒng)方法的缺陷，國內(nèi)外已研究出能精確計算任意時刻短路電流的大型仿真軟件。但這些軟件運行時存在收集設(shè)備參數(shù)工作量大、建立暫態(tài)模型復(fù)雜困難的缺點，并且還需進行大量的調(diào)試工作，因此并不適于工程設(shè)計單位的實際工程應(yīng)

2、用。
　　本文分析了短路電流增大的原因和國內(nèi)外短路電流計算分析的現(xiàn)狀及監(jiān)測方面存在的不足，針對分析計算的精度和速度同時展開研究，主要內(nèi)容如下:
　　從電力系統(tǒng)的基本模型出發(fā)，分析了電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型、發(fā)電機模型及其主要負荷的參數(shù)模型，模型的選取兼顧了計算精確性和快速性，為本文后續(xù)的短路電流快速計算、超短期預(yù)測分析和快速決策計算打下理論基礎(chǔ)。
　　以提高電網(wǎng)短路電流計算的速度為出發(fā)點，考慮到電力系統(tǒng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣具有高度對稱

3、、元素稀疏、生成和修改簡單快捷的特性，提出了基于稀疏矩陣變換的故障電流計算方法。首先對導(dǎo)納矩陣的生成過程進行優(yōu)化，其次應(yīng)用三角分解法將導(dǎo)納矩陣分解形成因子表以便計算中快速調(diào)用;最后基于稀疏矩陣的低階更新原理和改進的非負矩陣分解法，用矩陣的低階運算替代對原始導(dǎo)納矩陣的修改，由于低階更新運算具有解的唯一性，可以快速地獲得較為精確的短路電流值。
　　在基于稀疏矩陣變換的短路電流計算結(jié)果基礎(chǔ)上，為了更準確地預(yù)測未來時刻的短路電流水平，首先

4、基于相似日負荷多點外推的方法，推導(dǎo)預(yù)測出當前時刻后5分鐘的負荷趨勢值。其次利用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進訓(xùn)練模型對歸一化的輸入、輸出樣本值進行迭代訓(xùn)練。最后將未來時刻的預(yù)測負荷作為最后一組輸入樣本，經(jīng)訓(xùn)練模型輸出超短期的預(yù)測電流理想值，達到對網(wǎng)絡(luò)進行提前掃描、分析、預(yù)警的目的。
　　在得到超短期預(yù)測短路電流的基礎(chǔ)上，結(jié)合繼電保護的開斷容量判斷5分鐘后的各節(jié)點是否處于安全狀態(tài)。當預(yù)測到短路電流可能超標時及時自動進行基于稀疏矩陣變換的