電網(wǎng)短路電流在線預(yù)測(cè)與限流決策的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于短路電流限制措施的選定以及繼電保護(hù)裝置的整定通常依賴于短路電流的計(jì)算。目前，國內(nèi)主要利用運(yùn)算曲線法來進(jìn)行短路計(jì)算。該方法計(jì)算手段有限，不能完全滿足對(duì)計(jì)算結(jié)果精度的要求以及生產(chǎn)實(shí)際需要。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，針對(duì)上述傳統(tǒng)方法的缺陷，國內(nèi)外已研究出能精確計(jì)算任意時(shí)刻短路電流的大型仿真軟件。但這些軟件運(yùn)行時(shí)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(diǎn)，并且還需進(jìn)行大量的調(diào)試工作，因此并不適于工程設(shè)計(jì)單位的實(shí)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(jì)算分析的現(xiàn)狀及監(jiān)測(cè)方面存在的不足，針對(duì)分析計(jì)算的精度和速度同時(shí)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(jī)模型及其主要負(fù)荷的參數(shù)模型，模型的選取兼顧了計(jì)算精確性和快速性，為本文后續(xù)的短路電流快速計(jì)算、超短期預(yù)測(cè)分析和快速?zèng)Q策計(jì)算打下理論基礎(chǔ)。
　　以提高電網(wǎng)短路電流計(jì)算的速度為出發(fā)點(diǎn)，考慮到電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣具有高度對(duì)稱

3、、元素稀疏、生成和修改簡(jiǎn)單快捷的特性，提出了基于稀疏矩陣變換的故障電流計(jì)算方法。首先對(duì)導(dǎo)納矩陣的生成過程進(jìn)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(jì)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(jìn)的非負(fù)矩陣分解法，用矩陣的低階運(yùn)算替代對(duì)原始導(dǎo)納矩陣的修改，由于低階更新運(yùn)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(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，為了更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來時(shí)刻的短路電流水平，首先

4、基于相似日負(fù)荷多點(diǎn)外推的方法，推導(dǎo)預(yù)測(cè)出當(dāng)前時(shí)刻后5分鐘的負(fù)荷趨勢(shì)值。其次利用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)訓(xùn)練模型對(duì)歸一化的輸入、輸出樣本值進(jìn)行迭代訓(xùn)練。最后將未來時(shí)刻的預(yù)測(cè)負(fù)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(cè)電流理想值，達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行提前掃描、分析、預(yù)警的目的。
　　在得到超短期預(yù)測(cè)短路電流的基礎(chǔ)上，結(jié)合繼電保護(hù)的開斷容量判斷5分鐘后的各節(jié)點(diǎn)是否處于安全狀態(tài)。當(dāng)預(yù)測(cè)到短路電流可能超標(biāo)時(shí)及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行基于稀疏矩陣變換的