CN104242299A - 一种考虑线路电气介数的电网分区方法 - Google Patents

Abstract

一种考虑线路电气介数的电网分区方法。其包括获取相关数据、确定500kV变电站分区属性值、确定220kV变电站分区属性值、将多属性站转化为单一分区属性站、判断多属性站集合是否为空集、合上待定线路集中电气介数最大的线路Lmax,更新待定线路集、判断短路电流是否满足要求、断开线路Lmax、判断待定线路集是否为空、分区归并等阶段。本发明方法基于线路电气介数的大小进行线路的开断，可实现以500kV变电站为中心的220kV电网分区。所采用的线路电气介数立足于电网网络结构，兼顾负荷水平，在开断线路时充分考虑了线路在电力系统所处的地位和作用，避免了开断线路的盲目性，为电力系统安全稳定运行提供了强有力的支撑。

Description

一种考虑线路电气介数的电网分区方法

技术领域

本发明属于电网规划运行技术领域，特别是涉及一种考虑线路电气介数的电网分区方法。

背景技术

随着500kV电压等级电网的出现，500/220kV电磁环网成为不可避免的产物，并且在电网发展初期起到了一定的作用。然而随着500kV变电站布点的日益增多和网络结构的不断加强，电网短路电流水平不断升高，部分变电站母线短路电流水平甚至超过了断路器的遮断能力。因此打开500/220kV电磁环网，实现220kV分区供电势在必行。然而目前通常凭经验或采用启发式方法进行电网分区，因而对线路的开断存在较大的盲目性，而且没有充分考虑线路在整个电网中所处的地位和所起的作用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种考虑线路电气介数的电网分区方法。

为了达到上述目的，本发明提供的考虑线路电气介数的电网分区方法包括：按顺序执行的下列步骤：

步骤1)获取相关数据的S01阶段：获取待分区电网的网络结构数据、线路参数、变电站内变压器参数、各变电站负荷大小和发电厂容量；

步骤2)确定500kV变电站分区属性值的S02阶段：将待分区电网中的所有500kV变电站进行编号，以该编号作为以相应500kV变电站为中心的分区属性值；

步骤3)确定220kV变电站分区属性值的S03阶段：以500kV变电站为中心初步确定220kV变电站的分区属性值；如果某220kV变电站只与一个500kV变电站具有220kV联络通道，则该220kV变电站的分区属性值就是相应500kV变电站编号；如果某220kV变电站与两个及其以上的500kV变电站均有220kV联络通道，则这些500kV变电站的编号均为该220kV变电站的分区属性值；将具有多个分区属性值的220kV变电站构成一个集合，称之为多属性站集合；

步骤4)将多属性站转化为单一分区属性站的S04阶段：从多属性站集合中选取转供级数最大的220kV变电站，计算该变电站所有一级线路的电气介数，并断开除电气介数最大的一级线路以外的所有一级线路，此时该220kV变电站仅与一个500kV变电站具有220kV联络通道，即该220kV变电站具有单一的分区属性值，将该220kV变电站从多属性站集合中剔除；

步骤5)判断多属性站集合是否为空集的S05阶段：判定多属性站集合是否为空集，如果不为空集，则下一步重新进入S04阶段；如果为空集，则所有220kV变电站均具有单一的分区属性值；将所有断开的线路构成一个集合，称之为待定线路集；

步骤6)合上待定线路集中电气介数最大的线路Lmax,更新待定线路集的S06阶段：合上待定线路集中电气介数最大的线路，并将该线路从待定线路集中剔除；

步骤7)判断短路电流是否满足要求的S07阶段：计算各分区短路电流，并判断短路电流是否超标，如果判断结果为“是”，则下一步进入S09阶段；否则进入下一步S08阶段；

步骤8)断开线路Lmax的S08阶段：断开引起短路电流超标的线路Lmax；

步骤9)判断待定线路集是否为空的S09阶段：判定待定线路集是否为空集，如果不为空集，则更新待定线路集中的电气介数最大的线路Lmax，并重新进入S06阶段；如果为空集则进入下一步S10阶段；

步骤10)分区归并的S10阶段：如果两个500kV变电站之间具有220kV联络通道，则将二者合并为一个分区，即二者以及与其相连的220kV站均属于同一个分区；分区归并后得到的分区作为最终分区结果。

在步骤4)中，所述的转供级数是指：与500kV变电站直接相连的220kV变电站称为一级转供站，其转供级数为1；通过一个220kV变电站才与500kV变电站相连的220kV变电站称为二级转供站，其转供级数为2，以此类推。

在步骤4)中，所述的220kV变电站的一级线路是指，该线路与该220kV变电站直接相连，且处于该220kV变电站与相应500kV变电站的联络通道上。

在步骤4)中，所述的线路电气介数计算方法如下：线路ij的电气介数为其中，G、L分别为发电节点集合和负荷节点集合；m、n分别为发电节点和负荷节点；P_ij(m,n)是发电节点m注入正的单位有功功率和负荷节点n注入负的单位有功功率时在线路ij上通过的有功功率；w_mn为从发电节点m向负荷节点n传输功率大小的权重，w_mn＝min(S_m,S_n)，S_m为发电节点m的额定发电容量，S_n为负荷节点n的最大负荷需求。

本发明提供的考虑线路电气介数的电网分区方法基于线路电气介数的大小进行线路的开断，可实现以500kV变电站为中心的220kV电网分区。所采用的线路电气介数立足于电网网络结构，兼顾负荷水平，在开断线路时充分考虑了线路在电力系统所处的地位和作用，避免了开断线路的盲目性，为电力系统安全稳定运行提供了强有力的支撑。

附图说明

图1为本发明提供的考虑线路电气介数的电网分区方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的考虑线路电气介数的电网分区方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的考虑线路电气介数的电网分区方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)获取相关数据的S01阶段：获取待分区电网的网络结构数据、线路参数、变电站内变压器参数、各变电站负荷大小和发电厂容量；

步骤2)确定500kV变电站分区属性值的S02阶段：将待分区电网中的所有500kV变电站进行编号，以该编号作为以相应500kV变电站为中心的分区属性值；

步骤3)确定220kV变电站分区属性值的S03阶段：以500kV变电站为中心初步确定220kV变电站的分区属性值；如果某220kV变电站只与一个500kV变电站具有220kV联络通道，则该220kV变电站的分区属性值就是相应500kV变电站编号；如果某220kV变电站与两个及其以上的500kV变电站均有220kV联络通道，则这些500kV变电站的编号均为该220kV变电站的分区属性值；将具有多个分区属性值的220kV变电站构成一个集合，称之为多属性站集合；

步骤4)将多属性站转化为单一分区属性站的S04阶段：从多属性站集合中选取转供级数最大的220kV变电站，计算该变电站所有一级线路的电气介数，并断开除电气介数最大的一级线路以外的所有一级线路，此时该220kV变电站仅与一个500kV变电站具有220kV联络通道，即该220kV变电站具有单一的分区属性值，将该220kV变电站从多属性站集合中剔除；

步骤5)判断多属性站集合是否为空集的S05阶段：判定多属性站集合是否为空集，如果不为空集，则下一步重新进入S04阶段；如果为空集，则所有220kV变电站均具有单一的分区属性值；将所有断开的线路构成一个集合，称之为待定线路集；

步骤6)合上待定线路集中电气介数最大的线路Lmax,更新待定线路集的S06阶段：合上待定线路集中电气介数最大的线路，并将该线路从待定线路集中剔除；

步骤7)判断短路电流是否满足要求的S07阶段：计算各分区短路电流，并判断短路电流是否超标，如果判断结果为“是”，则下一步进入S09阶段；否则进入下一步S08阶段；

步骤8)断开线路Lmax的S08阶段：断开引起短路电流超标的线路Lmax；

步骤9)判断待定线路集是否为空的S09阶段：判定待定线路集是否为空集，如果不为空集，则更新待定线路集中的电气介数最大的线路Lmax，并重新进入S06阶段；如果为空集则进入下一步S10阶段；

步骤10)分区归并的S10阶段：如果两个500kV变电站之间具有220kV联络通道，则将二者合并为一个分区，即二者以及与其相连的220kV站均属于同一个分区；分区归并后得到的分区作为最终分区结果。

在步骤4)中，所述的转供级数是指：与500kV变电站直接相连的220kV变电站称为一级转供站，其转供级数为1；通过一个220kV变电站才与500kV变电站相连的220kV变电站称为二级转供站，其转供级数为2，以此类推。

在步骤4)中，所述的220kV变电站的一级线路是指，该线路与该220kV变电站直接相连，且处于该220kV变电站与相应500kV变电站的联络通道上。

在步骤4)中，所述的线路电气介数计算方法如下：线路ij的电气介数为其中，G、L分别为发电节点集合和负荷节点集合；m、n分别为发电节点和负荷节点；P_ij(m,n)是发电节点m注入正的单位有功功率和负荷节点n注入负的单位有功功率时在线路ij上通过的有功功率；w_mn为从发电节点m向负荷节点n传输功率大小的权重，w_mn＝min(S_m,S_n)，S_m为发电节点m的额定发电容量，S_n为负荷节点n的最大负荷需求。对于实际电网来讲，即使电网结构不变，但在不同的负荷水平情况下，电网在设备故障或遭受攻击后所表现出的脆弱程度以及导致的后果是不一样的。基于自组织临界理论的OPA模型表明，只有当电网的负荷水平增长到某一临界值时，电网才演化到临界状态。上述线路电气介数兼顾电网网络结构和负荷水平，充分考虑了电网的实际运行状态。

需要指出的是，由于转供级数较大的220kV变电站相应一级线路的开断，可能导致与其相连的转供级数较小的220kV变电站变为具有单一的分区属性值。

本发明的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种考虑线路电气介数的电网分区方法，其特征在于：所述的考虑线路电气介数的电网分区方法包括按顺序执行的下列步骤： 

步骤1)获取相关数据的S01阶段：获取待分区电网的网络结构数据、线路参数、变电站内变压器参数、各变电站负荷大小和发电厂容量； 

步骤2)确定500kV变电站分区属性值的S02阶段：将待分区电网中的所有500kV变电站进行编号，以该编号作为以相应500kV变电站为中心的分区属性值； 

步骤3)确定220kV变电站分区属性值的S03阶段：以500kV变电站为中心初步确定220kV变电站的分区属性值；如果某220kV变电站只与一个500kV变电站具有220kV联络通道，则该220kV变电站的分区属性值就是相应500kV变电站编号；如果某220kV变电站与两个及其以上的500kV变电站均有220kV联络通道，则这些500kV变电站的编号均为该220kV变电站的分区属性值；将具有多个分区属性值的220kV变电站构成一个集合，称之为多属性站集合； 

步骤4)将多属性站转化为单一分区属性站的S04阶段：从多属性站集合中选取转供级数最大的220kV变电站，计算该变电站所有一级线路的电气介数，并断开除电气介数最大的一级线路以外的所有一级线路，此时该220kV变电站仅与一个500kV变电站具有220kV联络通道，即该220kV变电站具有单一的分区属性值，将该220kV变电站从多属性站集合中剔除； 

步骤5)判断多属性站集合是否为空集的S05阶段：判定多属 性站集合是否为空集，如果不为空集，则下一步重新进入S04阶段；如果为空集，则所有220kV变电站均具有单一的分区属性值；将所有断开的线路构成一个集合，称之为待定线路集； 

步骤6)合上待定线路集中电气介数最大的线路Lmax,更新待定线路集的S06阶段：合上待定线路集中电气介数最大的线路，并将该线路从待定线路集中剔除； 

步骤7)判断短路电流是否满足要求的S07阶段：计算各分区短路电流，并判断短路电流是否超标，如果判断结果为“是”，则下一步进入S09阶段；否则进入下一步S08阶段； 

步骤8)断开线路Lmax的S08阶段：断开引起短路电流超标的线路Lmax； 

步骤9)判断待定线路集是否为空的S09阶段：判定待定线路集是否为空集，如果不为空集，则更新待定线路集中的电气介数最大的线路Lmax，并重新进入S06阶段；如果为空集则进入下一步S10阶段； 

步骤10)分区归并的S10阶段：如果两个500kV变电站之间具有220kV联络通道，则将二者合并为一个分区，即二者以及与其相连的220kV站均属于同一个分区；分区归并后得到的分区作为最终分区结果。 

2.根据权利要求1所述的考虑线路电气介数的电网分区方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的转供级数是指：与500kV变电站直接相连的220kV变电站称为一级转供站，其转供级数为1；通过一个220kV变电站才与500kV变电站相连的220kV变电站称为二级转供站，其转供级数为2，以此类推。 

3.根据权利要求1所述的考虑线路电气介数的电网分区方法， 其特征在于：在步骤4)中，所述的220kV变电站的一级线路是指，该线路与该220kV变电站直接相连，且处于该220kV变电站与相应500kV变电站的联络通道上。 

4.根据权利要求1所述的考虑线路电气介数的电网分区方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的线路电气介数计算方法如下：线路ij的电气介数为其中，G、L分别为发电节点集合和负荷节点集合；m、n分别为发电节点和负荷节点；P_ij(m,n)是发电节点m注入正的单位有功功率和负荷节点n注入负的单位有功功率时在线路ij上通过的有功功率；w_mn为从发电节点m向负荷节点n传输功率大小的权重，w_mn＝min(S_m,S_n)，S_m为发电节点m的额定发电容量，S_n为负荷节点n的最大负荷需求。