CN105046585A - 一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法 - Google Patents

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张丙金
丁恰
谢丽荣
戴则梅
彭虎
苏大威
王岗
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Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
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Nari Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,包括如下步骤:S01:将省级调度模型和地区调度模型进行模型拼接,建立省地一体化全网模型,其中,将220kV主变还原成变压器模型,地区调度之间的联络线还原成线路模型;S02:维护省地一体化全网模型中的厂站、区域所属关系;S03:设置安全校核的区域,以及该区域的最高和最低计算电压等级,进行模型裁剪,对裁剪后的模型边界进行等值处理,将边界等值为发电机或负荷;S04:利用发电计划、母线负荷、联络线计划、检修计划生成电网未来运行方式,对步骤S03获得的模型进行安全校核计算。根据安全校核需求的不同,将电网模型进行自由裁剪形成不同范围的模型,以获得更为准确的校核计算结果。

Description

—种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,属于电力系统调度自动化安全校核领域。
背景技术
[0002] 随着电网负荷需求越来越大,电网结构越来越复杂,各区域电网的联系也越来越紧密,为保证电网运行安全,根据负荷预测制定精确、合理的计划是保证电网安全稳定运行的前提,而对制定的计划进行安全校核则是调度管理采取的重要手段。
[0003] 进行安全校核首先需要对实际电网建立计算模型,建模的过程是将电力系统的各种元件采用数学方法进行描述,由于电网有多个电压等级且按功能可划分为输电网和配电网,因此在我国不同电压等级和不同功能的电网由不同的调度机构负责运行管理,比如省级调度中心(以下简称“省调”)主要负责220kV及以上电压等级电网的运行管理,地区调度中心(以下简称“地调”)主要负责IlOkV及以下电压等级电网的运行管理。因此,不同的调度单位对电网的建模范围也将会不一样,在电网调度管理的分界点将会进行等值处理,省调一般将220kV主变等值为负荷,而地调则将220kV主变等值为电源。
[0004] 进行等值处理可以简化电网模型,一定程度上满足了实时电网调度管理的需求。但是,在进行未来方式校核时,就会影响计算的准确性,如省调预测220kV主变负荷时,往往没有考虑IlOkV以下电网机组的发电情况,导致负荷预测出现偏差,影响计算准确性;地调模型进行等值处理,因无法获取等值电源的出力曲线从而也会影响计算结果的准确性。
发明内容
[0005] 针对上述问题,本发明提供一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,通过建立省地一体化的模型,根据安全校核需求的不同,将电网模型进行自由裁剪形成不同范围的模型,以获得更为准确的校核计算结果。
[0006] 名词解释:
[0007] 厂站:发电厂和变电站。
[0008] 为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
[0009] 一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,包括如下步骤:
[0010] SOl:将省级调度模型和地区调度模型进行模型拼接,建立省地一体化全网模型,其中,将220kV主变还原成变压器模型,地区调度之间的联络线还原成线路模型;
[0011] S02:维护省地一体化全网模型中的厂站、区域所属关系;
[0012] S03:设置安全校核的区域,以及该区域的最高和最低计算电压等级,进行模型裁剪,对裁剪后的模型边界进行等值处理,将边界等值为发电机或负荷;
[0013] S04:利用发电计划、母线负荷、联络线计划、检修计划生成电网未来运行方式,对步骤S03获得的模型进行安全校核计算。
[0014] 优选,步骤S03具体包括如下步骤:
[0015] S301:设置安全校核的计算区域,并设置该计算区域的最高和最低计算电压等级;
[0016] S302:根据区域所属关系,提取该计算区域下的所有子区域形成计算区域集合;
[0017] S303:选定计算区域集合下的所有厂站的模型形成计算模型;
[0018] S304:搜索省地一体化全网模型中所有线路,当线路一端厂站属于计算区域且另一端厂站不属于计算区域时,在属于计算区域的厂站端将线路等值为发电机;搜索计算区域内除发电机升压变压器之外的所有厂站的变压器,当变压器高压侧电压等级为该计算区域的最低电压等级时,则将该变压器等值为负荷;当变压器中压或低压侧为该计算区域的最高电压等级,且与计算模型有电气连接时,则将该变压高压侧等值为发电机。
[0019] 本发明的有益效果是:运用本发明可以自由选择安全校核的计算范围,充分利用省调、地调的模型解决模型等值后带来计算误差问题,对省调、地调精确分析电网未来运行方式,合理安排各类计划提供更准确的计算结果,进一步提升了电网的安全、稳定运行水平。
附图说明
[0020] 图1是本发明模型拼接过程的示意图;
[0021] 图2是本发明拼接后模型的区域、厂站和设备所属关系示意图;
[0022] 图3是本发明对省调220kV及以上电网进行校核时电网模型的简化示意图;
[0023] 图4是本发明对地调IlOkV及以下电网进行校核时电网模型的简化示意图;
[0024] 图5是本发明对所有电压等级电网进行校核时电网模型的简化示意图;
[0025] 图6是本发明对省调220kV以上电网和部分地调IlOkV电网进行校核时电网模型的简化示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体的实施案例对本发明技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施案例不作为对本发明的限定。
[0027] —种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,包括如下步骤:
[0028] SOl:将省级调度模型和地区调度模型进行模型拼接,建立省地一体化全网模型,其中,将220kV主变还原成变压器模型,地区调度之间的联络线还原成线路模型;
[0029] 如图1所示,可以通过省调已建立的220kV以上电网模型和地调建立的IlOkV以下电网模型进行简单的模型拼接,就可以得到省地一体化全网模型,拼接过程中将220kV主变还原成正常的变压器模型,地调之间的联络线还原成正常的线路模型。
[0030] S02:维护省地一体化全网模型中的厂站、区域所属关系;
[0031] 在模型拼接的同时,需要将模型中的各种设备、所有厂站和区域的关系维护正确,所属关系不意图如图2所不。
[0032] S03:设置安全校核的区域,以及该区域的最高和最低计算电压等级,进行模型裁剪,对裁剪后的模型边界进行等值处理,将边界等值为发电机或负荷;
[0033] S04:利用发电计划、母线负荷、联络线计划、检修计划生成电网未来运行方式,对步骤S03获得的模型进行安全校核计算。
[0034] 在有了省地一体化全网模型以及上述区域厂站关系后,进行模型裁剪可以详细分为以下几个步骤进行(以图2为例):
[0035] S301:设置安全校核的计算区域(可设多个计算区域),并设置该计算区域的最高和最低计算电压等级,例如选择计算区域I ;
[0036] S302:根据区域所属关系,提取该计算区域(区域I)下的所有子区域为计算区域集合,省地一体化全网模型中的其余的区域为计算外区域集合,如区域11、区域12是计算区域,区域2、区域3是计算外区域;
[0037] S303:选定计算区域下的所有厂站的模型形成计算模型,如厂站1101、厂站1102参与计算,其余厂站则不参与计算,如厂站3001、厂站3002不参与计算。用参与计算的所有厂站的模型(发电机、变压器等)形成计算模型;
[0038] S304:搜索省地一体化全网模型中所有线路,当线路一端厂站参与计算、另一端厂站不参与计算时,将参与计算的厂站一端的线路等值为发电机;搜索参与计算的所有厂站的变压器,当变压器高压侧电压等级为该计算区域的最低电压等级时,则将该变压器等值为负荷,其中,发电机升压变除外,即发电机升压变压器不进行此处理;搜索省地一体化全网模型中所有厂站的变压器,当变压器中压或低压侧为该计算区域的最高电压等级,且与计算模型有电气连接时,则将该变压高压侧等值为发电机。
[0039] 经过上述处理,模型裁剪完毕。采用裁剪后的安全校核模型,根据发电计划、母线负荷、联络线计划、检修计划就可以对电网的未来运行方式进行安全校核。
[0040] 利用省地一体化全网模型可以针对不同的计算需求进行模型的自由裁剪,比如:
[0041] 当对省级调度220kV及以上电网进行校核时:将省地一体化全网模型中所有220kV主变等值为负荷,如图3所示,负荷有功值来自于省级调度母线负荷预测的结果,结合省级调度发电计划、联络线计划和检修计划生成电网未来运行方式,进行安全校核。此种校核方式优点是计算节点数较少,计算速度快,计划数据准确且容易获取;缺点是无法确定设备检修时是否会对IlOkV以下电压等级电网安全运行造成影响,适用于省调主网设备检修对地调电网影响较小的情况。
[0042] 当对地区调度IlOkV及以下电网进行校核时:将省地一体化全网模型中所有220kV变压器等值为发电机,地区调度与其他地区调度的联络线也等值为发电机,如图4所示,220kV主变压器等值发电机有功功率来自于省级调度母线负荷预测的结果,地区调度中的母线负荷来自于地区调度母线负荷预测。此种校核方式优点是计算节点数少,计算速度快;缺点是需要从省调获取母线负荷预测当作等值电源注入功率,该电源功率预测准确率将直接影响计算结果的准确性,适用于对地调主网设备检修进行校核且精度要求不高的场入口 ο
[0043] 当对所有电压等级电网进行校核时:如图5所示,地区调度模型和省级调度模型的分界点(220kV降压变压器)不再是等值负荷或等值电源,而是还原成正常的220kV变压器模型。发电计划包括省级调度发电计划和地区调度发电计划,负荷预测使用地区调度母线负荷预测的结果。此种校核方式模型完整,任何电压等级的设备检修都能获得精确计算结果;缺点是计算节点数多,计算效率低,所需数据要求高,需要省调和地调充分配合才能完成大量数据的共享。
[0044] 当地调仅进行IlOkV及以下电网校核等值电源功率误差大,不能满足精度要求时,而使用第三种校核方式数据不完备无法计算时,可以考虑使用省调220kV以上电网和部分地调IlOkV电网进行校核的方式,此时模型如图6所示。此时地调220kV变压器不再是等值发电机,而是一个正常变压器模型,各绕组功率通过220kV以上电网的运行方式计算得出,结果准确,能满足计算精度要求。此种校核方式只使用了全网模型中的部分模型,节点数较少,计算速度快,数据方面只需要使用省调侧计划数据和本地调的计划数据,容易实现。
[0045] 运用本发明可以自由选择安全校核的计算范围,充分利用省调、地调的模型解决模型等值后带来计算误差问题,对省调、地调精确分析电网未来运行方式,合理安排各类计划提供更准确的参考结果,进一步提升了电网的安全、稳定运行水平。
[0046] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换,或者直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,包括如下步骤: 501:将省级调度模型和地区调度模型进行模型拼接,建立省地一体化全网模型,其中,将220kV主变还原成变压器模型,地区调度之间的联络线还原成线路模型; 502:维护省地一体化全网模型中的厂站、区域所属关系; 503:设置安全校核的区域,以及该区域的最高和最低计算电压等级,进行模型裁剪,对裁剪后的模型边界进行等值处理,将边界等值为发电机或负荷; S04:利用发电计划、母线负荷、联络线计划、检修计划生成电网未来运行方式,对步骤S03获得的模型进行安全校核计算。
2.根据权利要求1所述的一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,步骤S03具体包括如下步骤: 5301:设置安全校核的计算区域,并设置该计算区域的最高和最低计算电压等级; 5302:根据区域所属关系,提取该计算区域下的所有子区域形成计算区域集合; 5303:选定计算区域集合下的所有厂站的模型形成计算模型; 5304:搜索省地一体化全网模型中所有线路,当线路一端厂站属于计算区域且另一端厂站不属于计算区域时,在属于计算区域的厂站端将线路等值为发电机;搜索计算区域内除发电机升压变压器之外的所有厂站的变压器,当变压器高压侧电压等级为该计算区域的最低电压等级时,则将该变压器等值为负荷;当变压器中压或低压侧为该计算区域的最高电压等级,且与计算模型有电气连接时,则将该变压高压侧等值为发电机。
3.根据权利要求2所述的一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,当对省级调度220kV及以上电网进行校核时:将省地一体化全网模型中所有220kV主变等值为负荷,负荷有功值来自于省级调度母线负荷预测的结果,结合省级调度发电计划、联络线计划和检修计划生成电网未来运行方式,进行安全校核。
4.根据权利要求2所述的一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,当对地区调度IlOkV及以下电网进行校核时:将省地一体化全网模型中所有220kV变压器等值为发电机,地区调度与其他地区调度的联络线也等值为发电机,220kV主变压器等值发电机有功功率来自于省级调度母线负荷预测的结果,地区调度中的母线负荷来自于地区调度母线负荷预测。
5.根据权利要求2所述的一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,当对所有电压等级电网进行校核时:地区调度模型和省级调度模型的分界点设置为220kV变压器模型,发电计划包括省级调度发电计划和地区调度发电计划,负荷预测使用地区调度母线负荷预测的结果。
6.根据权利要求2所述的一种计算范围可自由裁剪的多区域安全校核方法,其特征在于,当对省级调度220kV以上电网和部分地区调度IlOkV电网进行校核时:地区调度模型和省级调度模型的分界点设置为220kV变压器模型,各绕组功率通过220kV以上电网的运行方式计算得出。
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