CN104537484A - 基于psasp模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法 - Google Patents

基于psasp模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，包括：提取PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡；构建备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系；构建备自投装置策略仿真模型配置表；电网供电负荷损失风险仿真评估。本发明解决了电网运行研究分析工作中电网供电负荷损失风险无法做到精确评估的问题，改变了以往电网故障仿真分析的模式，为电网N-1、N-2、重要输电断面等故障仿真分析工作提供强有力的技术支撑，为电网安全隐患排查提供了更精确、更有效的分析。

Description

基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法
技术领域
本发明涉及电力系统仿真计算技术领域，具体是一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法。
背景技术
备自投装置主要形式有桥备投、母联备投、分段备投、进线备投、变压器备投，其工作原理是当工作电源因故障断开以后，能自动将备用电源投入到工作中或将用户切换到备用电源上去。目前在变电站设置备自投装置是保证供电可靠性的一种有效方法，因此在电网中得到了广泛应用。在各级调度自动化系统的DTS仿真、电网故障分析等模块都要充分考虑备自投在电网中的影响，否则计算的结果将会与实际情况产生很大的差异。
国务院令第599号出台后，需要准确评估电网供电负荷损失风险，规定电网事故等级判定与减供负荷挂钩，备自投装置启动后保供负荷不计入负荷损失。电网负荷损失风险的评估主要是基于预想故障集对电网进行开断扫描分析，进而得出负荷损失风险结果，如N-1、N-2、重要输电断面等故障仿真。
目前，在我国各级调控中心内，电力系统仿真工具主要基于中国电力科学研究院自主开发PSASP(电力系统分析综合程序)，构建电网模型是以PSASP潮流计算文件为载体，以数据卡形式组织填写，所存储电网模型相对于自动化在线系统模型来说是一种简化模型，存储数据量大，模型完整，且负荷填写简单，易于模拟仿真电网各种预想故障集。但是，备自投装置动作策略主要靠切换开关设备状态来完成，这与PSASP程序简化建模方式相违背，PSASP潮流计算模型无开关、刀闸模型，不支持一般意义上的拓扑功能，不能像自动化系统模型一样与真实电网元件一一对应。因此，如何将备自投动作策略与PSASP潮流计算模型进行仿真关联建模已成为电力系统中亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，以解决电网运行研究分析工作中电网供电负荷损失风险无法做到精确评估的缺陷。
本发明的技术方案为：
一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，包括以下步骤：
(1)提取PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡，所述节点卡包括母线卡，所述支路卡包括线路卡和主变压器卡；
(2)构建备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系；
(3)基于PSASP潮流计算模型，将步骤(2)中构建的映射关系按照备自投装置策略中的所有动作逻辑进行分类重组，构建备自投装置策略仿真模型配置表；
(4)根据提取的PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡，基于计算机图论算法构建电网拓扑联通关系模型；
(5)基于预想故障集对电网拓扑联通关系模型进行开断模拟，通过全联通判定算法统计出需要开断的支路；
(6)将需要开断的支路与备自投装置策略仿真模型配置表中的动作逻辑进行比对，若存在满足动作逻辑的备自投装置，则根据动作逻辑重置电网拓扑联通关系；
(7)对重置的电网拓扑联通关系重新进行全联通判定，直至无备自投装置满足备自投装置策略仿真模型配置表中的动作逻辑；
(8)对开断模拟前后的电网拓扑联通关系模型进行比对，得到电网供电负荷损失风险仿真评估结果。
所述的基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，步骤(2)中，所述备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系通过PSASP潮流计算模型中的命名规则自动关联得到，其中，与母线接线方式相关的开关设备与PSASP潮流计算模型中的虚拟支路卡对应，与线路、主变压器相连的开关设备与PSASP潮流计算模型中的线路卡、主变压器卡对应。
所述的基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，步骤(3)中，所述备自投装置策略仿真模型配置表中，支路互备且连同一条母线的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用其它支路卡；支路互备且连接不同母线的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用其它支路卡及相连母线卡；虚拟支路的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用虚拟支路卡。
与现有技术相比，本发明解决了电网运行研究分析工作中电网供电负荷损失风险无法做到精确评估的问题，改变了以往电网故障仿真分析的模式，为电网N-1、N-2、重要输电断面等故障仿真分析工作提供强有力的技术支撑，为电网安全隐患排查提供了更精确、更有效的分析。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是电网供电负荷损失风险仿真评估流程图；
图3是截取的部分PSASP潮流计算模型。
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。
如图1所示，一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，包括以下步骤：
S1、提取PSASP潮流计算模型中的数据卡：
任意时刻，从运行方式部门维护的PSASP潮流计算模型中提取节点卡(母线卡、机组卡等)、支路卡(线路卡、主变压器卡等)和模拟厂站内部母线接线方式的虚拟支路卡；其中，母线卡、机组卡以8位字节名称(由地区、站点、母线简称构成)和电压等级作为唯一标识，线路卡、主变压器卡以13位字节名称(线路卡由起始、终止厂站简称和编号构成，主变压器卡由厂站名称、主变编号、每侧开关编号构成)作为唯一标识，虚拟支路卡以厂站名称和支路中开关编号作为唯一标识。
S2、构建备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系：
备自投装置通过改变开关设备状态来完成策略控制，动作启动需要很多判定条件，如母线电压、进线电流等，但开关设备状态的变换始终与PSASP潮流计算模型中的支路卡和虚拟支路卡投停状态保持一致，因此，备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型的关系构建只需将备自投装置策略中的开关设备与已提取的PSASP潮流计算模型中的支路卡和虚拟支路卡建立映射关系即可。
构建规则分为两类：一类是将与母线接线方式相关的母联、分段等开关设备与PSASP潮流计算模型中的虚拟支路卡建立对应；一类是将与线路、主变压器相连的开关设备与PSASP潮流计算模型中的线路卡、主变压器卡建立对应，两类之间的映射关系可根据PSASP潮流计算模型中的命名规则进行自动关联。
S3、构建备自投装置策略仿真模型：
备自投装置策略一般对应着多种电网运行方式，每种电网运行方式对应着各自的动作逻辑，而一套PSASP潮流计算模型只能表达一种电网运行方式，因此要完全仿真备自投装置策略，需兼顾备自投装置的各种电网运行方式。
基于PSASP潮流计算模型，将步骤S2中构建的映射关系按照备自投装置策略中的所有动作逻辑进行分类重组，构建一张备自投装置策略仿真模型配置表，以此来判定PSASP潮流计算模型对应的备自投装置运行方式，确定备自投装置动作逻辑，基于配置表动作逻辑控制修改PSASP潮流计算模型，以达到备自投装置策略自动仿真的目的。
基于备自投装置的工作原理，备自投装置策略仿真模型配置表构建规则分为三类：一类是支路互备且同连一条母线，如进线备自投、主变备自投等，配置表动作逻辑是某些支路卡停运，启用其它支路卡；一类是支路互备且连接不同母线，如进线备自投、主变备自投等，配置表动作逻辑是某些支路卡停运，启用其它支路卡及相连母线卡；一类是虚拟支路备自投，如桥备自投、母联备自投、分段备自投等，配置表动作逻辑是某些支路卡停运，启用虚拟支路卡。该构建规则涵盖了几种典型备自投方式，其它复杂备自投方式，可视为典型方式的组合。
S4、电网供电负荷损失风险仿真评估：
如图2所示，根据提取的PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡，基于计算机图论算法构建电网拓扑联通关系模型，基于预想故障集对电网进行开断模拟，通过全联通判定算法统计出需要开断的支路数据，与备自投装置策略仿真模型配置表中的动作逻辑相比对，若满足，则根据动作逻辑重置电网拓扑联通关系，并重新进行全联通判定，直至无备自投装置满足配置表中的动作逻辑，最后比对开断模拟前后节点卡状态，统计由投运转停运的节点卡中所填写的负荷值，即得到电网供电负荷损失风险仿真评估结果。
下面以一个具体实施例来说明上述各步骤：
(1)提取图3所示的PSASP潮流计算模型中的数据卡，如表1所示：
表1
(2)构建备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型的映射关系，如表2所示：
表2
(3)上述备自投装置动作逻辑是进线备自投和分段备自投组合，构建备自投装置策略仿真模型，如表3所示：
表3
(4)电网供电负荷损失风险仿真评估
基于上述实例，仿真滨湖1A母线、Ⅱ母线以故障模拟，仿真结果如表4所示：
表4
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）提取PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡，所述节点卡包括母线卡，所述支路卡包括线路卡和主变压器卡；
（2）构建备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系；
（3）基于PSASP潮流计算模型，将步骤（2）中构建的映射关系按照备自投装置策略中的所有动作逻辑进行分类重组，构建备自投装置策略仿真模型配置表；
（4）根据提取的PSASP潮流计算模型中的节点卡、支路卡和虚拟支路卡，基于计算机图论算法构建电网拓扑联通关系模型；
（5）基于预想故障集对电网拓扑联通关系模型进行开断模拟，通过全联通判定算法统计出需要开断的支路；
（6）将需要开断的支路与备自投装置策略仿真模型配置表中的动作逻辑进行比对，若存在满足动作逻辑的备自投装置，则根据动作逻辑重置电网拓扑联通关系；
（7）对重置的电网拓扑联通关系重新进行全联通判定，直至无备自投装置满足备自投装置策略仿真模型配置表中的动作逻辑；
（8）对开断模拟前后的电网拓扑联通关系模型进行比对，得到电网供电负荷损失风险仿真评估结果。
2.根据权利要求1所述的基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，其特征在于，步骤（2）中，所述备自投装置动作逻辑与PSASP潮流计算模型映射关系通过PSASP潮流计算模型中的命名规则自动关联得到，其中，与母线接线方式相关的开关设备与PSASP潮流计算模型中的虚拟支路卡对应，与线路、主变压器相连的开关设备与PSASP潮流计算模型中的线路卡、主变压器卡对应。
3.根据权利要求1所述的基于PSASP模型和备自投策略的电网负荷损失风险评估方法，其特征在于，步骤（3）中，所述备自投装置策略仿真模型配置表中，支路互备且连同一条母线的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用其它支路卡；支路互备且连接不同母线的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用其它支路卡及相连母线卡；虚拟支路的备自投装置的动作逻辑为某些支路卡停运，启用虚拟支路卡。
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