本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來說，涉及一種基于動態(tài)分區(qū)技術(shù)的電網(wǎng)短路電流抑制方法。
背景技術(shù)：
：隨著用電負(fù)荷的大幅增長以及發(fā)電機(jī)組容量的增加，電網(wǎng)規(guī)模明顯提升，導(dǎo)致系統(tǒng)母線短路電流水平不斷提升，短路電流控制是電源、負(fù)荷密集電網(wǎng)面臨的共性問題。短路電流的不斷增加，可能導(dǎo)致斷路器的開斷能力不足而不能有效切除故障，導(dǎo)致故障擴(kuò)大，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成威脅。在系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài)時，可考慮采用負(fù)荷轉(zhuǎn)供、電磁環(huán)網(wǎng)解合環(huán)等線路投切技術(shù)遏制電網(wǎng)不利狀態(tài)的發(fā)展態(tài)勢，避免系統(tǒng)從緊急狀態(tài)發(fā)展到事故狀態(tài)，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。相比于傳統(tǒng)的切機(jī)、切負(fù)荷等有功調(diào)整措施，負(fù)荷轉(zhuǎn)供、電磁環(huán)網(wǎng)解合環(huán)僅需小范圍調(diào)整電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，投切部分線路，即可有效改變網(wǎng)絡(luò)潮流分布，速度快且控制代價(jià)小，具有明顯優(yōu)勢。以上海電網(wǎng)為代表，在國內(nèi)負(fù)荷轉(zhuǎn)供措施已經(jīng)被應(yīng)用于解決分區(qū)電網(wǎng)主變過載問題。然而，目前負(fù)荷轉(zhuǎn)移的方案制定通常憑借調(diào)度員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，缺乏有效的分析和決策方法，很難準(zhǔn)確解決電網(wǎng)的潮流控制問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以及電網(wǎng)智能化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)必將取代依靠人工經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)模式，在短路電流的預(yù)警及措施制定方面發(fā)揮更大的作用。在國內(nèi)外短路電流輔助決策的相關(guān)文獻(xiàn)中，對電網(wǎng)短路電流水平的評價(jià)主要依靠電網(wǎng)短路電流值或短路阻抗值，可以由在線數(shù)據(jù)直接導(dǎo)出計(jì)算。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于動態(tài)分區(qū)技術(shù)的電網(wǎng)短路電流抑制方法，以期實(shí)現(xiàn)能夠快速、準(zhǔn)確給出針對特定緊急狀態(tài)，協(xié)調(diào)考慮經(jīng)濟(jì)性和安全性等目標(biāo)的動態(tài)分區(qū)調(diào)整方案，減輕調(diào)度人員的負(fù)擔(dān)，保證電網(wǎng)的安穩(wěn)運(yùn)行。技術(shù)方案：本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)分區(qū)技術(shù)的電網(wǎng)短路電流抑制方法，包括以下步驟：A、讀取電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和信息，計(jì)算電網(wǎng)中母線短路電流；B、判斷母線短路電流是否越限，如存在短路電流越限母線，則將越限母線加入到考察集中，否則結(jié)束；C、根據(jù)考察集確定N種動態(tài)分區(qū)可選方案；D、分別實(shí)施各動態(tài)分區(qū)可選方案，根據(jù)方案實(shí)施后短路電流計(jì)算結(jié)果確定最終的可選方案空間；E、利用動態(tài)分區(qū)量化評價(jià)體系計(jì)算可選方案空間中各方案的綜合評價(jià)指標(biāo)，確定最終的分區(qū)方案并輸出。步驟A中：短路電流主要通過短路前瞬間短路點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓與短路點(diǎn)自阻抗的比值計(jì)算，如下式所示：式中為短路電流，為短路前瞬間短路點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓，Zf為短路點(diǎn)的自阻抗。步驟B中：對于大規(guī)模電網(wǎng)，局部的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化不大的情況下，基本不變，從而可以通過網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變化后站點(diǎn)的自阻抗變化反映短路電流的變化情況。因此，可以從節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣入手分析，根據(jù)電網(wǎng)短路電流安全裕度判斷母線短路電流是否越限，通過網(wǎng)架結(jié)構(gòu)阻抗值與阻抗安全閥值定義運(yùn)行中電網(wǎng)短路電流安全裕度，計(jì)算公式如下：其中ηI為短路電流計(jì)算點(diǎn)的安全裕度，|ZI|為短路電流計(jì)算點(diǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自阻抗值，|ZI.set|為短路電流計(jì)算點(diǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)阻抗安全閥值，ηI越大，表示短路電流計(jì)算點(diǎn)的面臨的短路電流超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)越低；當(dāng)ηI＜0時，短路電流越限。步驟D中：可選方案空間確定步驟為：方案實(shí)施后，考察集中母線短路電流是否越限，若不越限，進(jìn)一步判斷是否會引發(fā)新的母線短路電流越限，反之則實(shí)施下一個方案，當(dāng)方案實(shí)施后，集中母線短路電流不越限且也不會引起新的母線短路電流越限，則將該方案加入到可選方案空間中，反之則實(shí)施下一個方案。步驟E中所述的動態(tài)分區(qū)量化評價(jià)指標(biāo)體系包含單個評價(jià)指標(biāo)和綜合評價(jià)指標(biāo)：單個評價(jià)指標(biāo)包含三類：安全性指標(biāo)、可靠性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；其中：安全性指標(biāo)包含線路負(fù)載率、變壓器負(fù)載率、節(jié)點(diǎn)電壓水平和短路電流水平；可靠性指標(biāo)包含供電回路數(shù)和旋轉(zhuǎn)備用指標(biāo)；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包含系統(tǒng)網(wǎng)損和操作代價(jià)。各指標(biāo)計(jì)算方法如下：第一類，安全性指標(biāo)：(1)線路負(fù)載率式中：i＝1,2,…,nl；ηpl,i為線路i的過載安全裕度；nl為線路條數(shù)；αli為線路重要性修正因子。(2)變壓器負(fù)載率式中：i＝1,2,…,nt；ηpl,i為變壓器i的過載安全裕度；nt為變壓器個數(shù)；αti為變壓器重要性修正因子。(3)電壓水平式中：i＝1,2,…,nu；ηv,i為母線i的電壓安全裕度；αui為母線電壓重要性修正因子。(4)短路電流水平式中：i＝1,2,…,nsc；Ii,sc為第i個短路故障下的短路電流值；nsc為母線個數(shù)；Ii,sc.lim為短路母線相連的斷路器的遮斷容量的最小值。第二類，可靠性指標(biāo)：(1)供電回路數(shù)供電回路數(shù)指標(biāo)主要用末端變電站供電容量來考核。定義只有兩個及以下供電通道的220kV變電站為末端變電站，所有這些變電站的供電容量之和為末端變電站供電容量。式中：Si為末端變電站的容量。(2)旋轉(zhuǎn)備用指標(biāo)式中：PSR為有功旋轉(zhuǎn)備用容量；PSR.lim為有功旋轉(zhuǎn)備用容量的最低限值。第三類，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：(1)系統(tǒng)網(wǎng)損式中：Ploss為總的有功功率損耗，Qloss為總的無功功率損耗。(2)操作代價(jià)式中：n為線路開合的次數(shù)；fi為每次開合產(chǎn)生的操作費(fèi)用，與開關(guān)的造價(jià)和使用壽命有關(guān)。綜合評價(jià)指標(biāo)采用線性加權(quán)的方法獲?。菏街校簽楦髦笜?biāo)集的權(quán)重；βj為各指標(biāo)集中單個指標(biāo)的權(quán)重；xj為指標(biāo)集中的單個評價(jià)指標(biāo)；n為每個指標(biāo)集中指標(biāo)的個數(shù)。根據(jù)綜合評價(jià)指標(biāo)的大小可對多個動態(tài)分區(qū)方案進(jìn)行優(yōu)劣排序，綜合評價(jià)指標(biāo)值越小，該方案的性能越好。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：1.利用動態(tài)分區(qū)技術(shù)解決地區(qū)電網(wǎng)短路電流問題，相比傳統(tǒng)的根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分區(qū)方式更具靈活性；2.從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性方面綜合評估動態(tài)分區(qū)方案的優(yōu)劣，可獲得最優(yōu)的分區(qū)方案。附圖說明圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明的動態(tài)分區(qū)方案量化評價(jià)指標(biāo)體系；圖3為本實(shí)施例的某地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的實(shí)施例。以某地區(qū)電網(wǎng)為例，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。該地區(qū)750/220kV環(huán)網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行方式下，計(jì)算該地區(qū)750kV及220kV母線短路電流，結(jié)果顯示，部分220kV母線短路電流超過開關(guān)遮斷電流(50kA)，具體結(jié)果見表1。表1220kV短路電流超標(biāo)母線將上述短路電流超標(biāo)母線加入到考察集中，并根據(jù)考察集確定動態(tài)分區(qū)可選方案?；谒岬膭討B(tài)分區(qū)算法，本算例主要考慮母線分列和環(huán)網(wǎng)解環(huán)兩種措施，根據(jù)該地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行方式以及主要站點(diǎn)的短路電流來源，主要考慮以下幾種分區(qū)備選方案：針對FH220kV母線短路電流超標(biāo)問題，將750/220kVFH-YZ、FH-WB電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)，考慮以下三種方式：(1)斷開MD-LTY三回線；(2)MD220kV母線分列運(yùn)行；(3)斷開MD-SHZD、MD-SHZX以及MD-MS三條線路。針對WB、MQ以及HGY220kV母線短路電流超標(biāo)問題，考慮以下三種方式：(1)WB220kV母線分列運(yùn)行；(2)WB、MQ220kV母線分列；(3)WB、MQ以及HED220kV母線分列運(yùn)行，斷開HD-BHL線路。綜合上述方式組合，共有9種可選動態(tài)分區(qū)方案，上述各方案實(shí)施后，MQ、HGY220kV母線短路電流超標(biāo)問題均可得到解決，且未引發(fā)新的母線短路電流超標(biāo)問題。部分方案未能解決WB、FH220kV母線短路電流問題，結(jié)果如下表所示。表2該地區(qū)的9種動態(tài)分區(qū)可選方案及短路電流結(jié)果根據(jù)表中所示的短路電流計(jì)算結(jié)果，僅方案2、3、8、9可解決該地區(qū)電網(wǎng)中全部220kV母線的短路電流超標(biāo)問題，因此將該4種方案加入到動態(tài)分區(qū)可選方案空間中。根據(jù)附圖3所示的動態(tài)分區(qū)量化評價(jià)指標(biāo)體系，計(jì)算各方案的單個評價(jià)指標(biāo)及綜合評價(jià)指標(biāo)值，結(jié)果如下表所示。表3各動態(tài)分區(qū)可選方案綜合評價(jià)結(jié)果方案2方案3方案8方案9線路負(fù)載率指標(biāo)0.7890.7850.7880.785主變負(fù)載率指標(biāo)0.7440.7130.7390.716節(jié)點(diǎn)電壓水平指標(biāo)0.5360.4720.5560.504短路電流指標(biāo)0.8480.8160.8290.797綜合評價(jià)指標(biāo)0.72180.68600.72090.6905綜合評價(jià)指標(biāo)值越小，則該分區(qū)方案的性能越好，表中結(jié)果表明，分區(qū)方案3最優(yōu)，即斷開MD-LTY三回線，同時將WB、MQ以及HED220kV母線分列運(yùn)行，斷開HD-BHL線路。該分區(qū)方案既能有效解決電網(wǎng)的短路電流超標(biāo)問題，又能保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前第1頁1 2 3