(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111456749.3 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 国网河南省电力公司经济技 术研究 院 地址 450052 河南省郑州市二七区嵩 山南 路87号院办公区C楼1-10层 (72)发明人 陈晨　康祎龙　齐桓若　闫向阳　 王顺然　刁旭　翟育新　薛文杰　 郭放　宋晓帆　宋景博　李凯　 张金凤　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 代理人 彭艳君 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种无变压器模型的大型电网直流偏磁风 险评估方法 (57)摘要 本发明涉及直流偏磁风险评估技术， 具体涉 及一种无变压器模型的大型电网直流偏磁风险 评估方法， 包括获取n个电站的经纬度信息和接 地电阻Ri， i＝1，…， n信息， 求n ×n阶变电站接地 电导矩阵[Ygg]： 整理线路电阻Li， i＝1，…， l信 息， 求l×l阶母线‑线路电导矩阵[Ybb]： 进行无 变压器的直流电流分布建模； 进行无变压器的直 流电流分布的求解； 当从电网得到[Iac]数据以 后， 根据具体的变压器参数来确定直流偏磁的风 险。 该方法大幅降低了直流偏磁风险评估模型的 计算规模和复杂程度， 可以在不考虑变压器具体 参数的情况下优先形成直流电流分布的计算结 果， 根据计算结果代入至具体的变压器模型， 实 现变压器的直流偏磁风险评估。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 114329901 A 2022.04.12 CN 114329901 A 1.一种无变压器模型的大 型电网直 流偏磁风险评估方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1、 获取n个电站的经纬度信息和接地电阻Ri， i＝1，…， n信息， 求出n ×n阶变电站 接 地电导矩阵[Ygg]： 其中， dia g()表示由向量 构成的对角阵； 若收集到变电站接地电阻测量数据则有： Ri＝RiM                            (13) 式中， RiM为变电站接地电阻测量数据； 若未能收集变电站接地电阻测量数据， 变电站当地视为均匀土壤时则有： 式中， ρi为变电站当地均匀土壤率,A为接地网的总面积； 若未能收集变电站接地电阻测量数据， 变电站当地视为水平分层土壤则有： 式中， ρi0为变电站当地表面土壤率， α和β 分别为分层土壤的复镜像大小和位置， zi为接 地网的埋深， ρ1…ρd分别为各层的大地电阻率， h1…hd‑1分别为各层大地的厚度； 利用复镜像法计算以下格林函数： 式中， r1为变电站至直流接地极 的距离， I为流入变电站的入地电流， z为变电站接地网 的埋深， z0为直流接地极的埋深， J0为第1类零阶贝塞尔函数， λ为积分变量， ρ1…ρd分别为各 层的大地电阻率， h1…hd‑1分别为各层大地的厚度； 复镜像法为利用F函数的复镜像拟合式(17)实现求 解； 式中， k为复镜像的数量， α和β 分别为复镜像的大小和位置； 式(17)代入式(16)即可导 出式(15)； 步骤2、 整理线路的线路电阻Li， i＝1，…， l信息， 求 l×l阶母线‑线路电导矩阵[Ybb]： 其中， [Al]为l×n阶线路与母线的关联矩阵； [Al]中线路起点对应的母线元素为 ‑1， 线 路的终点对应的母线元 素为1， 同一行的其 余元素为0； [Al]T为[Al]的转置运 算； 步骤3、 进行 无变压器的直 流电流分布建模；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114329901 A 2步骤3.1、 改写直 流电流分布场路耦合模型为如下 形式： [Fg]＝([Ybb]+[Ygg])[Vg]                      (19) 式中， [Fg]为变电站接地节点注入电流列向量； [Vg]为变电站接地节点电压列向量； 步骤3.2、 按定义重算[Fg]： 式中， [Fg]为变电站接地节点注入电流列向量； 步骤3.3、 按定义重算[Vg]： 式中， [M]为变电站之间的互电阻矩阵， [Mdc]为变电站与直流接地极之间的互电阻矩 阵， [Ig]为变电站的入地电流列向量， [Idc]为直流接地极的入地电流列向量； 步骤3.4、 根据式(15)计算[M]： 第i号变电站和第j号变电站的互电阻M(i,j)的计算公式为： 式中， ρi0为第i号变电站当地表面土壤率， ρj0为第j号变电站当地表面土壤率， α和β 分别 为分层土壤的复镜像大小和位置， r2为第i号变电站和第j号变电站的距离； 步骤3.5、 根据式(15)计算[Mdc]： 式中， r3为第i号变电站与直 流接地极的距离； 步骤4、 进行 无变压器的直 流电流分布的求 解； 联立公式(12)～(23)， 解出[Vg]， 并进一 步根据节点电压的分布求出支路电流[Iac]： 步骤5、 当从电网得到[Iac]数据以后， 根据具体的变压器参数来确定直 流偏磁的风险： (1)单相变压器： [I1]＝[A1][Iac]                  (25) 式中， [A1]为单相变压器绕组电流与支路电流的关联矩阵； (2)双绕组/三绕组变压器： [I23]＝[A23][Iac]                  (26) 式中， [A23]为双绕组/三绕组变压器绕组电流与支路电流的关联矩阵； (3)自耦变压器： [Ia]＝[Aa][Iac]                  (27)权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114329901 A 3