地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地區(qū)電網(wǎng)設(shè)備故障時的電網(wǎng)轉(zhuǎn)供電方法，特別是一種地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法，采用遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)確定恢復(fù)路徑，用潮流和靈敏度計算作為恢復(fù)控制手段，在此基礎(chǔ)自動生成以主網(wǎng)開關(guān)遙控為手段的轉(zhuǎn)供電策略。本發(fā)明的優(yōu)點在于，充分考慮設(shè)備過載的情況，實現(xiàn)在地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障引起設(shè)備過載的情況下，獲得最優(yōu)和最合理的轉(zhuǎn)供電策略，實現(xiàn)了安全性好、可靠性高，經(jīng)濟(jì)有效的轉(zhuǎn)供電策略，避免了因轉(zhuǎn)供電導(dǎo)致的設(shè)備過載問題，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地區(qū)電網(wǎng)設(shè)備故障時的電網(wǎng)轉(zhuǎn)供電方法，特別是一種地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備(220kV主變或線路)故障引起設(shè)備過載，需要快速消除或限制主設(shè)備過載，按照調(diào)度監(jiān)控人員的以往經(jīng)驗，處理此故障無非是通過轉(zhuǎn)供電或者限電拉閘這兩種方法。而限電拉閘是在轉(zhuǎn)供電后還無法消除或限制主設(shè)備過載的情況下才最后考慮的，因為限電拉閘就意味會造成用戶停電。
[0003]電網(wǎng)重大事故情況需要快速恢復(fù)停電的負(fù)荷或?qū)Σ糠重?fù)荷轉(zhuǎn)電限電以限制主設(shè)備的超載，目前慣用方式是調(diào)度員電話通知運(yùn)行所或監(jiān)控人員遙控操作，速度慢。切荷不及時往往導(dǎo)致電網(wǎng)過載而產(chǎn)生震蕩、低頻，甚至電網(wǎng)崩潰，因此需要憑借自動化手段在線實時實現(xiàn)快速切荷，避免人工處理造成的時延。
[0004]220kV變電站主變并列運(yùn)行對供電可靠性及經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。但在負(fù)荷較大時，主變N-1時會引起設(shè)備超載較嚴(yán)重，此時，常規(guī)的做法是將主變分列運(yùn)行，這樣卻大大損失安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性。隨著電網(wǎng)可靠性要求的不斷提高，分列運(yùn)行的做法顯然是不合理的。另外，220kV線路N-1時，由于負(fù)荷及發(fā)電廠分布的不對稱，某些線路會嚴(yán)重過載，從而限制了該斷面的負(fù)載能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種以地區(qū)主網(wǎng)調(diào)控一體系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，安全可靠，經(jīng)濟(jì)有效，避免因轉(zhuǎn)供電帶來線路過載問題的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下途徑來實現(xiàn)的:
地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法，其要點在于，包括如下步驟:
地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障發(fā)生時，從調(diào)控一體系統(tǒng)平臺獲取故障點信息，包故障設(shè)備、設(shè)備過載點以及故障設(shè)備關(guān)聯(lián)的廠站信息；
對地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu):對地區(qū)主網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰰r，自行斷開所有的220kV電壓等級線路開關(guān)，從而將整個電網(wǎng)劃分成若干個220kV電壓等級子系統(tǒng)，根據(jù)獲得的故障點信息把由于主設(shè)備故障引起的設(shè)備過載點定位到具體的220kV電壓等級廠站及此廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)；
對轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑進(jìn)行選擇:根據(jù)220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)的IlOkV電壓等級線路運(yùn)行狀態(tài)對電網(wǎng)潮流影響最大的特點，首先考慮兩個220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)系的IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路，通過此聯(lián)絡(luò)線路把設(shè)備過載的220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)超過設(shè)備最大容量而引起設(shè)備過載的那部分負(fù)荷轉(zhuǎn)由IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路對側(cè)廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)供電； 按照變電站接線方式結(jié)合負(fù)荷由大到小的順序逐個進(jìn)行如下選擇:
第一輪分析首先判斷與IlOkV聯(lián)絡(luò)線在同一段運(yùn)行母線上的饋線有功之和是否大于1，滿足條件的情況下選擇110KV熱備用聯(lián)絡(luò)線；
第二輪分析按照先橋式接線方式，后線變接線方式，同時潮流由大到小的原則，尋找220kV廠站所供電的IlOkV廠站進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析；
第三輪分析重新考慮第一輪分析后無法消除主設(shè)備過載的IlOkV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)；
第四輪分析重新考慮第二輪分析后造成輕微過載的廠站，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)；
第五輪分析再次考慮第一輪操作后無法消除主設(shè)備過載的I1kV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)；
第六輪分析計算出過載的負(fù)荷總量，結(jié)合調(diào)控一體化系統(tǒng)的“限電序位表”進(jìn)行切荷；每輪分析后的轉(zhuǎn)供電策略若能夠達(dá)到消除主設(shè)備過載的目的，則轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)停止繼續(xù)分析，輸出轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑以及轉(zhuǎn)供電策略。
[0007]本發(fā)明所涉及的技術(shù)定義:10kV配電網(wǎng)絡(luò)是由變電站母線、站內(nèi)出線開關(guān)、柱上分段開關(guān)、柱上聯(lián)絡(luò)開關(guān)、饋線線段、配電變壓器、負(fù)荷等組成的網(wǎng)絡(luò)，拓?fù)潢P(guān)系較為復(fù)雜。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的主要對象是1kV饋線開關(guān)。而地區(qū)主網(wǎng)是由母線、線路、主變壓器等組成的網(wǎng)絡(luò)。地區(qū)主網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的主要操作對象是220kV變電站的I1kV母聯(lián)開關(guān)、I1kV線路開關(guān)以及IlOkV變電站的IlOkV母聯(lián)開關(guān)、1kV母聯(lián)開關(guān)。
[0008]本發(fā)明所述的遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)首先將整個電網(wǎng)劃分成若干個220kV電壓等級子系統(tǒng)，從而把由于主設(shè)備故障引起的設(shè)備過載點具體定位到某個220kV電壓等級子系統(tǒng)，這樣的目的是為了縮小轉(zhuǎn)供電或限電拉閘范圍，提高計算分析的速度。為了保證地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障后自動生成的轉(zhuǎn)供電策略的合理性，利用遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)可以確定恢復(fù)路徑，用潮流和靈敏度計算作為恢復(fù)控制手段，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行恢復(fù)控制。轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑的選擇是遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)的關(guān)鍵，它直接影響到轉(zhuǎn)供電策略的最優(yōu)性和合理性，而轉(zhuǎn)供電策略的最優(yōu)性和合理性最終又影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0009]電網(wǎng)潮流斷面的有功是多條聯(lián)絡(luò)線有功功率的總加。計算機(jī)組或負(fù)荷對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度時，采用支路合成法來計算。即某機(jī)組對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度為機(jī)組對斷面內(nèi)各支路靈敏度的總加。
[0010]靈敏度為正代表升高機(jī)組有功出力，會增加支路的電流或潮流斷面的有功總加，靈敏度為負(fù)，靈敏度為負(fù)代表升高機(jī)組有功出力，會降低支路的電流或潮流斷面的有功總力口。靈敏度越大的機(jī)組，調(diào)整就越有效。因此，根據(jù)靈敏度計算的結(jié)果，就可以知道機(jī)組調(diào)整對于支路電流及潮流輸送斷面的影響程度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)支路電流或潮流輸送斷面接近限值或重載時，進(jìn)行必要的調(diào)整，從而避免因為機(jī)組調(diào)整引起潮流過載程度惡化，并采取一定的措施進(jìn)行預(yù)防控制。
[0011]故障信號能否正常捕捉到，是保證本系統(tǒng)能否正確辨識故障，能否正確生成方案至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)采用多線程技術(shù)防止故障信號的誤報和漏報。其中故障事項接收線程用于時刻捕捉故障信號，在捕捉到故障信號后觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析；而另外一條輔計算線程主要目的是在故障發(fā)生后，故障事項接收線程無法捕捉到故障信號而無法觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析的情況下，可人工操作進(jìn)行補(bǔ)救完成轉(zhuǎn)供電分析。
[0012]當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)主設(shè)備發(fā)生故障后造成設(shè)備過載，地區(qū)主網(wǎng)調(diào)控一體系統(tǒng)發(fā)來的開關(guān)動作信號會觸發(fā)系統(tǒng)中的主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析，而后生成轉(zhuǎn)供電策略。但是，如果由于站端裝置異常造成故障跳閘信號的誤報，觸發(fā)系統(tǒng)中的主計算線程按照錯誤的故障辨識結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析，就會干擾調(diào)度監(jiān)控人員的日常工作，從而產(chǎn)生的影響是非常嚴(yán)重的。因此，我們辨識故障不能僅根據(jù)事故跳閘信號來判斷，而應(yīng)該結(jié)合遙測數(shù)據(jù)變化來共同作為判斷故障的依據(jù)。這樣才能防止信號誤報造成的不良影響。
[0013]當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)主設(shè)備發(fā)生故障后造成設(shè)備過載，由于站端裝置異常造成故障跳閘信號的漏報，從而無法觸發(fā)主計算線程的計算分析，會錯過故障處理的最佳時機(jī)，影響電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行。這個時候如果調(diào)度監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)沒有轉(zhuǎn)供電策略生成，可以通過人工操作的方式進(jìn)行補(bǔ)救，人工啟動輔計算線程進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析，最短時間內(nèi)使故障得以處理。
[0014]綜上所述，本發(fā)明以地區(qū)主網(wǎng)調(diào)控一體系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，通過在線實時監(jiān)測開關(guān)位置變化、遙測數(shù)據(jù)變化，對信號綜合進(jìn)行邏輯化、條理化、有效化分析，結(jié)合遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)在地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障引起設(shè)備過載的情況下，自動生成主網(wǎng)轉(zhuǎn)供電策略，有效避免因轉(zhuǎn)供電帶來的線路過載問題，安全可靠，經(jīng)濟(jì)有效。

【具體實施方式】
[0015]最佳實施例:
本發(fā)明所述的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法采用遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)確定恢復(fù)路徑，用潮流和靈敏度計算作為恢復(fù)控制手段，在此基礎(chǔ)自動生成以主網(wǎng)開關(guān)遙控為手段的轉(zhuǎn)供電策略。具體方案如下:
步驟一:故障發(fā)生，獲取故障點信息；
步驟二:遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu)技術(shù):根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障自動轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)主要考慮220kV電壓等級變壓器和線路故障的特點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治銮白孕袛嚅_所有的220kV電壓等級線路開關(guān)，從而將整個電網(wǎng)劃分成若干個220kV電壓等級子系統(tǒng)。同時，根據(jù)前面故障在線智能辨識所得到的故障點信息把由于主設(shè)備故障引起的設(shè)備過載點定位到具體的220kV電壓等級廠站及此廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)；
步驟三:轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑的選擇:根據(jù)220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)的IlOkV電壓等級線路運(yùn)行狀態(tài)對電網(wǎng)潮流影響最大的特點，首先考慮兩個220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)系的IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路，通過此聯(lián)絡(luò)線路把設(shè)備過載的220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)超過設(shè)備最大容量而引起設(shè)備過載的那部分負(fù)荷轉(zhuǎn)由IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路對側(cè)廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)供電，能夠起到很明顯的消除或限制設(shè)備過載的作用。
[0016]步驟四:其次，考慮220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)的IlOkV電壓等級變電站內(nèi)個別負(fù)荷的轉(zhuǎn)供。
[0017]步驟五:按照變電站接線方式(內(nèi)橋接線、3臺主變擴(kuò)大外橋接線、2臺主變擴(kuò)大外橋接線、線變組)結(jié)合負(fù)荷由大到小的順序逐個進(jìn)行選擇。
[0018]步驟六:在通過操作上述兩個步驟后還無法完全消除主設(shè)備過載的情況下才考慮限電拉閘,根據(jù)主設(shè)備過載量計算出需要切除負(fù)荷的大小，結(jié)合地區(qū)直拉限電序位表自動選擇主設(shè)備過載所在的220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的1kV饋線負(fù)荷，保證切除最小的負(fù)荷后就能夠達(dá)到消除或限制設(shè)備過載的目的。
[0019]技術(shù)方案步驟五之轉(zhuǎn)供電策略的生成:
地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障自動轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)最多經(jīng)過六輪分析生成轉(zhuǎn)供電策略，每輪分析后的轉(zhuǎn)供電策略若能夠達(dá)到消除主設(shè)備過載的目的，則轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)停止繼續(xù)分析:
第一輪分析首先判斷與IlOkV聯(lián)絡(luò)線在同一段運(yùn)行母線上的饋線有功之和是否大于1，滿足條件的情況下選擇110KV熱備用聯(lián)絡(luò)線。
[0020]第二輪分析按照先橋式接線方式，后線變接線方式，同時潮流由大到小的原則，尋找220kV廠站所供電的IlOkV廠站進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析。
[0021]第三輪分析重新考慮第一輪分析后無法消除主設(shè)備過載的IlOkV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)。
[0022]第四輪分析重新考慮第二輪分析后造成輕微過載的廠站，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)。
[0023]第五輪分析再次考慮第一輪操作后無法消除主設(shè)備過載的IlOkV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)。
[0024]第六輪分析計算出過載的負(fù)荷總量，結(jié)合“限電序位表”進(jìn)行切荷。輸出轉(zhuǎn)供電策略。
[0025]本發(fā)明的進(jìn)行有功總和時，采用靈敏度算法，可以有效解決預(yù)防控制問題。靈敏度分析方法簡單，計算速度快且不存在收斂性問題，滿足預(yù)防控制的實時性要求，電網(wǎng)潮流斷面的有功是多條聯(lián)絡(luò)線有功功率的總加。計算機(jī)組或負(fù)荷對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度時，采用支路合成法來計算。即某機(jī)組對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度為機(jī)組對斷面內(nèi)各支路靈敏度的總加。
[0026]另外在進(jìn)行轉(zhuǎn)供電策略分析時，需要保證故障信號的捕捉，本發(fā)明采用多線程技術(shù)防止故障信號的誤報和漏報。其中故障事項接收線程用于時刻捕捉故障信號，在捕捉到故障信號后觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析；而另外一條輔計算線程主要目的是在故障發(fā)生后，故障事項接收線程無法捕捉到故障信號而無法觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析的情況下，可人工操作進(jìn)行補(bǔ)救完成轉(zhuǎn)供電分析。
[0027]本發(fā)明未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【權(quán)利要求】
1.地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法，其特征在于，包括如下步驟: 地區(qū)電網(wǎng)主設(shè)備故障發(fā)生時，從調(diào)控一體系統(tǒng)平臺獲取故障點信息，包故障設(shè)備、設(shè)備過載點以及故障設(shè)備關(guān)聯(lián)的廠站信息； 對地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行遞進(jìn)式主網(wǎng)重構(gòu):對地區(qū)主網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鰰r，自行斷開所有的220kV電壓等級線路開關(guān)，從而將整個電網(wǎng)劃分成若干個220kV電壓等級子系統(tǒng)，根據(jù)獲得的故障點信息把由于主設(shè)備故障引起的設(shè)備過載點定位到具體的220kV電壓等級廠站及此廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)； 對轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑進(jìn)行選擇:根據(jù)220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)的IlOkV電壓等級線路運(yùn)行狀態(tài)對電網(wǎng)潮流影響最大的特點，首先考慮兩個220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)系的IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路，通過此聯(lián)絡(luò)線路把設(shè)備過載的220kV電壓等級子系統(tǒng)內(nèi)超過設(shè)備最大容量而引起設(shè)備過載的那部分負(fù)荷轉(zhuǎn)由IlOkV電壓等級聯(lián)絡(luò)線路對側(cè)廠站所歸屬的220kV電壓等級子系統(tǒng)供電； 按照變電站接線方式結(jié)合負(fù)荷由大到小的順序逐個進(jìn)行如下選擇: 第一輪分析首先判斷與IlOkV聯(lián)絡(luò)線在同一段運(yùn)行母線上的饋線有功之和是否大于1，滿足條件的情況下選擇110KV熱備用聯(lián)絡(luò)線； 第二輪分析按照先橋式接線方式，后線變接線方式，同時潮流由大到小的原則，尋找220kV廠站所供電的IlOkV廠站進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析； 第三輪分析重新考慮第一輪分析后無法消除主設(shè)備過載的IlOkV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)； 第四輪分析重新考慮第二輪分析后造成輕微過載的廠站，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)； 第五輪分析再次考慮第一輪操作后無法消除主設(shè)備過載的I1kV熱備用聯(lián)絡(luò)線，此時主設(shè)備過載的判斷以105%為準(zhǔn)； 第六輪分析計算出過載的負(fù)荷總量，結(jié)合調(diào)控一體化系統(tǒng)的“限電序位表”進(jìn)行切荷；每輪分析后的轉(zhuǎn)供電策略若能夠達(dá)到消除主設(shè)備過載的目的，則轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)停止繼續(xù)分析，輸出轉(zhuǎn)供電恢復(fù)路徑以及轉(zhuǎn)供電策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法，其特征在于，電網(wǎng)潮流斷面的有功是多條聯(lián)絡(luò)線有功功率的總加，計算機(jī)組或負(fù)荷對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度時，采用支路合成法來計算，即某機(jī)組對于電網(wǎng)潮流斷面的靈敏度為機(jī)組對斷面內(nèi)各支路靈敏度的總加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)自動轉(zhuǎn)供電策略生成方法，其特征在于，還包括有故障事項接收線程和輔計算線程，故障事項接收線程用于時刻捕捉故障信號，在捕捉到故障信號后觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析；輔計算線程是在故障發(fā)生后，故障事項接收線程無法捕捉到故障信號而無法觸發(fā)主計算線程自動進(jìn)行轉(zhuǎn)供電分析的情況下，人工操作進(jìn)行補(bǔ)救完成轉(zhuǎn)供電分析。
【文檔編號】H02J3/00GK104332999SQ201410670414
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】黃克勤, 陳進(jìn)忠, 林繼濱, 李英, 蘇華東, 鄭舜, 鄭逢源, 高俊彥, 柳振別 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司