CN102751780B - 广域备自投模型自适应生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种广域备自投模型自适应生成方法，将广域备自投模型分为四类，对每一类模型采用不同的生成算法进行建模，并分别提出了每类的建模步骤，分别为变电站内恢复的强自适应建模、变电站内恢复的弱自适应建模、区域恢复的强自适应建模、区域恢复的弱自适应建模。本发明提出的广域备自投模型自适应生成方法适用范围广，具有极强的灵活性与可行性，可有效提高广域备自投系统的应用前景。

Description

广域备自投模型自适应生成方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化调度领域，具体涉及广域备自投模型自适应生成方法。

背景技术

随着用户对于供电可靠性的要求越来越高，单纯在厂站装设备自投已经不能满足用户可靠性的要求，原因如下：复杂接线方式或复杂故障可能导致厂站备自投不能发挥作用；各个厂站的备自投逻辑固定，不能充分适应运行方式的变化；而且需要分别维护，容易出错且成本高。

为了解决上述问题，目前已经有关于广域备自投系统的研究与应用。其基本思想是在调度控制主站实现全局性的备用电源自动投入功能，从而可以整体性的实现故障后恢复控制，提高可靠性。

但是，广域备自投从电网角度考虑恢复供电，必然导致逻辑很复杂，如果不能有一种可靠、快速的广域备自投逻辑自适应生成算法，则广域备自投系统很难实用化，很难真正的大规模应用并发挥故障后恢复的功能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种广域备自投模型自适应生成方法，适用范围广，具有极强的灵活性与可行性，可有效提高广域备自投系统的应用前景。

为达到上述目的采用的技术方案是：

广域备自投模型针对建模方式，分为：强自适应建模与弱自适应建模。其中强自适应建模指当前接线和运行方式在线生成备自投控制模型，弱自适应建模指预先根据电网结构生成一系列备自投模型，运行时由其充放电匹配出适合的备自投模型，即可以充电的备自投就是当前运行备自投。针对恢复方式，分为变电站内恢复和区域恢复两种。其中变电站内恢复指恢复过程局限在一个变电站内，区域恢复涉及不同变电站的配合。

将广域备自投模型分类，对每一类模型采用不同的生成算法。广域备自投模型共分为4类：

1、变电站内恢复的强自适应模型：恢复过程在一个变电站内，且根据当前变电站接线和运行方式在线生成备自投控制模型；

2、变电站内恢复的弱自适应模型：恢复过程在一个变电站内，且预先根据变电站接线结构生成一系列备自投模型，运行时由其充放电匹配出适合的备自投模型。

3、区域恢复的强自适应模型：恢复过程涉及不同变电站的配合，且根据当前区域的接线和运行方式在线生成备自投控制模型；

4、区域恢复的弱自适应模型：恢复过程涉及不同变电站的配合，且预先根据区域电网结构生成一系列备自投模型，运行时由其充放电匹配出适合的备自投模型。

变电站内恢复的强自适应模型其建模包含以下步骤：

（a1） 预先从高级应用网络模型中获取变电站模型，依次对厂站内设备编号，确定设备间连接方式。

（a2）在线从SCADA（数据采集与监测控制）系统读取厂站内设备的运行方式，包括线路是否带电、开关分合、母线是否有电压、变压器是否投入等。

（a3）寻找出主供电源和同级备用电源。需要满足以下条件：设备的主供和备用电源只能是同电压等级的设备；主供电源是线路时必须带电且有电流，是母线时必须带电且有功率流出，是主变时必须带电且有功率从某侧绕组流出，即主供电源必须处于运行状态；备用电源必须处于热备用状态且必须有电压；主供电源与备用电源间必须有供电链路且供电链路上处于分位的开关只能为一个，链路上所有刀闸都应是合位。如果某一电压等级无主供电源、或者有主供电源但无备用电源，则这一级就不再生成备自投模型，并且删除已有的备自投模型。

（a4）根据当前运行方式生成充电条件，目的是确保当前运行方式是预想方式。

（a5）根据当前运行方式生成闭锁条件，保证重要设备状态均经过闭锁条件检查。

（a6）假定主供电源失电，通过拓扑搜索出本站及其对端站哪些设备发生故障会导致主供电源失电（包括主供电源本身，不考虑多重故障）。此外做出4项假定。假定1：某设备是另外一个备自投的主供电源，则不考虑这个设备的故障；假定2：只有进线备自投考虑到对侧厂站内部变压器和母线故障；假定3：不考虑只会引起母线保护和变压器后备保护动作的故障；假定4：保护动作后故障设备仍然与备用电源间隔一个分位开关，则不考虑这种故障。若某种备自投模型的主供电源搜索出的故障都属于4项假定的范围内，则删除这种备自投模型。然后通过设备所关联的保护信号以及保护信号的类型（例如线路纵联差动保护会跳线路两侧开关）生成触发条件。

（a7）假定主供电源失电，通过拓扑搜索出同级遥测会发生本质变化的设备（例如母线由有电压变成无电压），以此生成动作条件。

（a8）在线生成动作序列，即拉开链路上主供电源所连的开关、投入主供电源与备用电源链路上的分位开关。如果备用电源有多个，则进行直流潮流模拟计算，计算投入后是否发生越限。投入离越限裕度最大的备用电源，如果任何投入任何单个备用电源都会有越限，则同时投入多个备用电源。

一个变电站可能同时生成若干广域备自投模型，例如进线备自投、变压器备自投、低压侧分段备自投，这些备自投按照类型会赋予预先整定的启动时间，从而保证时间上的配合。

变电站内恢复的弱自适应模型其建模的步骤包括：

首先为解决“组合爆炸”的问题，将一个变电站分组，每一个电压等级作为一组。

每一组各自独立生成备自投模型。生成步骤如下：

（b1）针对每一组生成不同运行方式，运行方式需保证：负荷全部投运、设备不合环。

（b2）针对每一种运行方式，采用与强自适应建模基本相同的算法生成具体的模型。

区域恢复的强自适应模型其建模的步骤包括：

（c1） 预先从高级应用网络模型中获取区域模型，依次对区域内设备编号，确定设备间连接方式。

（c2）在线从SCADA系统读取区域内设备的运行方式，包括线路是否带电、开关分合、母线是否有电压、变压器是否投入等。

（c3）进入预想故障分析，假定区域每一个设备发生故障后所发生的开关跳闸和设备遥测变化情况。不考虑多重故障。对每一个预想故障进行分析。

对每一个预想故障进行分析的步骤为：

（c3.1）失电母线分析：在一种运行方式下发生预想故障后找出失电的母线。判断母线失电的原则是：该母线没有一条连通的路径连接电源点，可采用拓扑分析算法。需切除的小电源也同时分析出来。

（c3.2）可恢复母线分析：并不是所有的失电母线都可以恢复供电，需要找出可以恢复的失电母线。判断失电母线可恢复的原则是：母线本身无故障；从这一条母线出发至少存在一条链路通往电源点，且这条链路上所有刀闸合位，且没有故障设备。如果某运行方式在某种预想故障下无失电母线或者无可恢复母线，则不进行后续分析，进入下一个预想故障。

（c3.3）恢复过程分析：对于所有可恢复母线，总可以进行有限次的开关控制操作使其恢复供电。

（c3.4）根据上述分析，生成备自投模型，即充电、闭锁、触发、动作条件和动作序列。

然后重复预想故障分析步骤，进入下一个预想故障，直到所有的预想故障分析完成。

（c4）如果所有的预想故障分析完成，则等待一个周期，进入第（c2）步。

区域恢复的弱自适应模型其建模的步骤包括：

对于区域恢复的弱自适应建模，需搜索出所有可能的运行方式。针对配电网，考虑开环单方向供电，运行方式需满足以下条件：（I）母线全部带电，即母线与电源有连通；（II）母线与单一的电源有联通，即开环运行。

搜索出全部运行方式需要采用图论算法，具体如下：（d1）将电源点为一个拓扑意义上的顶点，将母线看成顶点，假定开关全部合位，将线路看成一个支路，形成一个图；（d2）搜索出所有可能的树，断开全部连枝，这就对应一种拓扑方式；（d3）针对每种拓扑方式，得到具体的运行方式，然后采用强自适应的备自投生成算法，生成备自投模型并存储。

本发明所达到的有益效果：本发明的广域备自投模型自适应生成方法，将广域备自投模型分类，对每一类模型采用不同的生成算法。适用范围广，具有极强的灵活性与可行性，可有效提高广域备自投系统的应用前景，发挥故障后恢复的功能。

附图说明

图1 变电站内恢复的强自适应建模流程；

图2 一种典型的110kV变电站；

图3  110kV变电站旁路代路示意图；

图4  110kV变电站扩大内桥接线方式示意图；

图5 一种典型110kV变电站接线图；

图6 一个配电网的区域结构；

图7 区域恢复的强自适应建模流程；

图8 拓扑距离概念示意图；

图9 抽象成图后的配电网。

具体实施方式

为便于理解本发明，下面将集合附图进行阐述。

下面首先以图2所示的变电站作为例子说明变电站内恢复的强自适应建模过程。变电站内恢复的强自适应建模流程见图1。预先从高级应用网络模型中获取变电站模型，依次对厂站内设备编号，确定设备间连接方式；在线从SCADA系统读取厂站内设备的运行方式；寻找出主供电源和同级备用电源；根据当前运行方式生成充电条件、闭锁条件，生成动作条件；在线生成动作序列。经过周期等待，再继续读取厂站内设备的运行方式，重复上述过程。

    图2是一个典型的110kV变电站，这里只画出110kV部分。假定变电站内的进线均是有电压的，即要么处于运行状态，要么处于热备用状态。

    图2只画出了进线以及所连接的开关、母线等设备。因此，仅就进线备自投模型自适应生成过程做出描述。预先从高级应用网络模型中获取变电站模型，依次对厂站内设备编号，确定设备间连接方式。然后进入实时运行进程。读取有编号设备的状态。然后进行主供电源和备用电源的判断，由运行方式可知，L1线路有电压且有电流，L1线路可以作为进线备自投的主供电源，L2线路和L3线路处于热备用且有电压，可以随时投入运行，因此L2和L3线路作为进线备自投的备用电源。

假定110kVI母作为主供电源，则引起110kVI母失电只有两种可能：L1线路故障和110kVI母故障。L1线路正好是另一个备自投的主供电源，满足假定1；110kVI母故障满足假定3，所以不考虑110kVI母作为主供电源的情况。

然后进入充电条件生成，充电条件目的是确保当前运行方式是预想方式，生成为：1. L1线路有电压；2. L2线路有电压；3. L3线路有电压；4. 110kVI母线有电压；5. 开关101合位；6. 开关102分位；7. 开关103分位。

闭锁条件生成，目的是保证重要设备状态均经过闭锁条件检查，生成为：1. L1线路状态检查不合格；2. L2线路状态检查不合格；3. L3线路状态检查不合格；4. 110kVI母线状态检查不合格；5. 开关101状态检查不合格；6. 开关102状态检查不合格；7. 开关103状态检查不合格；8. 安稳装置动作。

触发条件指的是预想故障发生后，保护信号及其开关遥信所必须满足的条件。

触发条件生成为：1. L1线路保护动作；2.（对侧站）开关101分闸。

动作条件指的是预想故障发生后，设备遥测所必须满足的条件。

动作条件生成为：1 110kVI母无电压；2. L1线路无电流。

动作序列生成时，需考虑有两个备用电源的情况。假定当前时刻L2和L3线路连接同一个变电站，且L2线路限值比L3线路大，投入L2线路不会导致越限，则优先投入L2线路。生成动作序列为：1. 控分开关101；2. 控合开关102。

图3为图2中L1线路被旁路代的情况。

在旁路代的情况下，主供电源与备用电源的链路为：L1线路---开关104 ---开关102 ----L2线路，动作序列生成为：1. 控分开关104；2. 控合开关102。闭锁条件中的开关101需换成开关104。充电条件中需要有开关104合位，替换掉开关101。

变电站内恢复的强自适应建模过程可以适应复杂的接线方式，以图4为例，图4是一种扩大内桥接线方式。

图4有10种常见的运行方式，考虑对称性，这里只列出5种。

运行方式一：开关101合位，开关102合位，开关103合位，其余开关分位。3台主变均运行。

考虑主供电源为进线1，则搜索出备用电源为进线2。进线1故障会导致进线1失电。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：进线1保护动作，（对侧站）101开关分位。

动作条件：进线1无电流，I母无电压，II母无电压，III母无电压。

动作序列：控分开关101，控合开关104。

考虑主供电源为I母，则搜索出备用电源为进线2。进线1故障和主变T1故障会导致I母失电，因为进线1已经是另一个备自投的主供电源，只考虑主变T1故障。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：主变T1保护动作，开关101分位，开关102分位。

动作条件：进线1无电流，I母无电压，II母无电压，III母无电压。

动作序列：控分开关102，控合开关104。

考虑主供电源为II母，则搜索出备用电源为进线2。进线1故障、主变T1故障、主变T2故障会导致I母失电，因为进线1和主变T1已经是另一个备自投的主供电源，只考虑主变T2故障。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：主变T2保护动作，开关102分位，开关103分位。

动作条件：进线1无电流，I母无电压，II母无电压，III母无电压。

动作序列：控分开关103，控合开关104。

运行方式二：开关101合位，开关103合位，开关104合位，其余开关分位。3台主变均运行。

考虑主供电源为进线1，则搜索出备用电源为进线2。进线1故障会导致进线1失电。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：进线1保护动作，（对侧站）101开关分位。

动作条件：进线1无电流，I母无电压。

动作序列：控分开关101，控合开关102。

考虑主供电源为进线2，则搜索出备用电源为进线1。进线2故障会导致进线2失电。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：进线2保护动作，（对侧站）102开关分位。

动作条件：进线2无电流，II母无电压，III母无电压。

动作序列：控分开关104，控合开关102。

考虑主供电源为III母，则搜索出备用电源为进线1。进线2故障和主变T3故障会导致III母失电，因为进线2已经是另一个备自投的主供电源，只考虑主变T3故障。备自投模型为：

充电条件（略）闭锁条件（略）

触发条件：主变T3保护动作，103开关分位，104开关分位。

动作条件：进线2无电流， II母无电压，III母无电压。

动作序列：控分开关103，控合开关102。

运行方式三：开关101合位，开关104合位，其余开关分位。T1和T3主变运行。

这种情况下不会生成任何备自投模型，因为主供和备用电源至少间隔两个分位开关。

运行方式四：开关101合位，开关102合位，其余开关分位。T1和T2主变运行。

    这种情况下不会生成任何备自投模型，因为主供和备用电源至少间隔两个分位开关。

运行方式五：开关101合位，其余开关分位。T1主变运行。

    这种情况下不会生成任何备自投模型，因为主供和备用电源至少间隔两个分位开关。

对于变电站内恢复的弱自适应建模，就是预先生成厂站内大量备自投模型，通过充电条件和闭锁条件的判断，最后能充上电的备自投即为匹配当前运行方式的备自投。弱自适应建模主要解决的是运行方式的多样可能引发的“组合爆炸”问题。另一点必须指出，任何弱自适应建模算法都不可能涵盖所有可能的运行方式。当变电站运行方式非常特殊时，需要人工自定义建模，作为弱自适应建模的补充。

为解决“组合爆炸”的问题，将一个变电站分组，每一个电压等级作为一组，如图5所示，组的划分如下：第一组：110kV部分，第二组：10kV部分。

每一组各自独立生成备自投模型。生成步骤如下：

（1）针对每一组生成不同运行方式，运行方式需保证：负荷全部投运、设备不合环。

（2）针对每一种运行方式，采用与强自适应建模基本相同的算法生成具体的模型。默认设备全部带电，即每一级都存在备用电源。触发条件采用“或”的关系，将可能引起主供电源失电的设备均写入触发条件。

以图5为例，对于110kV部分，存在3种运行方式，分别为：（1）开关1DL分位，开关2DL合位，开关3DL合位；（2）开关1DL合位，开关2DL分位，开关3DL合位；（3）开关1DL合位，开关2DL合位，开关3DL分位。

对于10kV部分，同样存在3种运行方式，分别为：（1）开关6DL分位，开关7DL合位，开关8DL合位；（2）开关6DL合位，开关7DL分位，开关8DL合位；（3）开关6DL合位，开关7DL合位，开关8DL分位。

上述每一种运行方式都可以生成若干备自投模型，全部生成后就完成了弱自适应建模的过程。

对于区域恢复的强自适应建模，首先需确定“区域”的概念。

广域备自投中的区域指的是同一电压等级下有拓扑联系的母线、开关、线路集合。定义区域的电源点：更高一级电压等级的主变与区域相连的绕组（中压测或低压侧）。广域备自投适用的区域接线需满足闭环设计、开环运行。因为区域恢复主要适用于配电网。假定区域内的开关全部合位，则区域内任意母线都是合环运行的，即会有一条以上的路径通往电源点。但实际运行时，必然有开关开环，保证配电网的单方向供电。区域内的开关都应处于运行或热备用状态。例如图6可以作为一个区域。

考虑以下的假定条件：

假定1  区域内的小电源都归并到有电气联系的母线下，切除小电源时针对母线上归并的小电源一起并行分闸。

假定2  如果母线未安装母差保护，此时如果发生母线永久故障，会由线路后备保护动作隔离故障点。这样母线故障与线路故障的保护动作与开关跳闸是一致的，所以当母线未安装母差保护，就不考虑母线故障的情况。这样做当真正发生母线故障时，不可避免开关会合于故障，然后由保护加速跳开。

假定3  关于线路故障时的开关跳闸问题。假如线路装设有纵联类的保护，例如高频距离、光纤纵差等，假定线路故障发生，会跳线路的两侧。假如线路只装设距离保护、过电流保护等单端保护，则只会跳电源侧开关。考虑小电源的存在，由于广域备自投故障后会把故障点与开关点的小电源全部切除，动作到最后都会把故障线路非大电源侧断开以隔离故障，因此非大电源侧开关跳不跳都不会对恢复控制产生影响，因为已经分闸的开关再发一次遥控分闸命令是不会改变状态的，所以假定线路不安装纵联类型的保护时只跳一侧开关。

区域恢复的强自适应建模的步骤有：

（1） 预先从高级应用网络模型中获取区域模型，依次对区域内设备编号，确定设备间连接方式。

（2）在线从SCADA系统读取区域内设备的运行方式，包括线路是否带电、开关分合、母线是否有电压、变压器是否投入等。

（3）进入预想故障分析，假定区域每一个设备发生故障后所发生的开关跳闸和设备遥测变化情况。不考虑多重故障。从第4步开始是对每一个预想故障进行分析。

（4）失电母线分析。在一种运行方式下发生预想故障后找出失电的母线。判断母线失电的原则是：该母线没有一条连通的路径连接电源点，可采用拓扑分析算法。需切除的小电源也可同时分析出来。

（5）可恢复母线分析。并不是所有的失电母线都可以恢复供电，需要找出可以恢复的失电母线。判断失电母线可恢复的原则是：母线本身无故障；从这一条母线出发至少存在一条链路通往电源点，且这条链路上所有刀闸合位，且没有故障设备。如果某运行方式在某种预想故障下无失电母线或者无可恢复母线，则不进行后续分析，进入下一个预想故障。

（6）恢复过程分析。对于所有可恢复母线，总可以进行有限次的开关控制操作使其恢复供电。恢复过程分析后文将详细阐述。

（7）根据上述分析，生成备自投模型，即充电、闭锁、触发、动作条件和动作序列。然后进入下一个预想故障。如果预想故障分析完成，则等待一个周期，进入第2步。

用流程图表示上述过程，如图7所示。

对于恢复过程的分析，定义“轮”的概念。所谓一轮恢复指的是通过有限次开关动作恢复一个失电母线并与原主供电源隔离。（一般情况是先拉一个开关，再合上一个开关），通过有限的轮次把可恢复的失电母线全部恢复供电，并隔离故障点，即为恢复过程。

恢复分析时首先去除故障元件，因为故障元件是不可恢复的，然后遵循下面的原则依次恢复：（1）如果通过站内备自投可以恢复供电，则优先通过与本站备自投相同的方式恢复供电（动作序列中需加“与站内备自投配合”）；（2）某种方式下任何站内备自投都不能恢复任意母线供电，则优先恢复离有电母线拓扑距离最近的失电母线，恢复方式是拉开待恢复母线原主供电源所连的开关，合上带电设备与待恢复母线间的分位开关；（3）一轮恢复结束后，则进行拓扑搜索，再进行下一轮恢复。

所谓拓扑距离的概念，以图8作为例子：

假定线路L3永久性故障导致母线M3和M2失电，则进行恢复分析时需把线路L3去掉，如图8所示，母线M1为带电母线，母线M2距离带电部分最近的拓扑距离为1，母线M3距带电部分拓扑距离为2，则母线M2优先恢复，恢复方式是拉开开关3DL，合上开关1DL。母线M2恢复之后，重新拓扑搜索进入下一轮恢复。母线M3成为唯一的待恢复母线，恢复方式则拉开开关5DL，合上开关3DL。

在恢复过程中可能出现离带电母线拓扑距离相同的待恢复母线，或者同一个待恢复母线与不同的备用电源的拓扑距离相同，则采用实时采集的SCADA数据做直流潮流模拟分析，当采用某一种恢复方案引起的越限最小，以及方案均不越限时裕度最大，则采用这种恢复方案，然后进入下一轮恢复过程。

以图6作为分析对象，失电母线判断及恢复过程分析如下（举例）：

（1）假定主变T1故障，则母线M1、M2失电，且都可恢复。首先切除小电源G1。恢复时第一轮判断出母线M2离有电设备最近，则恢复母线M2，首先分开关2DL，再合开关4DL。第二轮只剩下母线M1，首先分主变T1中压侧出线开关，合上开关2DL。

（2）假定母线M8故障，则母线M3、M6、M7、M8失电，除母线M8以外，其它均可恢复。恢复时第一轮判断出母线M3上装设的站内备自投可以直接恢复母线M3供电，首先分开关5DL，再合开关4DL，与站内备自投配合；第二轮判断出母线M6距有电部分拓扑距离最近，分开关15DL，合开关5DL，恢复母线M6供电；第三轮判断出母线M7与带电部分最近，则分开关13DL，合开关11DL，恢复母线M7供电。

（3）假定线路L5故障，则母线M4失电且可恢复。首先切除小电源G2。恢复只有一轮。首先分开关9DL，再合开关7DL，恢复母线M4供电。

对于区域恢复的弱自适应建模，需要搜索出所有可能的运行方式。针对配电网，考虑开环单方向供电，运行方式需满足以下条件：（1）母线全部带电，即母线与电源有连通；（2）母线与单一的电源有联通，即开环运行。

搜索出全部运行方式需要采用图论算法，具体如下：（1）将电源点为一个拓扑意义上的顶点，将母线看成顶点，假定开关全部合位，将线路看成一个支路，形成一个图；（2）搜索出所有可能的树，断开全部连枝，这就对应一种拓扑方式；（3）针对每种拓扑方式，得到具体的运行方式，然后采用强自适应的备自投生成算法，生成备自投模型并存储。

以图6作为例子，图6抽象成图以后，即如图9所示。

原图的母线M1、M5、M8组成根节点M0，以根节点出发，可以构成一系列的树，每一种树对应一种拓扑方式，下面列举出几种：

（1）树枝为：L1、L3、L5、L7、L8；连枝为： L6、L2、L4

（2）树枝为：L1、L3、L5、L6、L8；连枝为： L7、L2、L4

（3）树枝为：L1、L3、L5、L6、L7；连枝为： L8、L2、L4

（4）树枝为：L2、L3、L4、L6、L8；连枝为： L7、L5、L1

（5）树枝为：L2、L3、L5、L6、L8；连枝为： L7、L4、L1

考虑到连枝两端都有开关，而开环开关的选择可以任意。假定一种拓扑方式有m个连枝，则这种拓扑方式会生成2^m个运行方式。每一种运行方式可以用强自适应生成算法生成出备自投模型。将这些备自投模型存储起来，实时运行时根据系统数据匹配出在线的充电备自投。这就是区域恢复的弱自适应建模过程。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (8)

1. 一种广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，将广域备自投模型分为四类，对每一类模型采用不同的生成算法进行建模：

变电站内恢复的强自适应模型的建模：恢复过程在一个变电站内，且根据当前变电站接线和运行方式在线生成备自投控制模型；

变电站内恢复的弱自适应模型的建模：恢复过程在一个变电站内，且预先根据变电站接线结构生成一系列备自投模型，运行时由其充放电匹配出适合的备自投模型；

区域恢复的强自适应模型的建模：恢复过程涉及不同变电站的配合，且根据当前区域的接线和运行方式在线生成备自投控制模型；

区域恢复的弱自适应模型的建模：恢复过程涉及不同变电站的配合，且预先根据区域电网结构生成一系列备自投模型，运行时由其充放电匹配出适合的备自投模型；

所述变电站内恢复的强自适应模型建模的步骤包括：

（a1） 预先从高级应用网络模型中获取变电站模型，依次对厂站内设备编号，确定设备间连接方式；

（a2）在线从SCADA系统读取厂站内设备的运行方式； 

（a3）寻找出主供电源和同级备用电源；

（a4）根据当前运行方式生成充电条件；

（a5）根据当前运行方式生成闭锁条件；

（a6）假定主供电源失电，通过拓扑搜索出本站及其对端站哪些设备发生故障会导致主供电源失电；

并做出4项假定：假定1：某设备是另外一个备自投的主供电源，则不考虑这个设备的故障；假定2：只有进线备自投考虑到对侧厂站内部变压器和母线故障；假定3：不考虑只会引起母线保护和变压器后备保护动作的故障；假定4：保护动作后故障设备仍然与备用电源间隔一个分位开关，则不考虑这种故障；

若某种备自投模型的主供电源搜索出的故障都属于4项假定的不需要考虑的设备故障范围内，则删除这种备自投模型；然后通过设备所关联的保护信号以及保护信号的类型生成触发条件；

（a7）假定主供电源失电，通过拓扑搜索出同级遥测会发生本质变化的设备，以此生成动作条件；

（a8）在线生成动作序列，即拉开链路上主供电源所连的开关、投入主供电源与备用电源链路上的分位开关。

2.根据权利要求1所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，所述变电站内恢复的弱自适应模型的建模步骤包括：

将一个变电站分组，每一个电压等级作为一组，每一组各自独立生成备自投模型，生成步骤如下：

（b1）针对每一组生成不同运行方式；

（b2）针对每一种运行方式，采用与所述变电站内恢复的强自适应模型的建模步骤生成模型。

3.根据权利要求1所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，所述区域恢复的强自适应模型建模的步骤包括： 

（c1） 预先从高级应用网络模型中获取区域模型，依次对区域内设备编号，确定设备间连接方式；

（c2）在线从SCADA系统读取区域内设备的运行方式；

（c3）进入预想故障分析，假定区域每一个设备发生故障后所发生的开关跳闸和设备遥测变化情况,并依次对每一个预想故障进行分析：

（c4）所有的预想故障分析完成，则等待一个周期，进入第（c2）步。

4.根据权利要求3所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，对每一个预想故障进行分析的过程包括以下步骤：

失电母线分析：在一种运行方式下发生预想故障后找出失电的母线；同时分析出需切除的小电源；

可恢复母线分析：判断失电母线可恢复的原则是：母线本身无故障；从这一条母线出发至少存在一条链路通往电源点，且这条链路上所有刀闸合位，且没有故障设备；如果某运行方式在某种预想故障下无失电母线或者无可恢复母线，则不进行后续分析，进入下一个预想故障；

恢复过程分析：对于所有可恢复母线，通过进行有限次的开关控制操作使其恢复供电；

根据上述分析，生成备自投模型，即充电、闭锁、触发、动作条件和动作序列；

该预想故障分析结束，然后重复上述过程，进入下一个预想故障的分析，直到所有的预想故障分析完成。

5.根据权利要求3或4所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，所述区域恢复的弱自适应模型建模的步骤包括： 

搜索出该区域所有可能的运行方式，采用图论算法，具体如下：

（d1）将电源点合为一个拓扑意义上的顶点，将母线看成顶点，假定开关全部合位，将线路看成一个支路，形成一个图；

（d2）搜索出所有可能的树，断开全部连枝，这就对应一种拓扑方式；

（d3）针对每种拓扑方式，得到具体的运行方式，然后采用所述区域恢复的强自适应模型建模的步骤，生成备自投模型并存储。

6.根据权利要求1所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，寻找主供电源和同级备用电源需要满足以下条件：

主供电源和备用电源只能是同电压等级的设备；

主供电源作线路时必须带电且有电流，作母线时必须带电且有功率流出，作主变时必须带电且有功率从某侧绕组流出，即主供电源必须处于运行状态；

备用电源必须处于热备用状态且必须有电压；

主供电源与备用电源间必须有供电链路且供电链路上处于分位的开关只能为一个，链路上所有刀闸都应是合位。

7.根据权利要求6所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，如果某一电压等级无主供电源、或者有主供电源但无备用电源，则这一级就不再生成备自投模型，并且删除已有的备自投模型。

8.根据权利要求1所述的广域备自投模型自适应生成方法，其特征在于，一个变电站若同时生成若干广域备自投模型，这些备自投按照类型赋予预先整定的启动时间。