确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法及系统

摘要

本发明公开了一种确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法及系统，包括：确定感应电动机的负荷比例上限，并根据负荷比例上限建立含有不同类型感应电动机比例的配电网场景；确定目标区域内馈电线路的平均供电半径；建立配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型；调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型中感应电动机贡献短路电流的等效比例，使得短路电流一致，以确定每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例；根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定感应电动机比例等效函数中的折算系数；确定所述目标区域的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统运行技术领域，并且更具体地，涉及一种确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法及系统。

背景技术

在电力系统规划设计和运行控制中，进行系统设备容量参数选择、保护装置定值设置及运行方式安排，均需要进行短路电流计算。短路电流计算结果对系统安全性和经济性的协调有重大影响。若计算结果偏大，需要选择较大容量的开关电气设备，增加投资；还可能会使得短路水平评价结果超标，增加额外限流措施投资的同时降低系统运行可靠性。若计算结果偏小，虽然会节省一次设备投资，但是断路器设备可能会面临遮断能力不足的问题，影响设备与系统的安全。

随着电网的发展，各负荷中心地区电网短路电流偏高呈全局化发展态势。长期以来不同决策部门之间存在短路电流计算边界不一致问题，导致计算结果差异较大，造成决策困难。其中，如何考虑负荷中配电网感应电动机为主要边界条件之一。感应电动机在系统短路时会反馈短路电流，配电网中感应电动机负荷比例约占总负荷的60%，对短路电流贡献特性与传统发电机差异显著，但是配电网节点数与支路数海量，且感应电动机类型多样，完全建模存在很大困难。我国电力系统规划和运行部门对主干电网进行计算分析时，通常将负荷等效到110kV母线。目前，电网短路电流计算基于机电暂态仿真数据及模型，110kV负荷模型是针对故障后几秒~数十秒的机电暂态时间尺度建立，而短路电流关注的是故障后数十毫秒的电磁暂态过程，感应电动机负荷贡献短路电流的准确计算应进行重新建模。

目前短路电流计算对于感应电动机的技术之一为直接采用机电暂态过程中感应电动机的模型，配电网感应电动机的加和计算感应电动机负荷贡献短路电流。缺点在于：计算感应电动机的短路电流贡献偏大。因馈电线路、变压器存在电阻电抗，其对于110kV电压等级贡献的短路电流将降低，故而采用配电网感应电动机的加和比例，计算其对110kV贡献的短路电流，计算结果将偏大。目前短路电流计算对于感应电动机的技术之二是在计算短路电流时不考虑感应电动机贡献，在考量短路电流是否在额定开断能力之内时，留有一定裕度。缺点在于：不考虑感应电动机贡献，计算短路电流时留有一定裕度，该裕度没有统一标准，难以准确把握，不便于工程实际应用。

现有技术在电力系统短路电流问题不突出，对短路电流计算精度要求不高时，不考虑感应电动机贡献对于短路电流是否满足开关开断能力的结论影响不大，但目前电力系统中存在相当一部分厂站短路电流接近或超过开关额定开断能力，对短路电流计算精度要求高，上述技术已不再适用。

因此，需要一种新的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法，以用于短路电流计算时配电网感应电动机负荷的建模。

发明内容

本发明提出一种确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法及系统，以解决如何准确地确定适用于短路电流计算的感应电动机贡献短路电流的等效比例的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法，所述方法包括：

建立至少目标区域的两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景；

分别获取每种配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流，并调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型中感应电动机贡献短路电流的等效比例，使得同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致，以确定每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

确定感应电动机比例等效函数，并根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数；

根据所述目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例，利用已知折算系数的感应电动机比例等效函数，确定所述目标区域的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景，包括：

根据目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例确定感应电动机的负荷比例上限，并根据所述负荷比例上限建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

优选地，其中不同类型感应电动机比例包括：中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例。

优选地，其中所述方法还包括：

确定所述目标区域内馈电线路的平均供电半径；

根据所述平均供电半径和配电网场景建立配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型；

其中，在建立配电网详细电磁暂态仿真模型时，设置各配电网场景下的总负荷大小和感应电动机的整体比例一致，但中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例不一致；不同类型感应电动机的参数根据其铭牌参数计算得到，并且不同类型感应电动机分别接在不同的电压等级上；在建立配电网等效电磁暂态仿真模型时，等效的感应电动机直接设置在电网负荷等值的母线上。

优选地，其中所述方法利用如下方式判断同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致是否一致，包括：

当基于波形全匹配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的重合率大于等于预设的重合率阈值则确定短路电路一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

当基于峰值配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的峰值一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数，包括：

𝒇(𝒙,𝒚)=𝒂+𝒙×𝐛+𝒚×𝐜；

其中，f(x,y)为母线上等效的感应电动机贡献短路电流的等效比例；x和y为折算系数；a为实际配电网中中压工业感应电动机比例的总和；b为实际配电网中低压工业感应电动机比例的总和；c为实际配电网中低压空调感应电动机比例的总和；a、b和c为变量。

优选地，其中所述根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数，包括：

根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，采用拟合方法，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种感应电动机贡献短路电流的等效比例确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的系统，所述系统包括：

配电网场景建立单元，用于建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景；

第一等效比例确定单元，用于分别获取每种配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流，并调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型中感应电动机贡献短路电流的等效比例，使得同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致，以确定每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

感应电动机比例等效函数确定单元，用于确定感应电动机比例等效函数，并根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数；

第二等效比例确定单元，用于根据所述目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例，利用已知折算系数的感应电动机比例等效函数，确定所述目标区域的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述配电网场景建立单元，建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景，包括：

根据目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例确定感应电动机的负荷比例上限，并根据所述负荷比例上限建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

优选地，其中不同类型感应电动机比例包括：中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例。

优选地，其中所述系统还包括：

平均供电半径确定单元，用于确定所述目标区域内馈电线路的平均供电半径；

模型建立单元，用于根据所述平均供电半径和配电网场景建立配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型；

其中，在建立配电网详细电磁暂态仿真模型时，设置各配电网场景下的总负荷大小和感应电动机的整体比例一致，但中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例不一致；不同类型感应电动机的参数根据其铭牌参数计算得到，并且不同类型感应电动机分别接在不同的电压等级上；在建立配电网等效电磁暂态仿真模型时，等效的感应电动机直接设置在电网负荷等值的母线上。

优选地，其中所述第一等效比例确定单元利用如下方式判断同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致是否一致，包括：

当基于波形全匹配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的重合率大于等于预设的重合率阈值则确定短路电路一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

当基于峰值配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的峰值一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数，包括：

𝒇(𝒙,𝒚)=𝒂+𝒙×𝐛+𝒚×𝐜；

其中，f(x,y)为母线上等效的感应电动机贡献短路电流的等效比例；x和y为折算系数；a为实际配电网中中压工业感应电动机比例的总和；b为实际配电网中低压工业感应电动机比例的总和；c为实际配电网中低压空调感应电动机比例的总和；a、b和c为变量。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数确定单元，根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数，包括：

根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，采用拟合方法，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

本发明提供了一种感应电动机贡献短路电流的等效比例确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法及系统，能够基于目标区域的实际电网数据，在不改变短路电流基本算法与机电暂态基础数据结构的基础上，确定适用于电网计算分析短路电流的感应电动机贡献短路电流的等效比例，逻辑严谨；相比于按照感应电动机的加和比例考虑感应电动机的贡献方式，其计算结果接近电网实际情况，精度大幅提升，相比于计算短路电流时不考虑感应电动机贡献而留有一定裕度的方式，其实际操作性更强，更便于工程实际应用；本发明的方案既适用于大区电网短路电流计算中的感应电动机的整体建模，也适用于省、市电网短路电流计算中的感应电动机精确建模，鲁棒性强。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的感应电动机贡献短路电流的等效比例确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法100的流程图；

图2为根据本发明实施方式的建立的配电网详细电磁暂态仿真模型的示意图；

图3为根据本发明实施方式的建立的配电网等效电磁暂态仿真模型的示意图；

图4为根据本发明实施方式的情景1的详细模型与等效模型的短路电流匹配结果对比图；

图5为根据本发明实施方式的情景9的详细模型与等效模型的短路电流匹配结果对比图；

图6为根据本发明实施方式的220kV三相短路故障变电站电磁暂态仿真模型；

图7为根据本发明实施方式的220kV三相短路故障变电站220kV母线电压的故障录波曲线与电磁暂态仿真曲线对比图；

图8为根据本发明实施方式的220kV三相短路故障变电站110kV母线负荷侧电流的故障录波曲线与电磁暂态仿真曲线对比图；

图9为根据本发明实施方式的感应电动机贡献短路电流的等效比例确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的系统900的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法，能够基于目标区域的实际电网数据，在不改变短路电流基本算法与机电暂态基础数据结构的基础上，确定适用于电网计算分析短路电流的感应电动机贡献短路电流的等效比例，逻辑严谨；相比于按照感应电动机的加和比例考虑感应电动机的贡献方式，其计算结果接近电网实际情况，精度大幅提升，相比于计算短路电流时不考虑感应电动机贡献而留有一定裕度的方式，其实际操作性更强，更便于工程实际应用，既适用于大区电网短路电流计算中的感应电动机的整体建模，也适用于省、市电网短路电流计算中的感应电动机精确建模，鲁棒性强。本发明实施方式提供的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法100，从步骤101处开始，在步骤101建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

优选地，其中不同类型感应电动机比例包括：中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例。

优选地，其中所述建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景，包括：

根据目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例确定感应电动机的负荷比例上限，并根据所述负荷比例上限建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

在本发明的实施方式中，对所研究的目标区域电网进行感应电动机负荷调研，包括中压工业感应电动机、低压工业感应电动机和低压空调感应电动机。具体地，以区域电网为调研对象，向该区域电网内各地区营销部门发放工业负荷调研表，收集220kV变电站所供负荷中压工业感应电动机与低压工业感应电动机负荷的功率，调研表示例如表1所示。

表1 工业负荷调研表

然后，根据绝大多数（如90%以上）站点的工业感应电动机的负荷比例确定负荷比例上限，以该比例上限为基础建立n个含有不同类型感应电动机比例的配网场景。其中，不同类型感应电动机比例包括：中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例。10kV和6kV的属于中压，380V属于低压。在本发明中，鉴于电网多数站点感应电动机比例低于60%，确定负荷比例上限M为60%。根据感应电动机类型及比例不同分布，大概分为工业、工业居民、工业商业居民及商业居民负荷，以此提出用以表征配电网贡献短路电流的n个配电网场景如表2所示。其中，当总的感应电动机比例低于60%时，配以相应比例的商业空调感应电动机。具体地，设M=a+b+c，其中M为220kV或330kV变电站的总感应电动机比例，即负荷比例上限，为已知量；2、a和b分别为中压（10、6kV）工业感应电动机比例和低压（380V）工业感应电动机比例，营销系统工业负荷数据比较完备，根据常规的负荷建模方法可以得出a和b；3、通过c=M-a-b，得出低压商业居民感应电动机比例。

表2构建的配电网场景（%）

在步骤102，分别获取每种配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流，并调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型中感应电动机贡献短路电流的等效比例，使得同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致，以确定每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述方法利用如下方式判断同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致是否一致，包括：

当基于波形全匹配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的重合率大于等于预设的重合率阈值则确定短路电路一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

当基于峰值配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的峰值一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述方法还包括：

确定所述目标区域内馈电线路的平均供电半径；

根据所述平均供电半径和配电网场景建立配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型；

其中，在建立配电网详细电磁暂态仿真模型时，设置各配电网场景下的总负荷大小和感应电动机的整体比例一致，但中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例不一致；不同类型感应电动机的参数根据其铭牌参数计算得到，并且不同类型感应电动机分别接在不同的电压等级上；在建立配电网等效电磁暂态仿真模型时，等效的感应电动机直接设置在电网负荷等值的母线上。

在本发明的实施方式中，在确定所述目标区域内馈电线路的平均供电半径时，调研目标区域内预设电压阈值为10kV的馈电线路的平均供电半径l。10kV馈电线路的平均供电半径影响380V电压等级中感应电动机贡献短路电流大小，380V电压等级感应电动机贡献短路电流随10kV馈线线路供电半径增大而减小。

在本发明的实施中，根据所述平均供电半径和配电网场景建立的含不同电压等级、不同类型的感应电动机负荷的详细配电网络全电磁暂态仿真模型和110kV母线等效全电磁暂态仿真模型，分别如图2和图3所示。其中，在建立详细模型时，在各配电网场景中，总负荷大小、感应电动机整体比例都一致，所不同的是10kV感应电动机比例、380V感应电动机类型及比例。其中，各类工业及商业居民感应电动机参数根据铭牌参数计算得到（引自常规负荷建模元件模型参数库），分别接在不同电压等级上（10kV、6kV和380V）；等效感应电动机直接挂在110kV母线上，其参数参照机电暂态仿真中感应电动机参数。

在本发明的实施方式中，设置配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的匹配策略为基于波形全匹配策略或基于峰值配策略。然后，在110kV母线处设置短路故障，求取各配电网场景下配电网详细电磁暂态仿真模的时短路点处的短路电流，并通过修改配电网等效电磁暂态仿真模型中的感应电动机的负荷比例使得等效模型的短路电流结果与详细模型一致，从而获取每个配电网场景110kV等效的感应电动机贡献短路电流的等效比例。通过调整等效模型中电动机比例，使得等效到110kV感应电动机提供的短路电流峰值与详细模型保持一致。

在步骤103，确定感应电动机比例等效函数，并根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数，包括：

𝒇(𝒙,𝒚)=𝒂+𝒙×𝐛+𝒚×𝐜；

其中，f(x,y)为母线上等效的感应电动机贡献短路电流的等效比例；x和y为折算系数；a为实际配电网中中压工业感应电动机比例的总和；b为实际配电网中低压工业感应电动机比例的总和；c为实际配电网中低压空调感应电动机比例的总和；a、b和c为变量。

优选地，其中所述根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数，包括：

根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，采用拟合方法，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

在本发明的实施方式中，结合各电压感应电动机贡献短路电流的原理，确定感应电动机比例等效函数：𝒇(𝒙,𝒚)=𝒂+𝒙×𝐛+𝒚×𝐜；其中，f(x,y)表示110kV母线上的等效感应电动机比例，a表示实际配电网中10kV、6kV工业感应电动机比例总和、b表示实际配电网中380V工业感应电动机比例总和、c表示实际配电网中380V商业空调感应电动机比例总和。

若共n个配电网场景，则可以得到n个样本{a，b，c，f}，a，b，c分别为中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例，f为步骤104中确定的每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，采用最小二乘法对折算系数x,y进行拟合，则可以求出感应电动机比例等效函数f(x,y)中的折算系数x和y，得到f(x,y)的数学表达式，a，b和c为变量。

在步骤104，根据所述目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例，利用已知折算系数的感应电动机比例等效函数，确定所述目标区域的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

在本发明中，可以通过调研等方式获取所研究的目标区域的实际电网工业感应电动机的感应电动机比例，然后带入所述感应电动机比例等效函数，即可获取所述目标区域内适应于短路电流计算的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

根据本发明实施方式提供的方法确定的感应电动机贡献短路电流的等效比例，在用于分析感应电动机贡献短路电流时，相比于按照感应电动机的加和比例考虑感应电动机的贡献方式，其计算结果接近电网实际情况，精度大幅提升；相比于计算短路电流时不考虑感应电动机贡献而留有一定裕度的方式，其实际操作性更强，更便于工程实际应用。本发明的方法可直接应用于实际大电网（110kV及以上电网）断路器开断能力校验、运行方式安排，电网规划设计方案电气设备容量的选择、重大工程项目前期论证及方案比选，为电网科学的规划设计和安全运行提供技术支持和决策依据。

以下以某区域电网为例，验证本发明的方法的有效性。

在该区域中，各省馈线中感应电动机比例在0-60%的占比90%以上，10kV供电半径为6km，拟定了11种场景进行分析，如表1所示。针对该11种场景分别进行详细配网模型与等效模型的短路电流峰值的匹配。图4和图5分别为情景1和情景9的仿真结果，其中，情景1时等效模型的感应电动机等效比例为50%，情景9时等效模型的感应电动机等效比例为18%，可以看出，在等效模型中，采用合适的感应电动机等效比例后，短路电流峰值可得到完美匹配。

然后，根据11个仿真情景，得到了11个样本，样本结果经过拟合，得出在10kV供电半径取6km时，x，y分别为0.5和0.3，即380V工业感应电动机和380V商业居民感应电动机对应的等效比例分别为50%和30%，可以反映出380V工业感应电动机对110kV短路电流贡献率为50%，380V商业居民感应电动机对110kV的短路电流贡献率为30%，可以得出适用于感应电动机贡献短路电流计算的感应电动机比例等效函数的公式为：f=a+0.5b+0.3c。其中，样本及匹配结果如表3所示。从表3可以看出，拟合结果与等效匹配结果的偏差绝对值几乎均在20%以内，适宜工程实际应用。

表3 感应电动机贡献短路电流的等效比例拟合结果

在该区域电网负荷比例调研结果如表4所示，根据所述感应电动机比例等效函数，可得该地区感应电动机贡献短路电流的等效比例为30%，即该地区感应电动机的贡献短路电流的比例为30%。

表4 某地区感应电动机贡献短路电流的等效比例

另外，在该区域内，曾发生某220kV变电站牵引站供电线路发生倒塔事故，引起金属性三相短路故障，故障线路短路电流约为23.4kA。事故发生前，该220kV变电站供电负荷210MW，其中工业负荷约为60%（大部分为低压电动机），其余为民用负荷。在短路故障期间，该站110kV供电出线有明显的负荷反馈电流，且呈现衰减特征。

为了还原事故发展过程，验证所提方法的有效性，本发明还建立了该站的电磁暂态仿真模型，如图6所示，等效感应电动机参数，采用电网用仿真等效参数。在220kV侧发生金属性三相短路故障时，求取220kV母线电压和110kV侧的短路电流，经过曲线匹配，得出等效感应电动机比例为33%时，110kV侧的短路电流与实际短路故障录波结果可实现良好匹配，具体结果分别如图7和图8所示。该结果与本区域感应电动机等效比例30%误差仅为3%，因此，验证了本发明所提方法的有效性。

图9为根据本发明实施方式的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的系统900的结构示意图。如图9所示，本发明实施方式提供的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的系统900，包括：配电网场景建立单元901、第一等效比例确定单元902、感应电动机比例等效函数确定单元903和第二等效比例确定单元904。

优选地，所述配电网场景建立单元901，用于建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

优选地，其中所述配电网场景建立单元901，建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景，包括：

根据目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例确定感应电动机的负荷比例上限，并根据所述负荷比例上限建立目标区域的至少两种含有不同类型感应电动机比例的配电网场景。

优选地，其中不同类型感应电动机比例包括：中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例。

优选地，所述第一等效比例确定单元902，用于分别获取每种配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流，并调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型中感应电动机贡献短路电流的等效比例，使得同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致，以确定每种配电网场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述第一等效比例确定单元902，利用如下方式判断同一配电网场景下的配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流一致是否一致，包括：

当基于波形全匹配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的重合率大于等于预设的重合率阈值则确定短路电路一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例；

当基于峰值配策略确定配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流是否一致时，若配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型的短路电流波形的峰值一致；反之，则确定短路电流不一致，需要调整所述配电网等效电磁暂态仿真模型的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

优选地，其中所述系统还包括：

平均供电半径确定单元，用于确定所述目标区域内馈电线路的平均供电半径；

模型建立单元，用于根据所述平均供电半径和配电网场景建立配电网详细电磁暂态仿真模型和配电网等效电磁暂态仿真模型；

其中，在建立配电网详细电磁暂态仿真模型时，设置各配电网场景下的总负荷大小和感应电动机的整体比例一致，但中压工业感应电动机比例、低压工业感应电动机比例和低压空调感应电动机比例不一致；不同类型感应电动机的参数根据其铭牌参数计算得到，并且不同类型感应电动机分别接在不同的电压等级上；在建立配电网等效电磁暂态仿真模型时，等效的感应电动机直接设置在电网负荷等值的母线上。

优选地，所述感应电动机比例等效函数确定单元903，用于确定感应电动机比例等效函数，并根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数，包括：

𝒇(𝒙,𝒚)=𝒂+𝒙×𝐛+𝒚×𝐜；

其中，f(x,y)为母线上等效的感应电动机贡献短路电流的等效比例；x和y为折算系数；a为实际配电网中中压工业感应电动机比例的总和；b为实际配电网中低压工业感应电动机比例的总和；c为实际配电网中低压空调感应电动机比例的总和；a、b和c为变量。

优选地，其中所述感应电动机比例等效函数确定单元903，根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数，包括：

根据每种配电网场景下的不同类型感应电动机比例和每种配电场景下的感应电动机贡献短路电流的等效比例，采用拟合方法，确定所述感应电动机比例等效函数中的折算系数。

优选地，所述第二等效比例确定单元904，用于根据所述目标区域中实际电网的不同类型感应电动机比例，利用已知折算系数的感应电动机比例等效函数，确定所述目标区域的感应电动机贡献短路电流的等效比例。

本发明的实施例的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的系统900与本发明的另一个实施例的确定感应电动机贡献短路电流的等效比例的方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。