CN103647279A - 一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法 - Google Patents

一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其实现包括以下步骤：（1）判断是否需要修改厂站接线信息维护数据库；（2）根据电网模型中某一变电站设备命名编号信息，判定该设备是否属于要生成的该电压等级故障子集，若是，则将该设备的厂站接线信息存入故障集数据库；给所有的线路信息增加计算标识位，并将计算标志位置0；（3）对故障集数据库中不同设备设置不同的故障卡；（4）若要生成的是某一电压等级故障子集，则到（3）结束；若要生成的是全电压等级故障子集，则重复（2）~（3），生成全电压等级故障集。本发明的有益效果是快速高效、自动生成预想故障集，减少了故障设置时间，并为后续的计算分析工作减少了工作量。

Description

一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法
技术领域
本发明涉及一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，属于电力系统仿真分析计算领域。
背景技术
随着电力系统规模的不断增大、电力市场运行机制的不断推进和可再生能源发电的逐步接入，电力系统的安全稳定性已成为电力系统运行调度的迫切需求和发展方向。这就迫切需要对电力系统进行仿真计算。设置大量预想故障是电力系统仿真计算的前提，但是以往的预想故障设置一般依靠电网调度运行人员的经验，工作量巨大，从而导致手工编写的过程容易出错；另外由于故障集的编写往往由多人共同进行，难免出现漏编、错编、重复编制的问题，然而因为无法对故障集数据进行结构化，造成难以发觉此类问题；因此，亟需提出厂站接线信息的预想故障集生成方法，摆脱预想故障集的设置对电网调度运行人员经验的依赖。申请号为201110375256.7的《电网故障集的自动生成方法及装置》的发明专利主要运用电网实时信息，而实际工作中由于电网实时信息的保密性强，数据量大，除调度中心外其它机构很难推广，目前绝大多数电网仿真计算人员仍使用离线数据。此外，由于电网的结构、发电机停机状况是实时变化的，而仿真计算往往耗时较长，所谓的“实时数据”在计算中也变为了“离线数据”，因此说离线数据的计算在今后工作中仍将是主导。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种快速高效的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，能够自动生成预想故障集，客观准确的反映当前电网安全稳定的全部情况。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，包括以下步骤：
步骤一、判断是否需要修改厂站接线信息维护数据库：
判断是否有原有厂站的线路发生切改和/或新建厂站的情况，若有，将原有厂站的线路切改信息和/或新建厂站的接线信息录入厂站接线信息维护数据库，然后进入步骤二；
若没有，直接进入步骤二；
步骤二、当用户需要生成某一电压等级故障子集时，根据电网模型中的某一变电站设备命名编号信息，判定该设备是否属于要生成的该电压等级故障子集，若是，则将该设备的厂站接线信息存入故障集数据库；同时给故障集数据库中所有的线路信息增加计算标识位，并将计算标志位置0；
步骤三、对故障集数据库中的不同设备设置不同的故障卡：
生成故障卡的设备如下：
发电机：设置该发电机故障停运，并写出故障卡；
主变：设置该主变故障停运，并写出故障卡；
线路：首先判定其计算标识位是否为0，若为零则设置线路断线故障，并将该线路的计算标识位置1；若不为0则跳过该线路，判断下一线路的计算标识位；
母线：设置该母线各分段故障停运，并使该段母线上通过开关和刀闸相连的各条线路断线，主变、发电机停运，最后写出上述所有关联线路、主变、发电机同时发生故障的故障卡；
将故障卡写入故障集数据库，再进行下一变电站设备的故障卡生成，直到全部变电站的故障卡生成完毕，上述全部变电站设备的故障卡的集合即为该电压等级故障子集；
步骤四、若要生成的是某一电压等级故障子集，则到步骤三结束；若要生成的是全电压等级故障子集，则重复步骤二至步骤三，每次得到另外某一电压等级故障子集，上述所有的电压等级故障子集的集合即为全电压等级故障集，生成结束。
在所述步骤三中，若生成的是全电压等级故障集，主变设备生成故障卡的方式为只需将主变按照其高压侧故障生成一次即可。
在所述步骤三中，设置母线故障时不去分析与母线相连线路的计算标识位，凡是和母线通过开关和刀闸相连的都要按照线路断线设置，并且线路计算标识位不变。
所述某一电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV或10kV，全电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV和10kV。
所述厂站接线信息包括设备命名编号、设备参数和线路、变压器与母线连接的开关和刀闸编号信息和开合状态。
所述电网模型中的某一变电站设备命名编号信息由阿拉伯数字及字母符号组成，编号原则选自电网调度规程。
本发明的有益效果如下：
（1）本方法自动生成预想故障集，摆脱预想故障集的设置对电网调度运行人员经验的依赖。
（2）本方法通过设置计算标识位，减少了线路故障的重复设置；在生成全电压等级故障集时，同一变电站主变只生成一次故障卡。这些设定都大大减少了故障设置时间，并为后续的计算分析工作减少了工作量。
（3）本方法能充分利用厂站接线信息，能在不需要电网实时信息的情况下产生电网所有可能发生故障的集合。
（4）本方法可以按照用户需求判定需要生成的某一电压等级的预想故障子集，也可产生全电压等级的预想故障集。
（5）本方法由于只是基于厂站接线信息生成故障集的程序，因此可以生成多种计算系统的故障集，适用于包括BPA(电力系统潮流和暂态稳定程序)系统、PSASP 系统(Power System Analysis Software Package，电力系统分析综合程序)、EMS(Energy management system，能量管理系统) 系统的不同计算系统的故障集的自动生成，适用性高。
附图说明
图1为预想故障集生成方法的流程示意图。
图2为乐寿变电站的接线图。
具体实施方式
实施例参见图1：
本实施例是在不需要电网实时信息的情况下，完成的预想故障集生成方法。
其具体步骤如下：
步骤一、判断是否需要修改厂站接线信息维护数据库：
判断是否有原有厂站的线路发生切改和/或新建厂站的情况，若有，将原有厂站的线路切改信息和/或新建厂站的接线信息录入厂站接线信息维护数据库，然后进入步骤二；
若没有，直接进入步骤二；
厂站的接线信息应包括设备命名编号和线路、变压器与母线连接的开关和刀闸编号信息和开合状态。
一般来说，电网模型中的设备命名编号信息满足以下规则：
设备编号由阿拉伯数字及字母符号组成。
a.第一位数字表示电压等级。电压等级与代表数字的对应关系为：
6kV—6   10kV—5   35kV—3   110kV—1   220kV—2；
b.第二位数字表示设备分类。设备分类与代表数字的对应关系为：
发电机：0
母联（旁路）：0
主变：1
线路：2-9，按照相关规定同一变电站线路不重号。
母线：同一电压等级母线编号分别为1、2、3，分别代表#1母线、#2母线、旁路母线。同一排母线分段后分别用A、B表示两段母线。
c.第三位数
对单(双)母线分段带旁路接线表示设备序号，同类设备从小到大依次编为:1、2、3、4、5、6、7、8、9、0；同一母线不同分段用A、B等大写字母表示。
本实施例中原有厂站的线路没有发生切改，也没有新建厂站，不需修改厂站信息，直接进入步骤二。
步骤二、当用户需要生成220kV电压等级故障子集时，根据电网模型中的某一变电站设备命名编号信息，判定该设备是否属于要生成的该电压等级故障子集，若是，则将该设备的厂站接线信息存入故障集数据库；由于母联设备是控制母线连接状态的设备，其状态只影响厂站接线结构，不直接影响电网安全，所以一般不设故障集。
由于步骤二中选择生成220kV电压等级故障子集，因此在本实施例中只读入设备编号首位为2的设备。以图2乐寿站为例，只将图中虚线框中设备及信息存入数据库。
同时给故障集数据库中所有的线路信息增加计算标识位，并将计算标志位置0；计算标识位的设置是因为线路是两个变电站间的潮流联络线，在分别读入这两个站信息时，为了防止对该线路进行重复计算而设置的。该标识位的设置可以减少不必要的程序计算时间。本实施例中将乐寿-田庄、乐寿-章西、乐寿-沧西3条线路及其它220kV线路的计算标识位置0。
步骤三、对故障集数据库中的不同设备设置不同的故障卡：
本实施例中的故障卡格式是按照中国电力科学研究院BPA程序要求输出的，电网预想故障集生成方法可以根据用户的需要输出相应格式的故障集。
本实施例中没有发电机，只有主变、线路和母线。
（1）主变：设置该主变故障停运，并写出故障卡：
T     冀乐寿21230. 冀乐寿12115.   180 .01634.73333            220.0121.0  2006
T     冀乐寿21230. 冀乐寿13115.   180 .01629.72778            220.0121.0  2006
（2）线路：首先判定计算标识位是否为0，若为零则设置线路断线故障，并将该线路计算标识位置1；否则跳过该线路，判断下一线路计算标识位。本次实施例中假定乐寿站为第一个进行故障卡生成的变电站，即其每条线路计算标识位均为0。写出故障卡：
L     冀乐寿21230. 冀沧西21230.  1690 .03467.25403                         06
L     冀乐寿21230. 冀田庄21230.  1420 .05393.34569                         06
L     冀乐寿21230. 冀章西21230.  1420 .02490.14902                         06
在生成故障卡后程序将乐寿-田庄、乐寿-章西、乐寿-沧西3条线路的计算标识位置1。
（3）母线：设置该母线不同分段分别停运，并通过开关和刀闸状态判定使该段母线上各条线路断线（线路计算标识位不变），主变、发电机停运，最后写出上述所有关联线路、主变、发电机同时发生故障的故障卡：
#1 M#
L     冀乐寿21230. 冀沧西21230.  1690 .03467.25403                         06
T     冀乐寿21230. 冀乐寿12115.   180 .01629.72778         220.0121.0  2006
#2 M#
L     冀乐寿21230. 冀田庄21230.  1420 .05393.34569                         06
L     冀乐寿21230. 冀章西21230.  1420 .02490.14902                         06
T     冀乐寿21230. 冀乐寿11115.   180 .01634.73333         220.0121.0  2006
上述操作完成后将故障卡全部写入故障集数据库，再进行下一变电站设备故障卡生成，当生成田庄、章西、沧西三站故障卡时，由于其计算标识位为1，上述相应三条线路不再生成故障卡（以田庄站为例，生成田庄站故障卡时，乐寿-田庄线路不再生成故障卡），持续循环直到全部变电站故障卡生成完毕，上述全部变电站故障卡的集合即为220kV电压等级故障子集。若生成全电压等级故障集，只需将每个变电站中不同电压等级设备全部生成故障卡（主变只按照其高压侧故障生成一次即可），即可。
在所述步骤三中，若生成的是全电压等级故障集，主变设备生成故障卡的方式为只需将主变按照其高压侧故障生成一次即可。
在所述步骤三中，设置母线故障时不去分析与母线相连线路的计算标识位，凡是和母线通过开关和刀闸相连的都要按照线路断线设置，并且线路计算标识位不变。
所述某一电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV或10kV，全电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV和10kV。
所述厂站接线信息包括设备命名编号、设备参数和线路、变压器与母线连接的开关和刀闸编号信息和开合状态。
所述电网模型中的某一变电站设备命名编号信息由阿拉伯数字及字母符号组成，编号原则选自电网调度规程。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、判断是否需要修改厂站接线信息维护数据库：
判断是否有原有厂站的线路发生切改和/或新建厂站的情况，若有，将原有厂站的线路切改信息和/或新建厂站的接线信息录入厂站接线信息维护数据库，然后进入步骤二；
若没有，直接进入步骤二；
步骤二、当用户需要生成某一电压等级故障子集时，根据电网模型中的某一变电站设备命名编号信息，判定该设备是否属于要生成的该电压等级故障子集，若是，则将该设备的厂站接线信息存入故障集数据库；同时给故障集数据库中所有的线路信息增加计算标识位，并将计算标志位置0；
步骤三、对故障集数据库中的不同设备设置不同的故障卡：
生成故障卡的设备如下：
发电机：设置该发电机故障停运，并写出故障卡；
主变：设置该主变故障停运，并写出故障卡；
线路：首先判定其计算标识位是否为0，若为零则设置线路断线故障，并将该线路的计算标识位置1；若不为0则跳过该线路，判断下一线路的计算标识位；
母线：设置该母线各分段故障停运，并使该段母线上通过开关和刀闸相连的各条线路断线，主变、发电机停运，最后写出上述所有关联线路、主变、发电机同时发生故障的故障卡；
将故障卡写入故障集数据库，再进行下一变电站设备的故障卡生成，直到全部变电站的故障卡生成完毕，上述全部变电站设备的故障卡的集合即为该电压等级故障子集；
步骤四、若要生成的是某一电压等级故障子集，则到步骤三结束；若要生成的是全电压等级故障子集，则重复步骤二至步骤三，每次得到另外某一电压等级故障子集，上述所有的电压等级故障子集的集合即为全电压等级故障集，生成结束。
2.根据权利要求1所述的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于： 
在所述步骤三中，若生成的是全电压等级故障集，主变设备生成故障卡的方式为只需将主变按照其高压侧故障生成一次即可。
3.根据权利要求2所述的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于：在所述步骤三中，设置母线故障时不去分析与母线相连线路的计算标识位，凡是和母线通过开关和刀闸相连的都要按照线路断线设置，并且线路计算标识位不变。
4.根据权利要求3所述的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于：所述某一电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV或10kV，全电压等级为500kV、330kV、220kV、110kV、35kV和10kV。
5.根据权利要求4所述的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于：
所述厂站接线信息包括设备命名编号、设备参数和线路、变压器与母线连接的开关和刀闸编号信息和开合状态。
6.根据权利要求5所述的基于厂站接线信息的预想故障集生成方法，其特征在于：所述电网模型中的某一变电站设备命名编号信息由阿拉伯数字及字母符号组成，编号原则选自电网调度规程。
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