- 頭條武漢大學科研人員提出四回非全線平行線路分布參數的精確測量方法2022-08-13 作者：高明鑫、胡志堅 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語武漢大學電氣與自動化學院、國網福建省電力有限公司經濟技術研究院的研究人員高明鑫、胡志堅、倪識遠、張志毅、牟洪江，在2022年第6期《電工技術學報》上撰文，提出一種四回非全線平行線路分布參數精確測量方法，建立四回非全線平行線路的非均勻傳輸線模型，通過拉普拉斯變換完整地得到四回線路的傳輸矩陣，獲得線路分布參數與線路兩端的電壓、電流之間關系的數學表達式。
隨著電力系統的日益發展，輸電網的結構愈加復雜，輸電線路的保護顯得尤為重要。線路參數的準確測量是輸電線路故障測距﹑距離保護﹑短路計算的重要保障。由于輸電線路所處環境復雜，基于卡松公式的理論計算具有較大的計算誤差，因此電力行業規定輸電線路參數需要進行實地測量。
輸電網規模的擴大必然帶來輸電線路走廊資源的短缺，為解決這一問題，我國廣泛采用多回線路平行架設。混壓四回輸電線路已被廣泛應用，目前國內外已有500kV/220kV、275kV/132kV等不同電壓等級的混壓線路，未來可能會出現1 000kV/ 500kV混壓線路。混壓四回線路通常只有一部分為四回同塔架設，其余部分為雙回同塔架設，耦合情況復雜，給參數測量帶來了很大的挑戰。
多回短距離輸電線路集中參數測量方法的研究目前已有較多成果，這些方法采用集中參數模型，無法測量四回平行線路的分布參數。傳統測量方法為單端測量法，步驟繁瑣且測量效率低。目前對于四回線路分布參數測量的研究多數使用四回全線平行架設輸電線路模型，現在為止還沒有有效的方法可以準確測量四回非全線平行線路的零序分布參數。
針對這一現狀，武漢大學電氣與自動化學院、國網福建省電力有限公司經濟技術研究院的研究人員高明鑫、胡志堅、倪識遠、張志毅、牟洪江，在2022年第6期《電工技術學報》上撰文，提出一種四回非全線平行線路分布參數精確測量方法，建立四回非全線平行線路的非均勻傳輸線模型，通過拉普拉斯變換完整地得到四回線路的傳輸矩陣，獲得線路分布參數與線路兩端的電壓、電流之間關系的數學表達式。
圖1 線路物理模型
研究人員在四種獨立測量方式下同步測量四回非全線平行線路首末兩端的零序電壓與零序電流，代入所提計算公式，可同時準確求解四回非全線平行輸電線路24個零序分布參數。他們利用PSCAD仿真軟件對本方法和其他方法進行仿真對比。
圖2 線路仿真模型
科研人員指出，仿真結果表明，本方法較現有測量方法具有更高的測量精度，操作步驟少，易于工程應用。
1）傳統測量方法采用集中參數模型，在長距離輸電線路中受線路分布效應的影響，且認為線路c與線路d兩部分的參數相等，其零序參數的測量精度明顯不足；現有方法因其適用范圍的局限性，所能測量的零序分布參數較少，且對零序電容的測量誤差較大；本方法基于分布參數模型，單獨處理四回耦合部分和雙回耦合部分，采用邏輯縝密的數學推導公式，得到零序分布參數的精確解析解，故具有很高的測量精度。
2）由于四回輸電線路架設形式的對稱性，本方法所需的測量方式減少為四種，這與需要12種測量方式的傳統方法相比，顯著提高了測量效率，且本方法能夠同時求得四回非全線平行輸電線路的24個零序參數。
3）本方法對線路長度的變化具有很強的適應性，且測量精度不受零序參數理論初值的影響，所以本測量方法可適用于任意電壓等級的長距離四回非全線平行輸電線路，同時也為四回非全線平行線路的其他布線形式提供了求解零序分布參數的思路。
本文編自2022年第6期《電工技術學報》，論文標題為“四回非全線平行線路零序分布參數測量方法”。論文第一作者為高明鑫，1997年生，碩士研究生，研究方向為輸配電線路參數測量。通訊作者為胡志堅，1969年生，博士，教授，博士生導師，研究方向為電力系統穩定分析與控制、輸電線路參數帶電測量等。本課題得到了國家自然科學基金資助項目的支持。
