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区域直流地电位波动源的定位方法

阅读：593发布：2024-01-04

专利汇可以提供区域直流地电位波动源的定位方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及输变电技术领域，公开了一种区域直流地电位波动源的定位方法，包括以下步骤：建立变电站接地中性点直流监测网络，获取接地中性点的直流电流大小和方向，以监测网络中的直流输电大地返回运行方式下的变压器直流电流监测数据为基础开发直流分布计算软件，通过直流分布计算软件推演变电站接地中性点直流电流分布并与监测网络获取的接地中性点的直流电流大小和方向对比，取得波动源的位置和电流大小。本发明区域直流地电位波动源的定位方法利用现有的区域交流电网变电站系统，精确定位地电位波动源，无须另行检测检测站点，大幅度降低了检测成本。，下面是区域直流地电位波动源的定位方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种区域直流地电位波动源的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)建立区域交流电网变电站接地中性点直流监测网络，获取接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小和方向；
B)在所述步骤A)建立的接地中性点直流监测网络中，取接地中性点直流监测网络中各边沿位置变电站的接地中性点直流电流方向为波动源在接地中性点直流监测网络各边沿位置的电流方向；
C)从接地中性点直流监测网络各边沿位置向内依次取变电站接地中性点直流电流方向，直至所取的变电站接地中性点直流电流方向与相对应的接地中性点直流监测网络边沿位置在所述步骤B)中取得的波动源电流方向相反，则所取的变电站区域为波动源区域；
D)根据所述步骤A)中接地中性点直流监测网络中的直流输电大地返回运行方式下的变压器直流电流监测数据，结合网络直流电流参数和大地电阻率参数，开发直流分布计算软件；
E)结合变电站地理位置信息，利用所述步骤D)中开发的直流分布计算软件，在所述步骤C)中确定的波动源区域内随机设置波动源位置，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向做对比，通过调整随机波动源的位置，直至计算出的变电站接地中性点直流电流分布的直流电流方向均与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向相同，即确定该随机波动源的位置为实际发生的波动源的位置；
F)在所述步骤E)确定的波动源位置上增减波动源电流大小，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小做对比，至计算出的变电站接地中性点直流电流分布中的直流电流大小均与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小误差小于0.1％时，即确定该波动源的电流大小为实际发生的波动源的电流大小。
2.根据权利要求1所述区域直流地电位波动源的定位方法，其特征在于：所述步骤D)中，所述直流分布计算软件包含区域交流电网中由节点和支路组成的直流电流分布模型，所述直流分布计算软件结合场路耦合模型建立波动源与直流电流分布的关系。
3.根据权利要求1所述区域直流地电位波动源的定位方法，其特征在于：所述步骤D)中，所述直流分布计算软件将波动源区域进行网格划分。
4.根据权利要求3所述区域直流地电位波动源的定位方法，其特征在于：所述步骤E)中，逐次在每个网格中随机设置波动源位置，进行计算。

说明书全文

区域直流地电位波动源的定位方法

技术领域

[0001] 本发明涉及输变电技术领域，具体涉及一种区域直流地电位波动源的定位方法。

背景技术

[0002] 最近的多项研究发现，磁暴、高空核爆、城市轨道交通、直流输电系统单极大地运行等活动会引起大范围地表电位的明显波动，从而在电力系统接地运行的变压器中性点上产生直流电流或者是近似于直流电流的甚低频电流。这个电流不仅危及交流电网的安全运行，也会对地下金属管道和工业用电设备产生众多不利影响，不仅会造成大地电位波动源附近地区的电力系统和地下金属管网系统的不正常工作、地震监测台网误报，还会产生一系列连锁反应，造成重大的安全事故和经济损失，给现代社会带来巨大的负面影响。

[0003] 输电网络由于其广阔的地理分布和低阻网络特性，地电位波动能够在电力系统内产生特征电流分布，所以输电网络是一个能够很好地发现地电位波动的监测网络，目前国内外针对直流输电大地返回运行方式下交流系统内的特征电流分布进行了大量的研究，但这些研究属于正向思维的研究，即在波动源已知的情况下计算地电位的波动，从而计算电力系统内的直流电流分布，并不能定位地电位波动源。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种区域直流地电位波动源的定位方法，能够通过监测变压器中性点电流初步判断波动源位置和方向，再通过直流分布计算软件推演波动源的具体位置和电流大小。

[0005] 为实现上述目的，本发明所设计的区域直流地电位波动源的定位方法，包括以下步骤：

[0006] A)建立区域交流电网变电站接地中性点直流监测网络，获取接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小和方向；

[0007] B)在所述步骤A)建立的接地中性点直流监测网络中，取接地中性点直流监测网络中各边沿位置变电站的接地中性点直流电流方向为波动源在接地中性点直流监测网络各边沿位置的电流方向；

[0008] C)从接地中性点直流监测网络各边沿位置向内依次取变电站接地中性点直流电流方向，直至所取的变电站接地中性点直流电流方向与相对应的接地中性点直流监测网络边沿位置在所述步骤B)中取得的波动源电流方向相反，则所取的变电站区域为波动源区域；

[0009] D)根据所述步骤A)中接地中性点直流监测网络中的直流输电大地返回运行方式下的变压器直流电流监测数据，结合网络直流电流参数和大地电阻率参数，开发直流分布计算软件；

[0010] E)结合变电站地理位置信息，利用所述步骤D)中开发的直流分布计算软件，在所述步骤C)中确定的波动源区域内随机设置波动源位置，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向做对比，通过调整随机波动源的位置，直至计算出的变电站接地中性点直流电流分布的直流电流方向均与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向相同，即确定该随机波动源的位置为实际发生的波动源的位置；

[0011] F)在所述步骤E)确定的波动源位置上增减波动源电流大小，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小做对比，至计算出的变电站接地中性点直流电流分布中的直流电流大小均与所述步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小误差小于0.1％时，即确定该波动源的电流大小为实际发生的波动源的电流大小。

[0012] 优选地，所述步骤D)中，所述直流分布计算软件包含区域交流电网中由节点和支路组成的直流电流分布模型，所述直流分布计算软件结合场路耦合模型建立波动源与直流电流分布的关系。

[0013] 优选地，所述步骤D)中，所述直流分布计算软件将波动源区域进行网格划分。

[0014] 优选地，所述步骤E)中，逐次在每个网格中随机设置波动源位置，进行计算。

[0015] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0016] 1、本发明利用输电网络地理分布广阔、地上网络电阻较土壤电阻低、且任意地电位波动源可以在电力系统内部产生特征电流的特点，更加易于实现对地点位波动的监测和定位；

[0017] 2、利用电力系统网络参数及土壤参数，在理论上建立地电位波动源与变电站接地中性点电流之间的互推关系，实现波动源准确定位，且在直流分布软件中验证，保证了定位的精确性；

[0018] 3、本发明利用现有的区域交流电网变电站系统，精确定位地电位波动源，无须另行检测检测站点，大幅度降低了检测成本。

具体实施方式

[0019] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0020] 本发明区域直流地电位波动源的定位方法，包括以下步骤：

[0021] A)根据某地具体经纬度，建立区域交流电网变电站接地中性点直流监测网络，并获取接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小和方向，本实施例中区域交流电网变电站接地中性点直流监测网络包含如下16个变电站；

[0022]

[0023]

[0024] B)在步骤A)建立的接地中性点直流监测网络中，取接地中性点直流监测网络中各边沿位置变电站的接地中性点直流电流方向为波动源在接地中性点直流监测网络各边沿位置的电流方向；

[0025] C)从接地中性点直流监测网络各边沿位置向内依次取变电站接地中性点直流电流方向，直至所取的变电站接地中性点直流电流方向与相对应的接地中性点直流监测网络边沿位置在步骤B)中取得的波动源电流方向相反，则所取的变电站区域为波动源区域；本实施例中15号变电站所在区域为波动源区域；

[0026] D)根据步骤A)中接地中性点直流监测网络中的直流输电大地返回运行方式下的变压器直流电流监测数据，结合网络直流电流参数和大地电阻率参数，开发直流分布计算软件，直流分布计算软件将波动源区域进行网格划分，且包含区域交流电网中由节点和支路组成的直流电流分布模型，直流分布计算软件结合场路耦合模型建立波动源与直流电流分布的关系；

[0027] E)结合变电站地理位置信息，利用步骤D)中开发的直流分布计算软件，在步骤C)中确定的波动源区域内逐次在每个网格中随机设置波动源位置，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向做对比，通过调整随机波动源的位置，直至计算出的变电站接地中性点直流电流分布的直流电流方向均与步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流方向相同，即确定该随机波动源的位置为实际发生的波动源的位置；本实施例计算结果为经度121.5019°纬度30.9699°；

[0028] F)在步骤E)确定的波动源位置上增减波动源电流大小，通过直流分布计算软件计算出变电站接地中性点直流电流的分布，将计算出的变电站接地中性点直流电流分布与步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小做对比，至计算出的变电站接地中性点直流电流分布中的直流电流大小均与步骤A)中取得的接地中性点直流监测网络中所有接地中性点的直流电流大小误差小于0.1％时，即确定该波动源的电流大小为实际发生的波动源的电流大小，本实施例中的计算结果为3002.5A。

[0029] 将计算得到的结果与实际参数对照，数据相吻合，如下表：

[0030]

[0031] 本发明区域直流地电位波动源的定位方法利用现有的区域交流电网变电站系统，精确定位地电位波动源，无须另行检测检测站点，大幅度降低了检测成本，且利用电力系统网络参数及土壤参数，在理论上建立地电位波动源与变电站接地中性点电流之间的互推关系，实现波动源准确定位，且在直流分布软件中验证，保证了定位的精确性。

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