基于最短電氣距離的運行方式組合方法

汪勇　李小紅

在復雜理論中，運用帶全網絡模型對大型電力系統進行描述的同時，選擇模型上節點之間的最短距離來對電氣聯系強弱進行描述。在這種組合及運行方式中，電子聯系的強弱為故障電流具體數值與分值數據的計算提供了判斷依據，并且在這種模式的基礎上找出系統內部相關故障電流數值與分值系數大于某個閾值的廠站，通過將其納入到方式組合之中，達到優化運行方式與組合方式的目的。

在電力系統的發展過程中，其規模的日益擴大導致系統內部的接線處理逐步呈現復雜化狀態，而舊模式的整定計算僅僅依據對側線路或者背側母線的輪段組合取得的單一定值來確定廠站的閾值。為進一步滿足整體與系統各部分的閾值計算要求，大范圍納入系統原件并根據電氣聯系的強弱來確定廠站的分值數據，需要將最短電氣距離的運行方式組合方法展開具體分析。

由于廠站接線處理方式的轉變定值數據產生了深刻的影響，運用電源級別表證整體線路的供電情況的方式總體來說比較繁瑣，且實用性不強；在以靈敏度系數為依據進行旁端參與的方式組合中，利用電網的節點阻抗矩陣方法雖然降低了計算過程的復雜性，但因為其在判斷的過程中利用故障節點來代替流入故障電路中的電流，在一定程度上降低了判斷的準確性；而利用耦合系數判斷參與組合的支路的組合方式則沒有考慮到廠站接線模式的變化對定值數據的影響。

一、帶權電力網絡與節點間的最短電氣距離

1.帶權電力網絡

電氣節點和節點之間形成的邊組構成一個復雜的網絡系統，對這個網絡系統進行整合，就形成所謂的電子系統，在這個系統中，節點是系統中的元素，其中節點與節點之間構成的邊是元素之間相互作用的產物。將系統中的每一個邊賦予權值，形成帶權網絡。通過對帶權網絡的描述可以確定節點之間聯系的強弱，進而可以在這個基礎上表現復雜網絡的構建。我們根據電力網絡的特點，做出以下假設：

將線路具體的阻抗參數X 1作為與之相對應的邊L的權值。在將變電站、發電機和各負荷分別看作網絡節點的基礎上，把變壓器和輸電線則看作電力網絡的邊。合并電子系統中同桿并架的雙回或者多回輸線路，將其以邊的形式賦予其“等值過后的線路電阻值”的權值。

2.節點之間的最短電氣距離

假設P為帶權圖G里面節點a和節點b之間所有的連同路徑中最短的一條，則我們可以把P稱為節點a與節點b之間的最短路徑，假設L是最短路徑中P經過的所有弧權值之和，則我們將L稱為節點a與節點b之間的最短距離。在有權網絡中，任意兩個節點之間所有路徑經過的所有弧的權值之和最小的路徑L，稱為節點之間的最短路徑，路徑L的權值之和L（a，b）是節點a與節點b的最短電氣距離。在電力網絡中，不同節點之間的電氣聯系所體現的強弱，在很大程度上是由節點之間電氣距離的數值大小來表現的，電氣距離的值越大，代表節點的聯系就越弱；相反，電氣距離越小，則節點之間的聯系越強。這其中包括典型的極端：當節點a和節點b之間沒有線路使他們完成連接的情況下，形成‘開路，此時他們的電氣距離是無窮大的；而當節點a和節點b之間出現短路的時候，他們的電氣距離為在數值上表示為“0”。所以，尋找兩個節點最短電氣距離的過程，就是找出兩個節點之間電氣聯系最強的線路。

二、 最短電氣距離的運行方式組合

傳統的整定計算在廠站論斷組合中具有范圍和連接方法上的局限性，因此，我們在引入最短電器距離作為判斷節點聯系的強弱，并依據具體的數值來確定廠站連接方式發生變化后可能出現的定值變化以及變化后產生的影響，判斷是否發生短路等故障。

1.故障電流計算的最短電氣距離判斷依據

在所有線路中，當某一節點或線路發生故障時，保護電流的電流值對保護的靈敏度有重大的影響，這是整定計算中重要的故障量計算。

2.分支系數計算的最短電氣距離判斷依據

在對整定進行保護時，為了保證其能具備良好的選擇性，避免發生越級動作，需要將分支系數的變化加以考慮。具體情況是分支系數是由其所配合的支路與相應的保護支路的比值決定的。在系統的運行方式發生改變后，其具體的分支系數也會隨之發生改變。

具體假設某一個系統存在兩條線路L1 和L2 ，兩者保護與配合關系如下圖所示，將母線c設置故障點中，假定故障發生時經過保護電阻R1 的電流為L1 ，流過保護電阻R2 的電流為L2，可以得出這個分支的系數Kf=L1/L2 。

從圖示可以得出，當其與母線與其所連接的廠站之間運行方式出現變化時，電流L2在這一過程中會受到很大的影響，Kf的具體數值值也會隨之發生變化。在考慮大范圍的連接方式即廠站的運行方式發生變化對Kf數值的具體影響時，可以把電源與母線b之間最短的電氣距離作為變量來為具體數值的變化提供判斷依據。

三、結束語

本文使用帶權網絡模型對電力系統展開描述，通過建立數學模式的方法分析了基于最短電氣距離的運行方式組合方法。這種方式是針對實際生活中，廠長日益擴大導致連接方式發生改變與復雜化的具體情況而逐步建立，彌補了傳統運行組合方式的局限性，進而提高了具體設置保護定值的科學性與合理性。

參考文獻：

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