短路电流的确定方法及装置

1.一种短路电流的确定方法，应用于两回输电线路，其特征在于，所述方法包括：获取第一故障点的自阻抗、第二故障点的自阻抗以及所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，其中，所述第一故障点为第一回输电线路上非断线故障的故障点，所述第二故障点为第二回输电线路上非断线故障的故障点，所述第一故障点的至少一相跨接到所述第二故障点的至少一相；根据所述第一故障点的自阻抗、所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，以及所述第一故障点发生故障前的序电压确定所述第一故障点的序电压模型；根据所述第二故障点的自阻抗、所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，以及所述第二故障点发生故障前的序电压确定所述第二故障点的序电压模型；根据所述第一故障点的序电压模型和所述第二故障点的序电压模型获取序电压网络模型；获取故障拓扑图，其中，所述故障拓扑图包括所述第一故障点的每一相的开关参量、所述第二故障点的每一相的开关参量、连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的每个跨接点的开关参量、接地跨接点的接地过渡电阻以及每个故障相的过渡电阻；根据所述故障拓扑图确定相故障边界条件第一模型，所述相故障边界条件第一模型包括所述第一故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，以及所述每个跨接点的电压、电流和接地过渡电阻；根据所述序电压网络模型和所述相故障边界条件第一模型确定所述第一故障点的短路电流和所述第二故障点的短路电流；所述第一故障点的序电压模型为： 所述第二故障点的序电压模型为： 其中，Z K1,K1 表示故障点K1的自阻抗，Z K2,K2 表示故障点K2的自阻抗，Z K1,K2 表示故障点K1和故障点K2的互阻抗， 表示故障点K1的电压相量， 表示故障点K1的电流相量， 表示故障点K2的电压相量， 表示故障点K2的电流相量， 表示故障点K1故障前的正序电压相量， 表示故障点K2故障前的正序电压相量；电压相量、电流相量以及阻抗的上标(1)、(2)、(0)分别代表正、负、零序；所述序电压网络模型用矩阵形式表示为： 其中， E 6x6 表示6阶单位矩阵， 表示正序、负序、零序的阻抗矩阵， 表示故障点故障前的正序、负序、零序的电压列向量；所述根据所述序电压网络模型和所述相故障边界条件第一模型确定所述第一故障点的短路电流和所述第二故障点的短路电流，包括：根据所述相故障边界条件第一模型确定相故障边界条件第二模型，所述相故障边界条件第二模型包括所述第一故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，以及所述每一个跨接点的接地过渡电阻；其中，所述相故障边界条件第一模型使用矩阵形式表示为： a表示故障相连接的跨接点的个数， 表示故障点的A相、B相和C相的电压列向量、 表示故障点的A相、B相和C相的电流列向量， 表示跨接点的电压列向量，M [(6+a)×(12+a)] 表示所述第一故障点和所述第二故障点的关联矩阵；其中，相故障边界条件第二模型使用矩阵形式表示为： M′ 6×12 表示所述第一故障点和所述第二故障点的关联矩阵；根据所述相故障边界条件第二模型的确定序故障边界条件第二模型，所述序故障边界条件第二模型包括所述第一故障点每一序的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一序的电压、电流和过渡电阻，以及所述每一个跨接点的接地过渡电阻；其中，所述序故障边界条件第二模型使用矩阵形式表示为： 表示所述第一故障点和所述第二故障点的正序、负序、零序电压列相量， 表示所述第一故障点和所述第二故障点的正序、负序、零序电流列向量， Q1表示相序转换矩阵，b＝e j120° ；根据所述序电压网络模型和所述序故障边界条件第二模型确定短路电流模型，以得到所述第一故障点的短路电流和所述第二故障点的短路电流；其中，所述短路电流模型使用矩阵形式表示为： 根据所述短路电流模型确定的 为交叉跨越故障的正序、负序、零序的短路电流。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一故障点的自阻抗、第二故障点的自阻抗以及所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，包括：基于第一预设公式获取所述第一故障点的自阻抗；基于第二预设公式获取所述第二故障点的自阻抗；基于第三预设公式获取所述第一故障点和所述第二故障点的互阻抗；所述第一预设公式包括：其中，K1表示所述第一故障点，D1D2表示所述第一回输电线路，L 1 表示所述第一故障点K1到端点D1的距离，L 2 表示所述第一故障点K1到端点D2的距离，Z D1D1 表示所述端点D1的自阻抗，Z D2D2 表示所述端点D2的自阻抗，Z D1D2 表示所述端点D1和所述端点D2的互阻抗，Z 1 表示所述第一回输电线路D1D2的总阻抗；所述第二预设公式包括：其中，K2表示所述第二故障点，D3D4表示所述第二回输电线路，L 3 表示所述第二故障点K2到端点D3的距离，L 4 表示所述第二故障点K2到端点D4的距离，Z D3D3 表示所述端点D3的自阻抗，Z D4D4 表示所述端点D4的自阻抗，Z D3D4 表示所述端点D3和所述端点D4的互阻抗，Z 2 表示所述第一回输电线路D3D4的总阻抗；所述第三预设公式包括：Z K1,K2 ＝L 4 ×L 2 ×Z D1D3 +L 4 ×L 1 ×Z D2D3 +L 3 ×L 2 ×Z D1D4 +L 3 ×L 1 ×Z D2D4 ；其中，Z D1D3 表示所述端点D1和所述端点D3的互阻抗，Z D2D3 表示所述端点D2和所述端点D3的互阻抗，Z D1D4 表示所述端点D1和所述端点D4的互阻抗，Z D2D4 表示所述端点D2和所述端点D4的互阻抗。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障拓扑图确定相故障边界条件模型，包括：根据每个故障点每一相的开关参量确定注入电流的第一表达式；根据连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的跨接点的开关参量确定注入电流的第二表达式；根据每个故障点的每一相的注入电流的第一表达式和每个跨接点的连接的故障相的注入电流的第二表达式确定所述相故障边界条件第一模型；所述根据每个故障点每一相的开关参量确定注入电流的第一表达式，包括：对于所述第一故障点和所述第二故障点的每一相均按照下面S1-S2中针对故障点Kd的P相的操作进行处理，其中，d∈{1,2}，p∈{A,B,C}：S1：若确定所述故障点Kd的P相的开关参量为零，所述故障点Kd的P相没有发生故障，确定注入电流的第一表达式为 其中， 表示所述故障点Kd的P相的注入电流；或者，S2：若确定所述故障点Kd的P相的开关参量为w，所述故障点Kd的P相通过第w跨接点短路，获取所述故障点Kd的P相的过渡电阻的预设值，根据所述故障点Kd的P相的过渡电阻的预设值确定注入电流的第一表达式为 其中，w∈{1,2,3}， 表示第w跨接点FGw的电压， 表示所述故障点Kd的P相电压，R KdP 表示所述故障点Kd的P相的过渡电阻；在根据上述针对所述故障点Kd的P相的操作对所述第一故障点和所述第二故障点的每一相进行处理之后，所述根据连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的跨接点的开关参量确定注入电流的第二表达式，包括：对于连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的每一个跨接点均按照下面H1-H2中针对所述第w跨接点的操作进行处理：H1：若确定所述第w跨接点的开关参量为零，所述第w跨接点不接地，根据与所述第w跨接点连接的所有故障点的故障相的电流确定注入电流的第二表达式为 其中，S KdP 表示所述故障点Kd的P相的开关参量；或者，H2：若确定所述第w跨接点的开关参量为1，所述第w跨接点接地，根据所述第w跨接点的接地过渡电阻确定所述注入电流的第二表达式为 其中，R FGw 所述第w跨接点FGw的接地过渡电阻。 4.一种短路电流的确定装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块和确定模块；所述获取模块，用于：获取第一故障点的自阻抗、第二故障点的自阻抗以及所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，其中，所述第一故障点为第一回输电线路上非断线故障的故障点，所述第二故障点为第二回输电线路上非断线故障的故障点，所述第一故障点的至少一相跨接到所述第二故障点的至少一相；所述确定模块，用于：根据所述第一故障点的自阻抗、所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，以及所述第一故障点发生故障前的序电压确定所述第一故障点的序电压模型；根据所述第二故障点的自阻抗、所述第一故障点与所述第二故障点的互阻抗，以及所述第二故障点发生故障前的序电压确定所述第二故障点的序电压模型；所述获取模块，还用于：根据所述第一故障点的序电压模型和所述第二故障点的序电压模型获取序电压网络模型；获取故障拓扑图，所述故障拓扑图包括所述第一故障点的每一相的开关参量、所述第二故障点的每一相的开关参量、连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的每个跨接点的开关参量、接地跨接点的接地过渡电阻以及每个故障相的过渡电阻；所述确定模块，还用于：根据所述故障拓扑图确定相故障边界条件第一模型，所述相故障边界条件第一模型包括所述第一故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，以及所述每个跨接点的电压、电流和接地过渡电阻；根据所述序电压网络模型和所述相故障边界条件第一模型确定所述第一故障点的短路电流和所述第二故障点的短路电流；所述第一故障点的序电压模型为： 所述第二故障点的序电压模型为： 其中，Z K1,K1 表示故障点K1的自阻抗，Z K2,K2 表示故障点K2的自阻抗，Z K1,K2 表示故障点K1和故障点K2的互阻抗， 表示故障点K1的电压相量， 表示故障点K1的电流相量， 表示故障点K2的电压相量， 表示故障点K2的电流相量， 表示故障点K1故障前的正序电压相量， 表示故障点K2故障前的正序电压相量；电压相量、电流相量以及阻抗的上标(1)、(2)、(0)分别代表正、负、零序；所述序电压网络模型用矩阵形式表示为： 其中， E 6x6 表示6阶单位矩阵， 表示正序、负序、零序的阻抗矩阵， 表示故障点故障前的正序、负序、零序的电压列向量；所述确定模块具体用于：根据所述相故障边界条件第一模型中确定相故障边界条件第二模型，所述相故障边界条件第二模型包括所述第一故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一相的电压、电流和过渡电阻，以及所述每一个跨接点的接地过渡电阻；其中，所述相故障边界条件第一模型使用矩阵形式表示为： a表示故障相连接的跨接点的个数， 表示故障点的A相、B相和C相的电压列向量、 表示故障点的A相、B相和C相的电流列向量， 表示跨接点的电压列向量，M [(6+a)×(12+a)] 表示所述第一故障点和所述第二故障点的关联矩阵；其中，相故障边界条件第二模型使用矩阵形式表示为： M′ 6×12 表示所述第一故障点和所述第二故障点的关联矩阵；根据所述相故障边界条件第二模型的确定序故障边界条件第二模型，所述序故障边界条件第二模型包括所述第一故障点每一序的电压、电流和过渡电阻，所述第二故障点每一序的电压、电流和过渡电阻，以及所述每一个跨接点的接地过渡电阻；其中，所述序故障边界条件第二模型使用矩阵形式表示为： 表示所述第一故障点和所述第二故障点的正序、负序、零序电压列相量， 表示所述第一故障点和所述第二故障点的正序、负序、零序电流列向量， Q1表示相序转换矩阵，b＝e j120° ；根据所述序电压网络模型和所述序故障边界条件第二模型确定短路电流模型，以得到所述第一故障点的短路电流和所述第二故障点的短路电流；其中，所述短路电流模型使用矩阵形式表示为： 根据所述短路电流模型确定的 为交叉跨越故障的正序、负序、零序的短路电流。 5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：基于第一预设公式获取所述第一故障点的自阻抗；基于第二预设公式获取所述第二故障点的自阻抗；基于第三预设公式获取所述第一故障点和所述第二故障点的互阻抗；所述第一预设公式包括：其中，K1表示所述第一故障点，D1D2表示所述第一回输电线路，L 1 表示所述第一故障点K1到端点D1的距离，L 2 表示所述第一故障点K1到端点D2的距离，Z D1D1 表示所述端点D1的自阻抗，Z D2D2 表示所述端点D2的自阻抗，Z D1D2 表示所述端点D1和所述端点D2的互阻抗，Z 1 表示所述第一回输电线路D1D2的总阻抗；所述第二预设公式包括：其中，K2表示所述第二故障点，D3D4表示所述第二回输电线路，L 3 表示所述第二故障点K2到端点D3的距离，L 4 表示所述第二故障点K2到端点D4的距离，Z D3D3 表示所述端点D3的自阻抗，Z D4D4 表示所述端点D4的自阻抗，Z D3D4 表示所述端点D3和所述端点D4的互阻抗，Z 2 表示所述第一回输电线路D3D4的总阻抗；所述第三预设公式包括：Z K1,K2 ＝L 4 ×L 2 ×Z D1D3 +L 4 ×L 1 ×Z D2D3 +L 3 ×L 2 ×Z D1D4 +L 3 ×L 1 ×Z D2D4 ；其中，Z D1D3 表示所述端点D1和所述端点D3的互阻抗，Z D2D3 表示所述端点D2和所述端点D3的互阻抗，Z D1D4 表示所述端点D1和所述端点D4的互阻抗，Z D2D4 表示所述端点D2和所述端点D4的互阻抗。 6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：根据每个故障点每一相的开关参量确定注入电流的第一表达式；根据连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的跨接点的开关参量确定注入电流的第二表达式；根据每个故障点的每一相的注入电流的第一表达式和每个跨接点的连接的故障相的注入电流的第二表达式确定所述相故障边界条件第一模型；所述确定模块，具体用于：对于所述第一故障点和所述第二故障点的每一相均按照下面S1-S2中针对故障点Kd的P相的操作进行处理，其中，d∈{1,2}，p∈{A,B,C}：S1：若确定所述故障点Kd的P相的开关参量为零，所述故障点Kd的P相没有发生故障，确定注入电流的第一表达式为 其中， 表示所述故障点Kd的P相的注入电流；或者，S2：若确定所述故障点Kd的P相的开关参量为w，所述故障点Kd的P相通过第w跨接点短路，获取所述故障点Kd的P相的过渡电阻的预设值，根据所述故障点Kd的P相的过渡电阻的预设值确定注入电流的第一表达式为 其中，w∈{1,2,3}， 表示第w跨接点FGw的电压， 表示所述故障点Kd的P相电压，R KdP 表示所述故障点Kd的P相的过渡电阻；所述确定模块还用于：在所述确定模块根据上述针对所述故障点Kd的P相的操作对所述第一故障点和所述第二故障点的每一相进行处理之后，对于连接所述第一故障点故障相和所述第二故障点故障相的每一个跨接点均按照下面H1-H2中针对所述第w跨接点的操作进行处理：H1：若确定所述第w跨接点的开关参量为零，所述第w跨接点不接地，根据与所述第w跨接点连接的所有故障点的故障相的电流确定注入电流的第二表达式为 其中，S KdP 表示所述故障点Kd的P相的开关参量；或者，H2：若确定所述第w跨接点的开关参量为1，所述第w跨接点接地，根据所述第w跨接点的接地过渡电阻确定所述注入电流的第二表达式为 其中，R FGw 所述第w跨接点FGw的接地过渡电阻。