CN106130009B - 一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,包括:设置初始负荷转供方案;获取最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率;根据最高负载率下的损失负荷率调整220kV变电站的初始负荷转供方案。与现有技术相比,本发明利用专用互馈线对变电站负荷转供能力的影响,结合变电站自身的参数,自适应生成优选的负荷转供方案,从而保证不同变电站主变检修的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子技术领域,尤其是涉及一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法。
背景技术
随着社会经济和城市建设的发展,各地区配电系统已显示出负荷密度大、配电网络密集、电缆化率高、通道站址困难和投资费用大等国际化大都市城市电网的特点。近年来各地区电网用电增长呈现趋缓态势,但随着城市经济社会的发展,对电力供应安全可靠的要求日益提高,为了保证各地区电网对供电的可靠性,需要对专用互馈线进行合理的规划设计,以提高各地区电网的转供能力。互馈线具有防止全站停电、使变电站满足检修方式“N-1”(不存在短时失负荷)以及使变电站满足检修方式“N-1”(短时失少量负荷)的作用。
检修方式N-1(即N-1-1):1台主变或1回线路计划停运情况下,同级电网中相关联的任一元件(不含母线)无故障或因故障断开。计划停运宜安排在不超过70%最高负荷期间。
转供能力:某一供电区域内,当电网元件或变电站停运时,电网转移负荷的能力,一般量化为可转移的负荷占区域总负荷的比例。
互馈线:为保障变电站全站失电后站用电源的恢复供电,连接变配电站中、低压侧,两侧均可送对端终端负荷的电力线路。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,利用专用互馈线对变电站负荷转供能力的影响,结合变电站自身的参数,自适应生成优选的负荷转供方案,从而保证不同变电站主变检修的稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法包括以下步骤:
1)设置220kV变电站的初始负荷转供方案:包括初始110kV负荷转供方案和初始35kV负荷转供方案,所述220kV变电站的初始110kV负荷转供方案包括设置110kV专用互馈线和与其他220kV变电站联络通道,所述220kV变电站的初始35kV负荷转供方案包括设置35kV专用互馈线和与双电源35kV变电站联络线;
2)根据采集的与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数获取最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率;
3)根据最高负载率下的损失负荷率调整220kV变电站的初始负荷转供方案,并输出相应的调整负荷转供方案,使得最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率均为0。
所述与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数包括与初始110kV负荷转供方案有关的第一变电站参数和与初始35kV负荷转供方案有关的第二变电站参数;
所述第一变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、与其他220kV变电站联络通道的个数、与其他220kV变电站联络通道的转移容量、110kV专用互馈线的个数和110kV专用互馈线的转移容量;
所述第二变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、35kV专用互馈线的转移容量、35kV专用互馈线的个数和35kV变电站双电源比例。
所述最高负载率下的110kV损失负荷率α满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,D为由110kV与35kV负荷比获得的110kV占220kV变电站总负荷比例,n为220kV变电站的与其他220kV变电站联络通道的个数,F1为与其他220kV变电站联络通道的转移容量,m为220kV变电站的110kV专用互馈线的个数,F2为110kV专用互馈线的转移容量,N为220kV变电站的主变数量。
所述最高负载率下的35kV损失负荷率β满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,E为由110kV与35kV负荷比获得的35kV占220kV变电站总负荷比例,p为35kV专用互馈线的个数,F3为35kV专用互馈线的转移容量,δ为35kV变电站双电源比例,N为220kV变电站的主变数量。
所述步骤3),220kV变电站的调整负荷转供方案中初始110kV负荷转供方案优先调整是否设置与其他220kV变电站联络通道以及与其他220kV变电站联络通道的个数;
初始35kV负荷转供方案针对主变数量为三台的220kV变电站优先调整与双电源35kV变电站联络线,针对主变数量为两台的220kV变电站优先调整是否设置35kV专用互馈线。
所述步骤3)之后还包括步骤4):在调整负荷转供方案中加入变电站主接线的约束。
所述变电站主接线的约束为:若其下级35kV站的电源进线均来自此220kV变电站,则其进线来自接入不同220kV变压器并且没有通过联络开关相连的母线。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)利用专用互馈线对变电站负荷转供能力的影响,结合变电站自身的参数,自适应生成优选的负荷转供方案,从而保证不同变电站主变检修的稳定性。
2)将110kV损失负荷率作为评价220kV变电站的110kV负荷转供能力的指标,进而提出相应的优选方案,从而提高220kV变电站的110kV负荷转供能力。
3)将35kV损失负荷率作为评价220kV变电站的35kV负荷转供能力的指标,进而提出相应的优选方案,从而提高220kV变电站的35kV负荷转供能力。
4)除了专用互馈线对电网负荷转供能力的影响,还考虑到变电站主接线对转供的限制,使得调整负荷转供方案更加全面完善。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法包括以下步骤:
1)设置220kV变电站的初始负荷转供方案:包括初始110kV负荷转供方案和初始35kV负荷转供方案,220kV变电站的初始110kV负荷转供方案包括设置110kV专用互馈线和与其他220kV变电站联络通道,220kV变电站的初始35kV负荷转供方案包括设置35kV专用互馈线和与双电源35kV变电站联络线。
2)根据采集的与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数获取最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率。
与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数包括与初始110kV负荷转供方案有关的第一变电站参数和与初始35kV负荷转供方案有关的第二变电站参数;
第一变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、与其他220kV变电站联络通道的个数、与其他220kV变电站联络通道的转移容量、110kV专用互馈线的个数和110kV专用互馈线的转移容量;
第二变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、35kV专用互馈线的转移容量、35kV专用互馈线的个数和35kV变电站双电源比例。
最高负载率下的110kV损失负荷率α满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,D为由110kV与35kV负荷比获得的110kV占220kV变电站总负荷比例,n为220kV变电站的与其他220kV变电站联络通道的个数,F1为与其他220kV变电站联络通道的转移容量,m为220kV变电站的110kV专用互馈线的个数,F2为110kV专用互馈线的转移容量,N为220kV变电站的主变数量。
最高负载率下的35kV损失负荷率β满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,E为由110kV与35kV负荷比获得的35kV占220kV变电站总负荷比例,p为35kV专用互馈线的个数,F3为35kV专用互馈线的转移容量,δ为35kV变电站双电源比例,N为220kV变电站的主变数量。
3)根据最高负载率下的损失负荷率调整220kV变电站的初始负荷转供方案,并输出相应的调整负荷转供方案,使得最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率均为0。
步骤3),220kV变电站的调整负荷转供方案中初始110kV负荷转供方案优先调整是否设置与其他220kV变电站联络通道以及与其他220kV变电站联络通道的个数;
初始35kV负荷转供方案针对主变数量为三台的220kV变电站优先调整与双电源35kV变电站联络线,针对主变数量为两台的220kV变电站优先调整是否设置35kV专用互馈线。
4)在调整负荷转供方案中加入变电站主接线的约束,变电站主接线的约束为:
若其下级35kV站的电源进线均来自此220kV变电站,则其进线来自接入不同220kV变压器并且没有通过联络开关相连的母线。
实例一:以110kV专用互馈线提高上海220kV变电站转供能力为例,采用本发明方法进行研究:
上海220kV变电站110kV侧一般无专用互馈线,同时,上海110kV变电站规划按照手拉手方式接线,本身具有较强的转供能力。因此,利用本发明方法主要研究手拉手联络线对于220kV变电站110kV侧负荷的转供能力的影响,同时研究有无必要设专用110kV互馈线。
根据《上海电网规划设计技术导则(试行)》相关规定,110kV架空线路一般采用LGJ-240或LGJ-400型号导线,电缆线路一般YJLW-1×400,YJLW-1×630,YJLW-1×800和YJLW-1×1000等截面电缆,并采用排管敷设方式。对于手拉手接线的110kV变电站,首段线路一般采用1000mm2电缆或400mm2架空线,因此对于满足N-1的首段线路,最多可以转移76MVA的负荷。根据《上海电网规划设计技术导则(试行)》中关于主变负载率的规定,2台主变时,平均最高负载率约为50%,3台主变时,平均最高负载率约为67%。
对于2台主变的220kV变压器,主变容量为A,最高负载率为B,主变检修时负载率为最高负荷的70%,此时,当一台主变检修,一台主变失电时,两台主变共需转移2*A*B*0.7的负荷,110kV负荷占220kV变电站总负荷比例为D,则共需转移的110kV负荷为1.4*A*B*D。此处对主变容量240MVA和300MVA的220kV变电站分开进行讨论。
表1 220kV变电站(主变240MVA)检修下N-1 110kV负荷转移表单位:%
表2 220kV变电站(主变300MVA)检修下N-1 110kV负荷转移表单位:%
注:表1-5联络通道按YJLW-1×1000排管敷设考虑,可转移容量以76MVA计(线路满足N-1),下级供电区域内无电厂,损失负荷百分比分母按全站所有110kV负荷考虑,本表仅考虑110kV负荷损失率。
由表1和表2可知,对于2台主变的220kV变电站主变检修下N-1,对外仅需要2个“手拉手”联络通道,便可以不损失负荷。当初期负荷较轻时,仅需建设1个“手拉手”联络通道便可达到不损失负荷。因此,对于2台主变的220kV变电站,110kV侧无需设置专用互馈线便可以不损失负荷。
对于3台主变的220kV变压器,主变容量为A,最高负载率为B,主变检修时负载率为最高负荷的70%,此时,当一台主变检修,一台主变失电时,两台主变共需转移2*A*B*0.7的负荷,剩余一台主变还可以承担A-0.7*A*B,剩余2.1*A*B-A需要转移。110kV负荷占220kV变电站总负荷比例为D,则共需转移的110kV侧负荷为2.1*A*B*D-A*D。此处对主变容量240MVA和300MVA的220kV变电站分开进行讨论。
表3 220kV变电站(主变240MVA)检修下N-1 110kV负荷转移表单位:%
由表3可知,对于容量为3×240MVA的220kV变电站主变检修下N-1,对外仅需要1个联络通道,便可以不损失负荷。
表4 220kV变电站(主变300MVA)检修下N-1 110kV负荷转移表单位:%
由表4可知,主变容量为3×300MVA的220kV变电站主变检修N-1时,当110kV负荷占220kV变电站总负荷比例较高(7:3)时,对外仅需要2个联络通道时,便能不损失负荷。当110kV负荷站220kV变电站总负荷比例较低(6:4)时,仅需1个联络通道,便可以不损失负荷。
实例二:以35kV专用互馈线提高上海220kV变电站转供能力为例,采用本发明方法进行研究:
目前,上海市220kV变电站之间35kV专用互馈线一般采用双并3×400mm2电缆,输送容量为43.4MVA。因此,采用本发明方法主要研究在220kV变电站主变检修N-1时,220kV变电站最高负载率、35kV侧负荷占总负荷比例和35kV专用互馈线转移35kV负荷率的关系,其中,35kV专用互馈线转移35kV负荷率是指35kV专用互馈线能够输送的容量占35kV侧总负荷的比例。对于35kV专用互馈线无法转移的负荷,需要由双电源的35kV变电站转移,目前,上海35kV变电站双电源比例约为60%。对于以110kV为主的高压配电网,220kV变电站110kV负荷比例应高于35kV负荷比例,但由于上海高压配电网过去以发展35kV为主,目前上海220kV变电站35kV负荷比例高于110kV负荷比例,35kV侧负荷与110kV侧负荷比例约为2:1,因此对于35kV负荷占总负荷比例从0.3~0.7都分别进行了分析。
对于2台主变的220kV变压器,主变容量为A,最高负载率为B,主变检修时负载率为最高负荷的70%,此时,当一台主变检修,一台主变失电时,两台主变共需转移2*A*B*0.7的负荷,35kV负荷占220kV变电站总负荷比例为E,则共需转移的35kV负荷为1.4*A*B*E。此处对主变容量240MVA和300MVA的220kV变电站分开进行讨论。转移35kV负荷率=1-35kV负荷损失率。
表5 220kV变电站(主变240MVA)检修下N-1 35kV负荷转移表单位:%
表6 220kV变电站(主变300MVA)检修下N-1 35kV负荷转移表单位:%
注:表5-8可转移容量以43.4MVA计,下级供电区域内无电厂,损失负荷百分比分母按全站所有35kV负荷考虑,本表仅考虑35kV专用互馈线所转移的35kV负荷率。
由表5和表6可知,对于容量为2×240MVA和2×300MVA的220kV变电站主变检修N-1时,在变电站投运初期,最高负载率在30%左右的时候,若35kV负荷占比较低在30%左右时,35kV专用互馈线便可以转移全部35kV负荷,但在上海目前35kV负荷占比较高的情况下,仍有50%左右的负荷需要由双电源35kV变电站转移。且随着220kV变电站负载率的提高,需要进一步提高35kV变电站双电源的比例才可以减少220kV变电站主变检修N-1时,35kV侧负荷的损失。
根据《上海电网规划设计技术导则(试行)》,2台主变的220kV变电站平均最高负载率约为50%。当220kV变电站最高负载率为50%时,若35kV负荷占比40%左右,对于主变为240MVA的220kV变电站主变检修N-1时,有35.42%的负荷需要双电源35kV变电站转移;对于主变为300MVA的220kV变电站主变检修N-1时,有48.33%的负荷需要由双电源35kV变电站转移。
2台主变的220kV变电站主变检修N-1时,由于目前35kV变电站双电源比例已经达到60%,所以若今后220kV变电站35kV侧负荷比例降低到50%以下,35kV互馈线无法转移的35kV侧负荷均可以通过双电源35kV变电站转移。
对于3台主变的220kV变压器,主变容量为A,最高负载率为B,主变检修时负载率为最高负荷的70%,此时,当一台主变检修,一台主变失电时,第三台主变所能带的负荷总计为A(不考虑过载),220kV变电站负荷总计为3*A*B*0.7,35kV负荷占220kV变电站总负荷比例为E,35kV专用互馈线所能转移的35kV侧负荷为F3,则专用互馈线和剩余一台主变共可以承担的35kV侧负荷为A*E+F3,占35kV总负荷比例为(A*E+F3)/(2.1*A*B*E),如表7、表8所示。此处对主变容量240MVA和300MVA的220kV变电站分别进行讨论35kV专用互馈线及剩余一台主变所能转移的负荷占35kV总负荷的比例。
表7 35kV专用互馈线及第三台主变所带220kV变电站(主变240MVA)35kV侧负荷比例表单位:%
表8 35kV专用互馈线及第三台主变所带220kV变电站(主变300MVA)35kV侧负荷比例表单位:%
由上述分析可知,3台主变的220kV变电站主变检修N-1时,在变电站投运初期,最高负载率在50%左右的时候,一回35kV专用互馈线即可以转移全部35kV负荷。在220kV变电站最高负载率达到67%时,若35kV负荷占比较低,仅互馈线也可以转移全部35kV负荷,但在现如今35kV负荷占比较高的情况下,还需要双电源35kV变电站转移35kV负荷。当容量为3×240MVA的220kV变电站主变检修N-1时,若其最高负载率为67%,35kV负荷占比70%,有10.57%的35kV负荷需要由双电源35kV变电站转移。若对于3×300MVA的220kV变电站,则有14.24%的35kV负荷需要由双电源35kV变电站转移。
3台主变的220kV变电站主变检修N-1时,由于目前35kV变电站双电源比例已经达到60%,35kV互馈线无法转移的35kV侧负荷均可以通过双电源35kV变电站转移。
若无专用互馈线,仅考虑剩余一台主变的作用,第三台主变所能带的负荷占总负荷比例为A/(3*A*B*0.7),即为1/(B*2.1),与主变容量无关,若不考虑35kV专用互馈线及双电源35kV变电站的作用,35kV侧负荷损失率如表9所示。
表9不考虑互馈线时220kV变电站检修下N-1 35kV负荷损失率单位:%
目前上海35kV变电站双电源比例已达60%,根据上表所得结果,对于3主变的220kV变电站,无需35kV专用互馈线便可以转移全部35kV侧负荷。
Claims (7)
1.一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)设置220kV变电站的初始负荷转供方案:包括初始110kV负荷转供方案和初始35kV负荷转供方案,所述220kV变电站的初始110kV负荷转供方案包括设置110kV专用互馈线和与其他220kV变电站联络通道,所述220kV变电站的初始35kV负荷转供方案包括设置35kV专用互馈线和与双电源35kV变电站联络线;
2)根据采集的与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数获取最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率;
3)根据最高负载率下的损失负荷率调整220kV变电站的初始负荷转供方案,并输出相应的调整负荷转供方案,使得最高负载率下的110kV损失负荷率和35kV损失负荷率均为0。
2.根据权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述与220kV变电站的初始负荷转供方案有关的变电站参数包括与初始110kV负荷转供方案有关的第一变电站参数和与初始35kV负荷转供方案有关的第二变电站参数;
所述第一变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、与其他220kV变电站联络通道的个数、与其他220kV变电站联络通道的转移容量、110kV专用互馈线的个数和110kV专用互馈线的转移容量;
所述第二变电站参数包括220kV变电站的主变数量、主变容量、最高负载率、110kV与35kV负荷比、35kV专用互馈线的转移容量、35kV专用互馈线的个数和35kV变电站双电源比例。
3.根据权利要求2所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述最高负载率下的110kV损失负荷率α满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,D为由110kV与35kV负荷比获得的110kV占220kV变电站总负荷比例,n为220kV变电站的与其他220kV变电站联络通道的个数,F1为与其他220kV变电站联络通道的转移容量,m为220kV变电站的110kV专用互馈线的个数,F2为110kV专用互馈线的转移容量,N为220kV变电站的主变数量。
4.根据权利要求2所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述最高负载率下的35kV损失负荷率β满足以下公式:
式中,A为220kV变电站的主变容量,B为220kV变电站的最高负载率,E为由110kV与35kV负荷比获得的35kV占220kV变电站总负荷比例,p为35kV专用互馈线的个数,F3为35kV专用互馈线的转移容量,δ为35kV变电站双电源比例,N为220kV变电站的主变数量。
5.根据权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述步骤3),220kV变电站的调整负荷转供方案中初始110kV负荷转供方案优先调整是否设置与其他220kV变电站联络通道以及与其他220kV变电站联络通道的个数;
初始35kV负荷转供方案针对主变数量为三台的220kV变电站优先调整与双电源35kV变电站联络线,针对主变数量为两台的220kV变电站优先调整是否设置35kV专用互馈线。
6.根据权利要求1所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述步骤3)之后还包括步骤4):在调整负荷转供方案中加入变电站主接线的约束。
7.根据权利要求6所述的一种220kV变电站负荷转供方案快速确定的方法,其特征在于,所述变电站主接线的约束为:若其下级35kV站的电源进线均来自此220kV变电站,则其进线来自接入不同220kV变压器并且没有通过联络开关相连的母线。
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