CN105354645A - 一种220kV变电站负荷转带方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种220kV变电站负荷转带方法，属于电力系统调度领域，本发明通过系统理论方法，摆脱传统的通过运行人员经验来进行220kV变电站负荷转带方法，通过计算地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V来衡量地区电网变电站接带负荷的均衡程度，将地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V与限值V_max进行比较，若V>V_max，则需要进行220KV变电站负荷转带，否则不进行负荷转带。通过分别计算可行负荷转带方法的基于线性加权和法建立的目标函数值，目标函数值最小的可行负荷转带方法为最优负荷转带方式，目标函数F(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)采用相对比较赋权法进行权重系数的确定，根据电网实际情况，变电站负载均衡度比操作次数重要，寻找到最优的变电站负荷转带方式。

Description

一种220kV变电站负荷转带方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统调度领域，尤其是一种220kV变电站负荷转带方法。

背景技术

对于运行中的电网，通常对其进行在线潮流计算，保证在各种运行方式下能够满足《电力系统安全稳定导则》(以下简称导则)的要求。如果不满足导则要求，则需要进行运行方式调整。另外，运行中的电网应尽量通过运行方式调整，避免在事故方式下电网减供负荷达到《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(以下简称条例)的规定事故等级，减少事故隐患。

在电网实际运行中，通常希望各个220kV变电站根据其变电容量来分配负荷，即各个220kV变电站负载尽量均衡或变电站负载率尽量相近(变电站所接带负荷量与该变电站变电容量的比值称为负载率)。如果变电站之间负载率相差过大，则不仅电网运行不经济，而且会有潜在的事故隐患风险(通常表现为重载变电站因故障退出运行后，所接带负荷不能及时被转移，损失负荷比例达到条例规定的事故等级)。在运行上，需要通过220kV变电站负荷转带，使各个变电站的负载率尽量均衡。目前，在实际电网调度运行中，220kV变电站负荷转带一般是调度运行人员通过经验确定，并没有系统的理论方法来指导变电站负荷转带，也无相应的文献出版。

发明内容

本发明的目的是提供一个系统方法来评价220kV变电站负载的均衡程度，并寻找出最优的变电站负荷转带方式，来指导电网运行方式的调整。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种220kV变电站负荷转带方法，包括以下步骤：

1)计算地区电网变电站接带负荷的均衡程度，所述地区电网变电站接带负荷的均衡程度通过计算地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V来衡量，所述地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V计算包括以下步骤：分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的负载率A_i，A_i等于220KV变电站所接带负荷L_i与220KV变电站的变电容量S_i的比值，即求出地区电网包含的n个220KV变电站负载率的平均值即则负载率方差为

2)将地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V与限值V_max进行比较，若V>V_max，则需要进行220KV变电站负荷转带，转到步骤3)，若V≤V_max，则不进行220KV变电站负荷转带；

3)分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的可行负荷转带方法数K_i(i＝1，2，…，n)，根据地区电网包含的220KV变电站的拓扑结构图，寻找与220KV变电站相连接的低电压变电站中同时有两个或两个以上高电压等级变电站出线的低电压等级变电站数目M_i(i＝1,2,…n)，

4)寻找地区电网n个220K变电站的K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法中的最优负荷转带方式，通过分别计算K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法的基于线性加权和法建立的目标函数值，则目标函数值最小的可行负荷转带方法为最优负荷转带方式，目标函数F(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)，其中，f_i(x)(i＝1,2)分别对应220KV变电站负载均衡程度和系统操作次数，ω_i(i＝1,2)为权重系数，构造目标函数F(x)包括以下步骤：

a、归一化处理，其中，V为可行负荷转带方式下变电站负载均衡程度，V_max为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最大值，V_min为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最小值；P为某种可行负荷转带方式下系统操作次数，P_max为可行负荷转带方式中系统操作次数最大值，P_min为可行负荷转带方式中系统操作次数最小值；

b、设置权重系数，采用相对比较赋权法确定权重系数，按照

的权重因子赋值形成变电站负载均衡度比操作次数重要的2×2矩阵 $\left|\begin{array}{cc}0.5& 1\\ 0& 0.5\end{array}\right|,$ 按行求和得到权重值ω′＝[ω′₁,ω′₂]＝[1.5,0.5]，最后对权重值进行归一化处理得到权重系 $\mathrm{\ω}=\[{\mathrm{\ω}}_1,{\mathrm{\ω}}_2\]=\[\frac{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}},\frac{{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}\]=\[0.75,0.25\],$ 则

本发明的有益效果是，

1、本发明通过系统的理论方法，可以摆脱传统的通过运行人员经验来进行220kV变电站负荷转带，能够在充分考虑变电站负载均衡程度和系统操作次数的情况下，寻找到最优的变电站负荷转带方式。

附图说明

图1是本发明220KV变电站负荷转带方法流程图；

图2是地区电网变电站接线图；

图3是将B110-1变电站负荷转移至A220变电站接带示意图；

图4是将B35-1变电站负荷转移至A220变电站接带示意图；

图5是将B110-1和B35-1变电站负荷同时转移至A220变电站接带示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种220kV变电站负荷转带方法，包括以下步骤：

1)计算地区电网变电站接带负荷的均衡程度，所述地区电网变电站接带负荷的均衡程度通过计算地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V来衡量，所述地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V计算包括以下步骤：分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的负载率A_i，A_i等于220KV变电站所接带负荷L_i与220KV变电站的变电容量S_i的比值，即求出地区电网包含的n个220KV变电站负载率的平均值即则负载率方差为

2)将地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V与限值V_max进行比较，若V>V_max，则需要进行220KV变电站负荷转带，转到步骤3)，若V≤V_max，则不进行220KV变电站负荷转带。

3)分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的可行负荷转带方法数K_i(i＝1，2，…，n)，根据地区电网包含的220KV变电站的拓扑结构图，寻找与220KV变电站相连接的低电压变电站中同时有两个或两个以上高电压等级变电站出线的低电压等级变电站数目M_i(i＝1,2,…n)，

如图2所示，为220kV变电站，◎为110kV变电站，○为35kV变电站。其中，A110-3、A35-2、B110-1、B35-1为可转移负荷变电站，即变电站负荷既可以由A220接带，也可由B220接带。设定正常运行方式下线路A110-3—B110-1与线路A35-2—B35-1开断热备用，若B220变电站因故障退出，则可转移负荷B35-1变电站与B110-1变电站有三种转移至A220变电站接带方法，即分别为(1)将B35-1变电站负荷转移至A220变电站接带示意图、(2)将B110-1变电站负荷转移至A220变电站接带和(3)将B110-1和B35-1变电站负荷同时转移至A220变电站接带，如图3至5所示。

在以上负荷转带方式中：方式(1)需进行两步系统操作，即首先闭合线路A35-2—B35-1，然后开断线路B35-1—B220；方式(2)需进行两步系统操作，即首先闭合线路A110-1—B110-1，然后开断线路B110-1—B220；方式(3)需进行四步系统操作，即首先闭合线路A35-2—B35-1，然后开断线路B35-1—B220，然后闭合线路A110-1—B110-1，最后开断线路B110-1—B220。对于上述步骤中确定出的可行负荷转带方式，应通过系统方法寻找到最优的负荷转带方式。本步骤中通过多属性决策方法来实现。具体为寻找地区电网n个220K变电站的K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法中的最优负荷转带方式，通过分别计算K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法的基于线性加权和法建立的目标函数值，则目标函数值最小的可行负荷转带方法为最优负荷转带方式，目标函数F(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)，其中，f_i(x)(i＝1,2)分别对应220KV变电站负载均衡程度和系统操作次数，ω_i(i＝1,2)为权重系数，构造目标函数F(x)包括以下步骤：

1)归一化处理，其中，V为可行负荷转带方式下变电站负载均衡程度，V_max为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最大值，V_min为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最小值；P为某种可行负荷转带方式下系统操作次数，P_max为可行负荷转带方式中系统操作次数最大值，P_min为可行负荷转带方式中系统操作次数最小值；

2)设置权重系数，采用相对比较赋权法确定权重系数，按照

的权重因子赋值形成变电站负载均衡度比操作次数重要的2×2矩阵 $\left|\begin{array}{cc}0.5& 1\\ 0& 0.5\end{array}\right|,$ 按行求和得到权重值ω′＝[ω′₁,ω′₂]＝[1.5,0.5]，最后对权重值进行归一化处理得到权重系 $\mathrm{\ω}=\[{\mathrm{\ω}}_1,{\mathrm{\ω}}_2\]=\[\frac{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}},\frac{{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}\]=\[0.75,0.25\],$ 则F(x)取最小值的可行负荷转载方式即为最优负荷转载方式。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种220kV变电站负荷转带方法，其特征是，包括以下步骤：

1)计算地区电网变电站接带负荷的均衡程度，所述地区电网变电站接带负荷的均衡程度通过计算地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V；

2)将地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V与限值V_max进行比较，若V>V_max，则需要进行220KV变电站负荷转带，转到步骤3)，若V≤V_max，则不进行220KV变电站负荷转带；

3)分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的可行负荷转带方法数K_i(i＝1，2，…，n)；

4)寻找地区电网n个220K变电站的K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法中的最优负荷转带方式，通过分别计算K_i(i＝1，2，…，n)种可行负荷转带方法的基于线性加权和法建立的目标函数值，则目标函数值最小的可行负荷转带方法为最优负荷转带方式。

2.如权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转带方法，其特征是，在步骤(1)中，所述地区电网包含的220KV变电站的负载率方差V计算包括以下步骤：分别计算地区电网包含的n个220KV变电站的负载率A_i，A_i等于220KV变电站所接带负荷L_i与220KV变电站的变电容量S_i的比值，即求出地区电网包含的n个220KV变电站负载率的平均值即则负载率方差为

3.如权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转带方法，其特征是，在步骤(3)中，根据地区电网包含的220KV变电站的拓扑结构图，寻找与220KV变电站相连接的低电压变电站中同时有两个或两个以上高电压等级变电站出线的低电压等级变电站数目M_i(i＝1,2,…n)，则

4.如权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转带方法，其特征是，在步骤(4)中，所述目标函数F(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)，其中，f_i(x)(i＝1,2)分别对应220KV变电站负载均衡程度和系统操作次数，ω_i(i＝1,2)为权重系数，构造目标函数F(x)包括以下步骤：

a、归一化处理，其中，V为可行负荷转带方式下变电站负载均衡程度，V_max为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最大值，V_min为可行负荷转带方式中变电站负载均衡程度最小值；P为某种可行负荷转带方式下系统操作次数，P_max为可行负荷转带方式中系统操作次数最大值，P_min为可行负荷转带方式中系统操作次数最小值；

b、采用相对比较赋权法确定权重系数。

5.如权利要求4所述的一种220kV变电站负荷转带方法，其特征是，在步骤b中，确定权重系数，按照的权重因子赋值形成变电站负载均衡度比操作次数重要的2×2矩阵 $\left|\begin{array}{cc}0.5& 1\\ 0& 0.5\end{array}\right|,$ 按行求和得到权重值ω′＝[ω′₁,ω′₂]＝[1.5,0.5]，最后对权重值进行归一化处理得到权重系数 $\mathrm{\ω}=\[{\mathrm{\ω}}_1,{\mathrm{\ω}}_2\]=\[\frac{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}},\frac{{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}{{\mathrm{\ω}}_1^{\′}+{\mathrm{\ω}}_2^{\′}}\]=\[0.75,0.25\],$ 则

F(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)＝0.75f₁(x)+0.25f₂(x)。