CN104218668B - 设备发生故障时引起动作的备自投的追踪确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是设备发生故障时引起动作的备自投的追踪确定方法，从电网中的电源点开始搜索，一直搜索到所有的低电压等级母线为止，如果某个设备为备自投的工作母线通向电源点的唯一关键路径，并且此设备不是通向相应备自投的备用母线的路径，则说明此设备故障必然会导致备自投的工作母线失电，也就会引起相应的备自投动作。从而得到具体某个N-1故障引起的所有应动作的备自投信息。
Description
技术领域
本发明涉及在N-1分析中确定某个设备发生故障时引起动作的备自投的一种追踪方法。属于电力系统自动化技术领域。
背景技术
与网、省调电网不同，地区电网的特点是其管辖范围通常包括220kV及以下的主变及线路及部分500kV主变。其中220kV线路一般以环网供电方式运行，110kV主变或线路等通常按辐射网供电方式运行。为保证供电可靠性，地区电网在变电站内部通常装设大量的备自投装置（BATS）。BATS是保证供电可靠性的重要措施，当电网发生故障从而导致母线停电时，满足条件的BATS就会动作，断开工作母线所连的开关，合上备用电源的开关，给停电母线供电，这样就大大降低了母线停电的可能性，保证了供电的可靠性。可见，在地调电网中，BATS对保证可靠供电有着重要的作用。
在N-1分析中，在确定某个具体的故障设备发生故障时是否会引起备自投动作及引起动作的备自投的个数时，传统的方法通常是首先模拟将故障设备断开，然后进行拓扑分析，得到所有满足动作条件的备自投信息。由于涉及到大量的开关模拟变位操作，也就会导致频繁的拓扑计算从而消耗大量的计算时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种设备发生故障时引起动作的备自投的追踪确定方法，通过供电路径搜索的方法来确定N-1故障引起哪些备自投动作。
本发明的技术方案如下：
设备发生故障时引起动作的备自投的追踪确定方法，其特征在于：以电源点为根节点进行搜索，一直搜索到10kV或35kV母线并记录所有的供电路径；通过供电路径上经过的设备信息和母线信息得到供电路径上的设备与经过的备自投的映射关；如果某个设备为备自投的工作母线通向电源点的唯一关键路径，并且此设备不是通向相应备自投的备用母线的路径，则说明此设备故障必然会导致备自投的工作母线失电，并且会引起相应的备自投动作。
具体追踪判定步骤如下：
（1）、通过供电路径搜索确定设备与备自投的映射关系：将220kV线路开关模拟断开，将所有的220kV母线及实际存在的发电机作为电源点进行供电路径的搜索，得到所有电源点的所有供电路径信息；再根据供电路径上的设备与母线的关系及母线与备自投的关系，得到设备与备自投的映射关系；
搜索方法采用深度优先搜索，在以电源点为根节点法进行搜索时，只要搜索到35kV母线或10kV母线就将记录搜索路径信息，包括供电路径上的设备信息及供电路径经过的母线信息；
（2）、根据给定的设备确定其是否为唯一关键路径：如果某个设备与备自投之间有映射关系，同时对此设备而言，又有n个电源点，表明n个电源点到此备自投之间都需要经过此设备，此设备即为关键的唯一供电路径，则判定此设备故障后必然会触发备自投动作。
本发明的积极效果在于：本发明针对地区电网的特点，提出了一种新的处理方法，该方法在基态拓扑的基础上，以电源点为根节点进行搜索，只要搜索到10kV母线或35kV母线，就将搜索过程中的供电路径记录下来，再根据路径上的母线信息得到相应的备自投信息，建立路径上的设备与母线的对应关系，最终得到路径上的设备与备自投的映射关系。如果某个设备为备自投的工作母线通向电源点的唯一关键路径，并且此设备不是通向相应备自投的备用母线的路径，则说明此设备故障必然会导致备自投的工作母线失电，也就会引起相应的备自投动作。由于在处理每个具体的N-1设备故障时不需要进行开关变位模拟，不需要重新进行网络拓扑计算，只需要根据供电路径的信息即可得到N-1故障对应的备自投信息，从而大大节省了计算时间。
附图说明
图1是本发明的通用备自投模型图。
图2是本发明供电路径搜索示意图。
图3是本发明串供接线下确定设备与备自投的映射关系示意图。
图4是本发明T接线下确定设备与备自投的映射关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
以电源点（220kV母线及实际的发电机）为根节点进行搜索一直搜索到10kV或35kV母线并记录所有的供电路径，通过供电路径上经过的设备信息和母线信息得到供电路径上的设备与经过的备自投的映射关系，如果某个设备为备自投的工作母线通向电源点的唯一关键路径，并且此设备不是通向相应备自投的备用母线的路径，则说明此设备故障必然会导致备自投的工作母线失电，也就会引起相应的备自投动作。
具体追踪判定步骤如下：
（1）、通过供电路径搜索确定设备与备自投的映射关系：在处理中将220kV线路开关模拟断开，将所有的220kV母线及实际存在的发电机作为电源点进行供电路径的搜索，将220kV线路的开关模拟断开的目的是在以电源点为根节点进行搜索时，不会通过220kV线路而搜索到另一个220kV变电站中。搜索方法采用深度优先搜索，在以电源点为根节点法进行搜索时，只要搜索到35kV母线或10kV母线就将记录搜索路径信息，包括供电路径上的设备信息及供电路径经过的母线信息。搜索完后，可以得到所有电源点的所有供电路径信息，再根据供电路径上的设备与母线的关系及母线与备自投的关系，最终得到设备与备自投的映射关系。
（2）、根据给定的设备确定其是否为唯一关键路径：在生成设备与备自投的映射关系时，同时记录有多少电源点与备自投有关系，即备自投有哪些电源点，如果某个设备与备自投之间有映射关系，同时对此设备而言，又有n个电源点，则表明n个电源点到此备自投之间都需要经过此设备，此设备即为关键的唯一供电路径，特殊的，如果n为1，则表示备自投经过此设备到某电源点只有一条供电路径。如果设备是唯一的关键路径，则设备故障后必然会触发备自投动作。
计算过程如下：
1）、如图1，建立备自投通用模型，在图1所显示的通用模型中，备自投包含的信息有设备1、设备2、开关1、开关2、母线1、母线2及母联开关、备自投的类型（母联备自投或设备备自投）、备自投的充电条件表，针对某个故障，只有满足备自投的充电条件才有可能最终动作。在图1中，可以构造4个备自投，备自投的信息及动作条件表1。
表1
| 备自投 | 备自投1 | 备自投2 | 备自投3 | 备自投4 |
| 设备1 | 设备A | 设备B | 设备A | 设备B |
| 设备2 | 设备B | 设备A | 设备B | 设备A |
| 开关1 | 开关A | 开关B | 开关A | 开关B |
| 开关2 | 开关B | 开关A | 开关B | 开关A |
| 母线1 | 母线A | 母线B | 母线A | 母线B |
| 母线2 | 母线B | 母线A | 母线B | 母线A |
| 母联开关 | 开关C | 开关C | 开关C | 开关C |
| 备自投类型 | 母联备自投 | 母联备自投 | 设备备自投 | 设备备自投 |
| 充电条件 | 母线1带电&&母线2带电&&母联开关热备用 | 母线1带电&&母线B带电&&母联开关热备用 | 母线带电&&母线B带电&&开关B热备用 | 母线1带电&&母线B带电&&开关B热备用 |
2）、通过供电路径搜索确定设备与备自投的映射关系。在处理中将220kV线路开关模拟
断开，将所有的220kV母线及实际存在的发电机作为电源点进行供电路径的搜索，将220kV线路的开关模拟断开的目的是在以电源点为根节点进行搜索时，不会通过220kV线路而搜索到另一个220kV变电站中。搜索方法采用深度优先（DFS）搜索，在以电源点为根节点法进行搜索时，只要搜索到35kV母线或10kV母线就将记录搜索路径信息，包括供电路径上的设备信息及供电路径经过的母线信息。搜索完后，可以得到所有电源点的所有供电路径信息，再根据供电路径上的设备与母线的关系及母线与备自投的关系，最终得到设备与备自投的映射关系。
如图2，从220kV母线开始搜索的的供电路径共计有6条，即：第1条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路A,变2)->10kV母线2；第2条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路B,变4)->10kV母线4；第3条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路B,变1)->10kV母线1；第4条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路B,变3)->10kV母线3；第5条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路B,变5)->10kV母线5；第6条：220kV母线（经变压器A）->110kV母线(经线路B,变7)->10kV母线7。
所以在图2中设备与备自投的映射关系如表2。
表2
同样，在图3串供接线方式中，设备与备自投的映射关系如表3。
表3
| 设备 | 备自投 |
| 线路L1 | 备自投开关7备开关6 |
| 线路L2 | 备自投开关7备开关6 |
| 线路L3 | 备自投开关7备开关6 |
对于如图4中T接线方式，设备与备自投的映射关系如表4。
表4
供电路径搜索完后，根据供电路径上的母线信息转换为相应的备自投信息，这样排在前面的备自投时序参数小，排在后面的备自投的时序参数大，如果出现电压等级相同的备自投，则需要根据备自投本身提供的时序参数进行修正，将时序参数小的备自投排在时序参数大的备自投的前面。
3）、根据给定的设备确定其是否为唯一关键路径：在生成设备与备自投的映射关系时，
同时记录有多少电源点与备自投有关系，即备自投有哪些电源点，如果某个设备与备自投之间有映射关系，同时对此设备而言，又有n个电源点，则表明n个电源点到此备自投之间都需要经过此设备，此设备即为关键的唯一供电路径，特殊的，如果n为1，则表示备自投经过此设备到某电源点只有一条供电路径。如果设备是唯一的关键路径，则设备故障后必然会触发备自投动作。
如表5所示，建立设备与备自投的映射关系表，表5中,针对每给备自投，第一行为工作母线，第2行为备用母线。1(S1)表示备自投的母线经过此设备有一条路径，电源点为S1.这里S1为220kV母线。如果为0，表示不存在经过此设备到达电源点的供电路径。从表中可以看出，线路A故障，有唯一一条供电路径到达母备母2的工作母线，同时到达母备母2的备用母线母1的供电路径不经过线路A。所以线路A故障后会引起母备母2动作。而对主变A故障，因到达母备母2的工作母线及备用母线的供电路径都经过主变A,所以主变A故障不会引起母备母2动作。其它设备故障会引起哪些备自投动作都可从表5的映射关系中得到。
表5
Claims (1)
1.设备发生故障时引起动作的备自投的追踪确定方法，其特征在于：以电源点为根节点进行搜索，一直搜索到10kV或35kV母线并记录所有的供电路径；通过供电路径上经过的设备信息和母线信息得到供电路径上的设备与经过的备自投的映射关系；如果某个设备为备自投的工作母线通向电源点的唯一关键路径，并且此设备不是通向相应备自投的备用母线的路径，则说明此设备故障必然会导致备自投的工作母线失电，并且会引起相应的备自投动作；
具体追踪判定步骤如下：
（1）、通过供电路径搜索确定设备与备自投的映射关系：将220kV线路开关模拟断开，将所有的220kV母线及实际存在的发电机作为电源点进行供电路径的搜索，得到所有电源点的所有供电路径信息；再根据供电路径上的设备与母线的关系及母线与备自投的关系，得到设备与备自投的映射关系；
搜索方法采用深度优先搜索，在以电源点为根节点法进行搜索时，只要搜索到35kV母线或10kV母线就将记录搜索路径信息，包括供电路径上的设备信息及供电路径经过的母线信息；
（2）、根据给定的设备确定其是否为唯一关键路径：如果某个设备与备自投之间有映射关系，同时对此设备而言，又有n个电源点，表明n个电源点到此备自投之间都需要经过此设备，此设备即为关键的唯一供电路径，则判定此设备故障后必然会触发备自投动作。
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