專利名稱：一種配網(wǎng)合環(huán)的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)合環(huán)技術的領域，尤其涉及一種配網(wǎng)合環(huán)控制方法。
背景技術：
由于國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對供電可靠性提出了更高的要求，雙向供電和多電源 供電的模式是提高電力系統(tǒng)配網(wǎng)供電可靠性的一種有效的供電模式。在該供電模式下，在 停電檢修、突發(fā)事故或負荷轉移時，可以通過合環(huán)操作選擇適當?shù)墓╇娐窂剑瑥亩ＷC了配 電網(wǎng)對用戶的可靠供電，提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。 因此合環(huán)操作是電力系統(tǒng)運行操作中必不可少的環(huán)節(jié)。在合環(huán)操作時，需要校驗合環(huán)后的穩(wěn)態(tài)電流避免設備過載，而在一般情況下，操作 人員只能憑經(jīng)驗決定是否可以合環(huán)，通常采用比較保守的做法，在沒有特別的把握時盡量 避免合環(huán)操作，但這仍然無法保證每次合環(huán)操作的安全性，降低配電網(wǎng)供電的可靠性。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中配網(wǎng)合環(huán)的控制方法較不安全的缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題 在于提供一種能夠實現(xiàn)較安全的配網(wǎng)合環(huán)操作的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，有助于配網(wǎng)調度人 員對地區(qū)電力網(wǎng)絡進行安全的調整。一種配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，包括以下步驟對合環(huán)路徑進行潮流計算，獲取所述合 環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；根據(jù)合環(huán)路徑的潮流數(shù)據(jù)，計算因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流； 將所述開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和所述等效合環(huán)電流疊加，計算所述合環(huán)后的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；比較所 述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的大小與預先設定的所述合環(huán)路徑最大工作電流的大小；如果所述合環(huán)穩(wěn) 態(tài)電流小于或等于所述最大工作電流，則執(zhí)行合環(huán)操作；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流大于所述 最大工作電流，則終止合環(huán)操作。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法中，分別計算所述合環(huán)路徑的 開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流，再利用電路疊加原理計算所述合環(huán)路徑 上的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。因此可以根據(jù)所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流判斷合環(huán)操作是否會造成設備過載， 只在沒有設備過載的危險時才執(zhí)行合環(huán)，如果有設備過載的危險，則終止合環(huán)操作。因此， 可以使合環(huán)操作的更加安全，有助于配網(wǎng)調度人員通過合環(huán)對地區(qū)電力網(wǎng)絡進行合理調 整，從而提高電網(wǎng)運行的可靠性，保證用戶利益，減少停電損失。


圖1是本發(fā)明配網(wǎng)合環(huán)的控制方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明配網(wǎng)合環(huán)的控制方法的原理示意圖；圖3是發(fā)生合環(huán)操作的電網(wǎng)接線示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1，圖1是本發(fā)明配網(wǎng)合環(huán)的控制方法的流程示意圖。根據(jù)電路疊加原理，所述合環(huán)路徑在合環(huán)之后的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流等效于合環(huán)前的開 環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與合環(huán)后由于合環(huán)開關兩端電勢差而產(chǎn)生的等效合環(huán)電流的疊加。以圖2為例，合環(huán)前，開關BRKl處于斷開位置，饋線1的電流為il (由于負荷的 分布帶來饋線電流衰減)，饋線2的電流為i2 ；合環(huán)以后，開關BRKOl處于閉合位置，由于 BRKOl開關原來的兩端電壓不等(幅值和相角不相同)，那么勢必產(chǎn)生等效合環(huán)電流iloop。合環(huán)以后饋線1的穩(wěn)態(tài)電流Icl為Icl = il+iloop ；饋線2的穩(wěn)態(tài)電流Ic2為Ic2 = i2-iloop ；分別計算所述開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和所述等效合環(huán)電流，即可根據(jù)上述原理計算所述合 環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。因此，本發(fā)明的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法包括以下步驟S101，對合環(huán)路徑進行潮流計算，獲取所述合環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；根據(jù)操作人員的選擇進行合環(huán)操作的合環(huán)開關的信息，例如IOkV供電饋線上的 聯(lián)絡開關的信息，以所述合環(huán)開關為起點對配網(wǎng)和主網(wǎng)的模型進行網(wǎng)絡拓撲分析，獲得配 網(wǎng)段的合環(huán)路徑，然后對合環(huán)路徑進行潮流計算，獲取所述合環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。通常對主網(wǎng)進行潮流計算即可獲得IOkV及以上的供電線路的電壓等級的潮流分 布；對于配網(wǎng)段IOkV以下的供電饋線的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，則需根據(jù)主網(wǎng)段IOKV母線的電壓數(shù) 據(jù)進行輻射線路潮流計算獲取。考慮到電網(wǎng)一般都按220kV分區(qū)運行，因此計算時首先需要判斷所述合環(huán)路徑是 否屬于同一個220kV分區(qū)。如果所述合環(huán)路徑屬于同一個220kV分區(qū)，如圖3所示的饋線1和饋線2屬于IOkV 的供電饋線，其通過聯(lián)絡開關合環(huán)，則是同一 220kV電網(wǎng)分區(qū)的IOkV供電饋線合環(huán)。此時， 判斷主網(wǎng)是否具備全網(wǎng)潮流計算(NR/PQ)條件，所述全網(wǎng)潮流計算條件是指計算所述主網(wǎng) 的IOkV及以上的供電線路的潮流分布的充分條件，包括各條線路參數(shù)數(shù)據(jù)，以及各個負荷 的功率值等，具體可從對應的SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))中獲取。如果具備 所述全網(wǎng)潮流計算條件，則根據(jù)所述全網(wǎng)潮流計算條件計算所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)；如 果不具備所述全網(wǎng)潮流計算條件，則以220kV變電站母線作為參考節(jié)點，進行輻射潮流計 算所述IOkV母線電壓數(shù)據(jù)。如果所述合環(huán)路徑不屬于同一個220kV分區(qū)，例如圖3所示的饋線3和饋線4通過 聯(lián)絡開關合環(huán)，則是不同220kV電網(wǎng)分區(qū)的IOkV供電饋線合環(huán)。此時，同樣首先判斷所述 主網(wǎng)是否具備全網(wǎng)潮流計算條件，如果具備，則根據(jù)所述全網(wǎng)潮流計算條件計算所述IOkV 母線的電壓數(shù)據(jù)；如果不具備，因為不屬于同一個分區(qū)，無法進行輻射潮流計算，則可通過 與主網(wǎng)進行通信的方式獲取所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)。獲得所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)之后，即可利用前推回代法對所述合環(huán)路徑的 IOkV以下饋線段進行輻射線路潮流計算，獲取所述IOkV以下饋線的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。S103，根據(jù)合環(huán)路徑的潮流數(shù)據(jù)，計算因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流；
在計算所述等效合環(huán)電流時，采用戴維南電路等效模型來計算。等效電壓源即為 所述合環(huán)開關兩端的電勢差，等效電抗為所述合環(huán)路徑上的所有支路阻抗之和。所述合環(huán)開關兩端的電勢差可通過所述合環(huán)路徑上的負荷分布數(shù)據(jù)求解，由于實 際的負荷分布情況比較復雜，因此可以近似地認為負荷密度相等，設定平均負荷密度，根據(jù) 所述平均負荷密度和饋線的長度比例計算等值負荷，再根據(jù)所述等值負荷求解所述合環(huán)開 關兩端的電勢差。根據(jù)所述等效電壓源和所述等效電抗，即可計算出所述合環(huán)路徑上的等效合環(huán)電流。S105，將所述開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和所述等效合環(huán)電流疊加，計算合環(huán)后所述合環(huán)路徑 的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；S107，比較所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的大小與預先設定的所述合環(huán)路徑最大工作電流的 大??；具體可根據(jù)所述合環(huán)路徑上的負荷情況預先設定所述合環(huán)路徑的最大工作電流。 將所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與所述最大工作電流比較，判斷是否超過所述最大工作電流造成設備 過載。如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流小于或等于所述最大工作電流，則說明合環(huán)之后所述合環(huán) 路徑上的穩(wěn)態(tài)電流并不會造成設備過載的危險，因此執(zhí)行步驟S109 ；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流大于所述最大工作電流，則說明執(zhí)行合環(huán)之后的穩(wěn)態(tài)電流 過大有造成設備過載的危險，因此執(zhí)行步驟Slll。S109，執(zhí)行合環(huán)操作；S111，終止合環(huán)操作。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法中，分別計算所述合環(huán)路徑的 開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流，再利用電路疊加原理計算所述合環(huán)路徑 上的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。因此可以根據(jù)所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流判斷合環(huán)操作是否會造成設備過載， 只在沒有設備過載的危險時才執(zhí)行合環(huán)，如果有設備過載的危險，則終止合環(huán)操作。因此， 可以使合環(huán)操作的更加安全，有助于配網(wǎng)調度人員通過合環(huán)對地區(qū)電力網(wǎng)絡進行合理調 整，從而提高電網(wǎng)運行的可靠性，保證用戶利益，減少停電損失。作為一種優(yōu)選實施方式，在本發(fā)明的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法中，執(zhí)行步驟S103計算 所述等效合環(huán)電流之后，執(zhí)行一步驟S104:計算所述合環(huán)路徑的沖擊系數(shù)，并根據(jù)所述等 效合環(huán)電流和所述沖擊系數(shù)，計算合環(huán)時的沖擊電流。所述沖擊系數(shù)的計算屬于一階電路 的零狀態(tài)響應問題的計算，本領域的技術人員可根據(jù)常用的技術手段實現(xiàn)。并且，在步驟S107中，在比較所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與所述最大工作電流時，進一步 將所述沖擊電流與所述合環(huán)路徑上過流保護的觸發(fā)電流比較；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流值小于或等于所述最大工作電流，并且所述沖擊電流小于 或等于所述合環(huán)路徑上過流保護的觸發(fā)電流，執(zhí)行步驟S109 ；否則，執(zhí)行步驟S111。與所述第一實施方式相比較，本實施方式配網(wǎng)合環(huán)的控制方法中進一步計算所述 合環(huán)路徑上的沖擊電流，判斷所述沖擊電流是否大于所述合環(huán)路徑上過流保護的觸發(fā)電 流，防止合環(huán)操作因誤觸發(fā)過流保護而引起大面積的停電事故。因此，進一步提高合環(huán)操作 的安全性和電網(wǎng)運行的可靠性，更加有利于配網(wǎng)調度人員通過合環(huán)對地區(qū)電力網(wǎng)絡進行合 理調整。
在進行本發(fā)明中的各項計算時，由于實際的電網(wǎng)非常復雜，需要處理數(shù)據(jù)量比較 大，因此可選擇作以下簡化處理對IOkV供電饋線，設定等值參數(shù)，并且設定對地的電納和電容為零；設定IOkV供電饋線降壓變壓器高壓側的電壓相角相同并且都為0 ；只按常規(guī)合環(huán)操作方式考慮配網(wǎng)合環(huán)操作的合環(huán)點(開關)；對于每一個手拉手的環(huán)，分別輸入兩條線路的參數(shù)等效阻抗，等值系數(shù)，另外，還 需要輸入兩條線路的負荷比值；當出線開關的有功功率、無功功率和電流僅知道其中一個條件時，按默認的功率 因數(shù)計算線路的有功功率或者無功功率；操作線路上聯(lián)絡開關合環(huán)時，認為操作位置固定，因此，在站內出線開關上選擇合 環(huán)計算菜單時，若該開關狀態(tài)為分，則是閉合站內該開關的合環(huán)操作，若開關狀態(tài)為合，則 是閉合饋線聯(lián)絡開關的合環(huán)操作；對于非合環(huán)路徑上的負荷，假設其有功功率和無功功率恒定，在合環(huán)前后沒有變 化。通過對計算模型的簡化處理，可以使本發(fā)明的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法更加適用于配 網(wǎng)調度操作的實際應用需求、工程計算和實用化。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范 圍之內。
權利要求
一種配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于包括以下步驟對合環(huán)路徑進行潮流計算，獲取所述合環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；根據(jù)合環(huán)路徑的潮流數(shù)據(jù)，計算因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流；將所述開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和所述等效合環(huán)電流疊加，計算所述合環(huán)后的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；比較所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的大小與預先設定的所述合環(huán)路徑最大工作電流的大?。蝗绻龊檄h(huán)穩(wěn)態(tài)電流小于或等于所述最大工作電流，則執(zhí)行合環(huán)操作；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流大于所述最大工作電流，則終止合環(huán)操作。
2.如權利要求1所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，根據(jù)合環(huán)路徑的潮流數(shù)據(jù)， 計算因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流的步驟包括獲取合環(huán)開關兩端的電勢差作為等效電壓源；獲取所述合環(huán)路徑上的所有支路阻抗之和作為等效電抗；根據(jù)所述等效電壓源和所述等效電抗，計算所述合環(huán)路徑上產(chǎn)生的等效合環(huán)電流。
3.如權利要求2所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，獲取合環(huán)開關兩端的電勢 差作為等效電壓源的步驟包括獲取所述合環(huán)路徑上的平均負荷密度；根據(jù)所述平均負荷密度和饋線的長度比例計算等值負荷，計算所述合環(huán)開關兩端的電勢差。
4.如權利要求1所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，對合環(huán)路徑進行潮流計算， 獲取所述合環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的步驟包括獲取所述合環(huán)路徑上的IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)；根據(jù)所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)，利用前推回代法對所述合環(huán)路徑的IOkV以下供電饋 線進行輻射線路潮流計算，獲取所述供電饋線的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流。
5.如權利要求4所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，獲取所述合環(huán)路徑上的 IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)的步驟包括判斷所述合環(huán)路徑是否屬于同一個220kV分區(qū)；當所述合環(huán)路徑屬于同一個220kV分區(qū)時，判斷主網(wǎng)是否具備全網(wǎng)潮流計算條件，如 果具備，則根據(jù)所述全網(wǎng)潮流計算條件計算所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)；如果不具備，則以 220kV變電站母線作為參考節(jié)點，進行輻射潮流計算所述IOkV母線電壓數(shù)據(jù)；當所述合環(huán)路徑不屬于同一個220kV分區(qū)時，判斷所述主網(wǎng)是否具備全網(wǎng)潮流計算條 件，如果具備，則根據(jù)所述全網(wǎng)潮流計算條件計算所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)；如果不具備， 則通過與主網(wǎng)的通信的方式獲取所述IOkV母線的電壓數(shù)據(jù)。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，計算所述等 效合環(huán)電流之后，進一步包括步驟計算所述合環(huán)路徑的沖擊系數(shù)；根據(jù)所述等效合環(huán)電流和所述沖擊系數(shù)，計算合環(huán)時的沖擊電流； 在比較所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的大小與預先設定的所述合環(huán)路徑最大工作電流的大小時， 進一步比較所述沖擊電流的大小與所述合環(huán)路徑上過流保護的觸發(fā)電流的大小；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流小于或等于所述最大工作電流，并且所述沖擊電流的小于或等 于所述合環(huán)路徑上過流保護的觸發(fā)電流，則執(zhí)行所述合環(huán)操作；否則終止所述合環(huán)操作。
7.如權利要求1至5中任意一項所述的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，其特征在于，在計算潮流 數(shù)據(jù)時執(zhí)行以下簡化處理中的至少其中一項對IOkV供電饋線，設定等值參數(shù)，并且設定對地的電納和電容為零； 設定IOkV供電饋線降壓變壓器高壓側的電壓相角相同并且都為0 ； 當出線開關的有功功率、無功功率和電流僅知道其中一個條件時，按默認的功率因數(shù) 計算線路的有功功率或者無功功率；對于非合環(huán)路徑上的負荷，假設其有功功率和無功功率恒定，在合環(huán)前后沒有變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，包括以下步驟對合環(huán)路徑進行潮流計算，獲取所述合環(huán)路徑的開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；根據(jù)合環(huán)路徑的潮流數(shù)據(jù)，計算因合環(huán)操作產(chǎn)生的等效合環(huán)電流；將所述開環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和所述等效合環(huán)電流疊加，計算所述合環(huán)后的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流；比較所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流的大小與預先設定的所述合環(huán)路徑最大工作電流的大小；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流小于或等于所述最大工作電流，則執(zhí)行合環(huán)操作；如果所述合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流大于所述最大工作電流，則終止合環(huán)操作。本發(fā)明提供的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法能夠實現(xiàn)較安全的配網(wǎng)合環(huán)操作的配網(wǎng)合環(huán)的控制方法，有助于配網(wǎng)調度人員對地區(qū)電力網(wǎng)絡進行安全的調整。
文檔編號H02J3/06GK101908763SQ201010237229
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權日2010年7月23日
發(fā)明者李國號 申請人:廣東電網(wǎng)公司中山供電局