CN104778632A - 一种实现智能转电辅助决策的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现智能转电辅助决策的方法及系统。该方法包括如下步骤：在检修电力设备时，对其他供电线路进行故障分析，确定预故障停电设备；统计并对比预故障停电设备切除前后各设备的拓扑状态，获取受影响的负荷信息；根据受影响的负荷信息获取转供电源点和最佳转电路径，并生成转电策略。本发明对于处于检修状态的电网时，在电网发生N－2等严重故障时，可以迅速、准确地生成满足电网运行要求的转电策略，避免在选择转电策略过程中，造成大面积停电的发生，以保障电网安全、稳定、经济运行。

Description

一种实现智能转电辅助决策的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种实现智能转电辅助决策的方法，同时还涉及一种用于实现该方法的智能转电辅助决策系统，属于电力系统调度自动化领域。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大，电网的安全稳定问题受到越来越多的关注和重视。但是，现有的电力系统安全或可靠性评估只是对整个电网进行评估，若能够确定出电网的脆弱环节，并提前实施预防措施，对保障电网的长期安全运行有着重要意义。

在电力系统中，通常通过多条线路分别独立供电来保证重要用户的安全用电。在电网处于检修状态时，如果此时电网的其他线路再发生故障，例如N－2故障，则电网将承受很大的冲击，会出现很严重的甩负荷事故。如果处理不及时，可能会造成地区大面积停电，给地方经济带来巨大损失。因此，在电网检修状态下，电网发生N－2故障后，如何快速生成转移供电(简称转电)策略使负荷快速恢复供电，是目前电力调度自动化领域亟待解决的重要问题。

目前，因设备故障造成负荷损失，致使损失负荷需要转电时，调度员一般都是靠调度经验或进行粗略的手动计算，然后进行转电操作，对失电负荷恢复供电。但是上述做法存在严重的不足：首先是时效性和可靠性比较差。随着电网节点数量的逐渐增多，计算的复杂程度越来越高。靠调度经验和粗略手动计算的方法，计算非常耗时，在短时间难以得出有效的转电策略。即使计算出转电策略，那么由于人工因素的参与，计算结果也是不完整、不可靠的。其次，经济性差。依靠调度员的经验虽然也解决了部分问题，但是对于此次转电策略是否选择的是最优转电路径、转电后的电网运行方式是否安全，电网的经济效益得不到保障。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种实现智能转电辅助决策的方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于实现上述方法的智能转电辅助决策系统。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种实现智能转电辅助决策的方法，包括如下步骤：

在检修电力设备时，对供电线路进行故障分析，确定预故障停电设备；

统计并对比所述预故障停电设备切除前后各设备的拓扑状态，获取受影响的负荷信息；

根据受影响的负荷信息获取转供电源点和最佳转电路径，并生成转电策略。

其中较优地，以所述检修电力设备所在厂站为中心，对其他供电线路进行N－2故障分析，并计算所述供电线路是否有负荷损失：如有，则获取该条供电线路的设备信息并保存预故障设备表中。

其中较优地，所述预故障设备表包括设备名称、设备类型、一端厂站和二端厂站属性信息。

其中较优地，获取所述转供电源点包括如下步骤：

以所述预故障停电设备所在的厂站为中心，拓扑搜索所有电源点：

读取实时库中所存储电源点的电压等级和实时供电能力：

根据最大供电能力、所述实时供电能力计算所述电源点的可转供能力；

根据转电负荷的信息确定可转供能力的最小值，并获取可转供能力大于所述最小值的电源点；

根据所述电源点与转电负荷所在母线的电压差值绝对值，确定转供电源点。

其中较优地，在搜索电源点时，判断本地电网是否有转供能力的电源点：若有，则确定转电电源点；若无，则进一步搜索本地电网外围的电源点；若没有搜到具有转供能力的电源点，则根据负荷的重要程度甩掉负荷。

其中较优地，获取所述最佳转电路径包括如下步骤：

以电源点为起点，以转电负荷所在母线为终点进行拓扑搜索，并存储搜索到的所有路径；

统计各个路径之间经过的设备数，并读取实时库更新各个路径中设备信息；

统计将每条路径连通需操作的设备数，根据操作设备数计算出开关操作次数；

选择累加开关操作次数最少的转电路径为最佳路径。

其中较优地，若累加开关操作次数大于用户设定值，则根据负荷重要程度进行甩负荷操作。

其中较优地，根据转电策略模拟操作负荷转电完成后，对电网进行静态安全分析。

其中较优地，所述转电策略按照负荷的重要程度依序转电。

一种智能转电辅助决策系统，包括操作票应用模块、智能转电辅助决策模块、静态安全分析应用模块以及智能电网调度技术支持系统接口；其中，

所述智能转电辅助决策模块分别通过应用接口和服务总线与所述操作票应用模块、所述静态安全分析应用模块连接，并通过所述智能电网调度技术支持系统接口连接智能电网调度技术支持系统，用于实现上述的智能转电辅助决策方法。

本发明所提供的实现智能转电辅助决策的方法，对于处于检修状态的电网时，在电网发生N－2等严重故障时，可以迅速、准确地生成满足电网运行要求的转电策略，避免在选择转电策略过程中，造成大面积停电的发生，以保障电网安全、稳定、经济运行。

附图说明

图1为本发明所提供的实现智能转电辅助决策的方法的流程图；

图2为本发明所提供的智能转电辅助决策系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

本发明所提供的实现智能转电辅助决策的方法包括如下步骤：在检修电力设备时，对其他供电线路进行故障分析，确定预故障停电设备；统计并对比预故障停电设备切除前后各设备的拓扑状态，获取受影响的负荷信息；根据负荷信息搜索电源点，获取最佳转电路径，生成转电策略。利用本发明，在电网处于检修状态时，如果电网发生N－2(或N－1)之类的故障，可以迅速、准确地生成满足电网运行要求的转电策略，避免在选择转电策略过程中，造成大面积停电的发生，以保障电网安全、稳定、经济运行。下面对此进行详细具体的说明。

步骤1，在检修电力设备时，对其他供电线路进行故障分析，确定预故障停电设备。

在电力系统中，N－2故障指的是某个地区包含多条供电线路，其中任意两条供电电路发生故障或者检修的情况。当本地区的某条供电线路处于检修状态(N－1故障)时，其他任意一条供电线路发生故障就会发生N－2故障。N－2故障通常会对整个电网造成严重损失。因此，本发明主要以N－2故障为例进行说明。在供电线路检修的情况下，为避免发生N－2故障，需要对供电线路进行N－2故障分析。通过以检修设备所在厂站为中心，对其他供电线路进行开断模拟，计算出线路的负荷损失情况。首先扫描并获取各个供电线路的设备信息。然后假设断开其中一条供电线路，通过潮流计算判断该条供电线路是否对电网造成的负荷损失。如果有负荷损失，则表明该条线路可能导致电网N－2故障。获取该条供电线路的设备信息并保存预故障设备表中。其中，预故障停电设备的属性包括：设备名称、设备类型、一端厂站和二端厂站。

步骤2，统计并对比预故障停电设备切除前后各设备的拓扑状态，获取受影响的厂站和负荷信息。

步骤1中获取了可以造成线路故障的设备信息。根据设备信息进行拓扑分析，包括厂站母线分析和系统网络分析。厂站母线分析是指根据开关断开、闭合的状态和元件退出、投入的状态，由结点模型形成母线模型，分析某个厂站的某一电压等级内的节点由闭合开关联接成多少个母线，将厂站划分为若干个母线。系统网络分析是指分析整个地区电网的母线由闭合支路联接成多少个子网，其中每个子网都是有电气联系的母线的集合，电力系统正常运行时一般属于同一个子网。具体的分析方法对于本领域技术人员都掌握的常规技术，在此不再赘述了。拓扑分析完成后，统计并对比预故障停电设备切除前后的拓扑状态信息。拓扑状态包括预故障停电设备切除前后线路的开断、电压、电流、供电负荷，变压器的、开关刀闸、母线的开断，电压等级以及预故障停电设备与其他各个设备之间的连接状态。对比切换前后设备的拓扑状态信息，并获取受影响负荷信息。

步骤3，根据负荷信息搜索电源点，获取最佳转电路径，生成转电策略。

在本发明所提供的实施例中，采用拓扑搜索法筛选出本地电网内具有转供能力的电源点。

以预故障停电设备所在的厂站为中心进行拓扑分析，根据设备点号和设备属性搜寻出转电区间的所有电源点：

电网中各个设备存储在数据库中，通过设备点号确定设备之间的拓扑连接关系。两端设备(如开关、刀闸)在数据库中有两个不相同的设备点号。而单端设备(如母线、接地刀闸等)只有一个设备点号。在进行拓扑搜索时，通过依次检索各个设备点号并获取设备属性(设备名称、设备类型、所属区域等)信息确定电源点。根据设备属性信息可以检索出本地电网所包含的电源点。

读取实时库中所存储电源点的电压等级和实时供电能力：

根据电厂提供的电源点最大供电能力、实时供电能力计算出电源点可转供能力，即可转供能力为最大供电能力与实时供电能力的差值；

根据负荷信息确定可转供能力的最低要求值，并根据电源点的电压与当前转电负荷所在母线的电压确定转电电源点。其中优选绝对值最小的电源点为转电负荷的电源点，并保存电源点信息。

如果本地电网没有找到符合要求的电源点，则采用拓扑搜索法搜索本地电网外围的电源点，并按照本地电网搜索电源点的方法获取具有转供能力的电源点。为保证电力系统的正常运行，转电任务就是最大限度地把已统计的受影响的负荷转到正常供电区域。在电网内的电源点可能不能保证所有负荷可以恢复供电，则按照重要程度对负荷进行排序，例如高危用户、重要用户、普通用户。确定在电网内没有符合要求电源点后，则按照负荷重要程度由轻到重，进行甩负荷操作。

在选定负荷要求的电源点之后，需要确定转电所需的最佳转电路径：

以确定的电源点为起点，以当前转电负荷所在母线为终点进行拓扑搜索，并存储搜索到的所有路径；

统计各个路径之间经过的设备数，并读取实时库更新各个路径中设备信息；

统计每条路径连通需操作的设备数，根据操作设备数计算出开关操作次数，选择累加开关操作次数最少的转电路径。

如果开关操作次数越多，说明电源点离转供负荷区就越远，牵扯到的线路就越多，影响到的区域就越大。此次操作越复杂、繁琐，电网面临的风险也就越大。因此为保证负荷转供电不会影响到其他正常区域的供电，需要根据用户提前设定的最大操作次数。当累加开关的动作次数如果超出用户设置的次数时，则转供电任务取消，并根据照负荷重要程度，进行甩负荷操作。

步骤4，根据转电策略模拟操作负荷转电，并对电网进行静态安全分析。

获得最佳转电路径后，操作票应用模块根据负荷转电策略直接生成负荷转电调度操作票。根据操作票中包含转电步骤、转电路径、具体转电设备操作明细、保护的更改及配合情况等。根据生成的负荷转电调度操作票模拟负荷转电。在负荷进行转电时，为避免重要的用户遭受严重损失，同样需要根据负荷的重要程度进行转电。待重要负荷完成转电后，才依次对其他程度的负荷进行转电。这样，在正常安全恢复停电负荷过程中，满足了用户不同程度的用电需求。

模拟转电操作后，需要通过静电安全分析应用模块对电网进行静态安全分析，得出负荷恢复后可能造成的设备重载或越限等相关内容，供调度人员参考。

参见图2，本发明还提供了一种智能转电辅助决策系统，包括操作票应用模块、智能转电辅助决策模块、静态安全分析应用模块以及智能电网调度技术支持系统接口。智能转电辅助决策模块分别通过应用接口和服务总线与操作票应用模块、静态安全分析应用模块连接，并通过智能电网调度技术支持系统接口连接智能电网调度技术支持系统(SG-OSS)。

其中，智能转电辅助决策模块用于实现上述的智能转电辅助决策方法，根据检修点计算并生成负荷转电策略，并通过操作票应用模块发送至智能电网调度技术支持系统(SG-OSS)生成操作票；智能电网调度技术支持系统通过智能电网调度技术支持系统接口设定智能转电辅助决策模块中的决策参数信息，并根据操作票进行模拟操作；静态安全分析应用通过静态安全分析应用模块与智能转电辅助决策模块相连接，根据模拟操作结果进行安全分析，得出负荷恢复后可能造成的设备重载或越限等相关内容，并发送至智能电网调度技术支持系统供调度员参考。

综上所述，本发明在电网处于检修状态时，一旦电网发生N－2之类的严重故障后可以快速给出辅助转电建议措施，包括转电的步骤、转电的路径、保护的更改及配合情况、负荷恢复后可能造成的设备重载或越限等相关内容。通过本发明可以迅速、准确地生成满足电网运行要求的转电策略，避免在选择转电策略的过程中，造成大面积停电，以保障电网安全、稳定、经济运行。

上面对本发明所提供的实现智能转电辅助决策的方法及系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于包括如下步骤：

在检修电力设备时，对供电线路进行故障分析，确定预故障停电设备；

统计并对比所述预故障停电设备切除前后各设备的拓扑状态，获取受影响的负荷信息；

根据受影响的负荷信息获取转供电源点和最佳转电路径，并生成转电策略。

2.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

以所述检修电力设备所在厂站为中心，对其他供电线路进行开断模拟，并计算所述供电线路是否有负荷损失：如有，则获取该条供电线路的设备信息并保存预故障设备表中。

3.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

所述预故障设备表包括设备名称、设备类型、一端厂站和二端厂站属性信息。

4.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于所述获取转供电源点包括如下步骤：

以所述预故障停电设备所在的厂站为中心，拓扑搜索所有电源点：

读取实时库中所存储电源点的电压等级和实时供电能力：

根据最大供电能力、所述实时供电能力计算所述电源点的可转供能力；

根据转电负荷的信息确定可转供能力的最小值，并获取可转供能力大于所述最小值的电源点；

根据所述电源点与转电负荷所在母线的电压差值绝对值，确定转供电源点。

5.如权利要求4所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

在搜索电源点时，判断本地电网是否有转供能力的电源点：若有，则确定转电电源点；若无，则进一步搜索本地电网外围的电源点；若没有搜到具有转供能力的电源点，则根据负荷的重要程度甩掉负荷。

6.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于获取所述最佳转电路径包括如下步骤：

以电源点为起点，以转电负荷所在母线为终点进行拓扑搜索，并存储搜索到的所有路径；

统计各个路径之间经过的设备数，并读取实时库更新各个路径中设备信息；

统计将每条路径连通需操作的设备数，根据操作设备数计算出开关操作次数；

选择累加开关操作次数最少的转电路径为最佳路径。

7.如权利要求6所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

若累加开关操作次数大于用户设定值，则根据负荷重要程度进行甩负荷操作。

8.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

根据转电策略模拟操作负荷转电完成后，对电网进行静态安全分析。

9.如权利要求1所述的实现智能转电辅助决策的方法，其特征在于：

所述转电策略按照负荷的重要程度依序转电。

10.一种智能转电辅助决策系统，其特征在于包括操作票应用模块、智能转电辅助决策模块、静态安全分析应用模块以及智能电网调度技术支持系统接口；其中，

所述智能转电辅助决策模块分别通过应用接口和服务总线与所述操作票应用模块、所述静态安全分析应用模块连接，并通过所述智能电网调度技术支持系统接口连接智能电网调度技术支持系统，用于实现权利要求1～9中任意一项所述的智能转电辅助决策方法。