CN106199274A - 一种直流偏磁治理站点选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流偏磁治理站点选择方法，所述方法包括：获取直流偏磁治理范围内各待治理站点对应的评价指标；根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度及紧迫度；根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，采用迭代方式选择需直流偏磁治理的站点最小集合；本发明提供的方法从系统整体运行的角度，将满意度和紧迫度的概念相结合，选取直流接地极溢流范围内对偏磁影响散播起关键性作用的变电站点进行治理，使得隔直设备配置数量最少，偏磁治理效果最大化。

Description

一种直流偏磁治理站点选择方法

技术领域

本发明涉及特高压直流领域，具体涉及一种直流偏磁治理站点选择方法。

背景技术

直流输电系统在系统调试、检修或发生故障时会转入单极-大地运行方式，此时有大量直流电流通过接地极注入大地，引起接地极周边较大范围内的地表电位改变，从而对于附近交流系统产生影响。

为了消除直流偏磁影响，一些电力企业采用安装直流抑制装置对地中直流进行抑制。在工程现场的实际应用中，抑制直流偏磁设备的配置大多采用边安装边测试边整改的方案进行，超标一个治理一个，抑制直流偏磁设备的配置仅针对单一受直流偏磁干扰用户，并未考虑单一设备接入后对电网运行的整体影响。这种配置方案的实施往往造成设备的冗余配置，甚至有可能由于某一抑制直流偏磁设备的接入而影响交流系统整体运行的安全。

发明内容

本发明提供一种直流偏磁治理站点选择方法，其目的是从系统整体运行的角度，将满意度和紧迫度的概念相结合，选取直流接地极溢流范围内对偏磁影响散播起关键性作用的变电站点进行治理，使得隔直设备配置数量最少，偏磁治理效果最大化，同时为抑制直流偏磁设备配置方案的设计提供设计依据，为直流偏磁治理效果的评估提供数据支撑，并且在达到合理配置抑制直流偏磁治理设备的目标的同时减少不必要的人力物力投入。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种直流偏磁治理站点选择方法，其改进之处在于，包括：

获取直流偏磁治理范围内各待治理站点对应的评价指标；

根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度及紧迫度；

根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，按迭代法选择需直流偏磁治理的站点最小集合。

优选的，所述待治理站点对应的评价指标包括：中性点入侵直流电流、系统电压畸变率、励磁电流波形畸变率、绕组温升、油面温升、无功损耗、变压器噪声和变压器振动。

优选的，所述根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度，包括：

确定单个待治理站点对应的评价指标的满意度函数；

根据所述单个待治理站点对应的评价指标及其满意度函数确定该待治理站点的综合满意度。

进一步的，所述确定单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数，包括：

若所述单个待治理站点对应的单个评价指标具有阈值边界，则选取折线型满意度函数作为所述单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数；

若所述单个待治理站点对应的单个评价指标的值连续且无阈值边界，则选取曲线型满意度函数作为所述单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数；

其中，所述折线型满意度函数包括：升型满意度函数、降型满意度函数、多段型满意度函数、矩形满意度函数和梯形满意度函数，所述曲线型满意度函数包括：Г函数、正态函数、柯西函数、岭形函数和抛物线函数。

进一步的，按下式(1)确定第i个待治理站点的综合满意度S_i：

$S_i=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}{q}_{i,k}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}}---\left(1\right)$

式(1)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度，可根据第k个评价指标的满意度函数计算得出，ω_i,k为q_i,k的权重，m为所述待治理站点对应的评价指标总类数。优选的，按下式(2)确定第i个待治理站点的紧迫度U_i：

$U_i=1-\underset{k=1}{\overset{m}{\Π}}{q}_{i,k}---\left(2\right)$

式(2)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度。

优选的，所述根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，按迭代法选择需直流偏磁治理的站点，包括：

a.设置综合满意度阈值α和紧迫度阈值β，获取所述直流偏磁治理范围内全部待治理站点的综合满意度和紧迫度，并将待治理站点按紧迫度降序顺序排列；

b.若存在单个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则选择该待治理站点进行直流偏磁治理；

c.若存在多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则从所述多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点中选择综合满意度最小的待治理站点进行直流偏磁治理；

d.若存在多个满足紧迫度最大、紧迫度大于所述紧迫度阈值β、综合满意度最小且综合满意度小于综合满意度阈值α的待治理站点，则选择评价指标满意度最低的待治理站点进行直流偏磁治理；

e.将选择的待治理站点的评价指标按照直流偏磁治理后的指标进行修正，返回所述步骤a，若所述直流偏磁治理范围内的剩余待治理站点中不存在满足所述步骤b、c和d的待治理站点，则执行步骤f；

f.若选择的需直流偏磁治理的待治理站点与直流偏磁治理范围全部待治理站点相等，则扩大所述直流偏磁治理范围并返回步骤a。

与最接近的现有技术比，本发明具有的优异效果如下：

本发明提供的一种直流偏磁治理站点选择方法，利用多指标综合评价方法对受到直流偏磁影响的变电站运行状态进行评估，选取关键性最小站点集合配置直流偏磁治理设备，使得偏磁治理的效果最大化，为直流偏磁治理工作的规划设计、规模预测以及治理水平评估提供了一种新方法。同时，本发明提供的技术方案有助于实现各种抑制直流偏磁措施的优化配合，有效减少直流偏磁治理设备配置的数量，合理利用电力系统自身的运行裕度来容纳消解直流入地电流对交流系统的影响，简化了系统复杂性，提高了设备的利用率，降低运维人员的工作量，节约了设备资金投入，提高了系统运行可靠性。

附图说明

图1是本发明一种直流偏磁治理站点选择方法的流程图；

图2本发明实施例提供的治理站点的网络拓扑结构示意图；

图3本发明实施例提供的区间型指标满意度函数曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

目前尚需解决的问题在于如何在满足交直流电网整体运行性能指标的前提下，合理的选取需要进行直流偏磁治理的站点，全面评估直流偏磁治理效果，协调设备投入资金与设备利用率之间的关系，以达到设备配置数量最少、治理效果最优的要求。本发明提供的一种直流偏磁治理站点选择方法，如图1所示，包括：

101.获取直流偏磁治理范围内各待治理站点对应的评价指标；

102.根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度及紧迫度；

103.根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，按迭代法选择需直流偏磁治理的站点。

其中，所述治理站点对应的评价指标包括：中性点入侵直流电流、系统电压畸变率、励磁电流波形畸变率、绕组温升、油面温升、无功损耗、变压器噪声和变压器振动。

所述治理站点对应的评价指标能够通过现有技术中直流偏磁仿真计算获取。

例如，选择某接地极系统区域内选取10所变电站进行治理站点优化选择，治理站点的网络拓扑结构如图2所示，利用直流偏磁仿真计算，得到10所变电站的地电位升高及入侵直流电流如表1所示：

表1变电站直流偏磁仿真结果

具体的，所述102，包括：

确定所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数；

根据所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数确定所述待治理站点的综合满意度。

进一步的，所述确定所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数，包括：

选取折线型满意度函数或曲线型满意度函数作为所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数，其中，所述折线型满意度函数包括：升型满意度函数、降型满意度函数、多段型满意度函数、矩形满意度函数和梯形满意度函数，所述曲线型满意度函数包括：Г函数、正态函数、柯西函数、岭形函数和抛物线函数，若所述单个评价指标包括阈值边界，则选取折线型满意度函数作为所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数，若所述单个评价指标的值连续，则选取曲线型满意度函数作为所述待治理站点对应的单个评价指标对于所述待治理站点的满意度函数。

例如，以中性点入侵直流电流指标为例进行分析，该指标为区间型指标，则设计满意度函数曲线如图3所示，则得到满意度函数如下：

式中，x_k为待治理站点对应的单个评价指标，即中性点入侵直流电流；

按下式(1)确定第i个待治理站点的综合满意度S_i：

$S_i=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}{q}_{i,k}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}}---\left(1\right)$

式(1)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度，由满意度函数计算得出。ω_i,k为q_i,k的权重，m为所述待治理站点对应的评价指标总类数。

按下式(2)确定第i个待治理站点的紧迫度U_i：

$U_i=1-\underset{k=1}{\overset{m}{\Π}}{q}_{i,k}---\left(2\right)$

式(2)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度。

所述步骤103，包括：

a.设置综合满意度阈值α和紧迫度阈值β，获取所述直流偏磁治理范围内全部待治理站点的综合满意度和紧迫度，并将待治理站点按紧迫度降序顺序排列；

b.若存在单个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则选择该待治理站点进行直流偏磁治理；

c.若存在多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则从所述多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点中选择综合满意度最小的待治理站点进行直流偏磁治理；

d.若存在多个满足紧迫度最大、紧迫度大于所述紧迫度阈值β、综合满意度最小且综合满意度小于综合满意度阈值α的待治理站点，则选择评价指标满意度最低的待治理站点进行直流偏磁治理；

e.将选择的待治理站点的评价指标按照直流偏磁治理后的指标进行修正，返回所述步骤a，若所述直流偏磁治理范围内的剩余待治理站点中不存在满足所述步骤b、c和d的待治理站点，则执行步骤f；

f.若选择的待治理站点与直流偏磁治理范围全部待治理站点相等，则扩大所述直流偏磁治理范围并返回步骤a。

例如，执行上述步骤a-f，一个周期即为一次迭代，令迭代次数为3，则分别计算图2区域内10所变电站的综合满意度和紧迫度，如表2所示：

表2变电站的综合满意度和紧迫度

初始时大部分变电站计算治理紧迫度为1，必须要配置抑制直流偏磁设备。在紧迫度计算相等的情况下，选取指标劣化程度最高的站点进行偏磁治理，对照表1结果，从中选取中性点入侵直流电流最大的直流站点变电站1配置抑制直流偏磁设备。调整系统参数并再次进行迭代计算后，变电站1、8、9满意度均有所上升，但变电站2、4、5、6治理紧迫度仍为1，因此按指标劣化原则再次对变电站2进行直流偏磁治理，迭代计算后所有变电站均符合满意度要求，因此需要配置抑制直流偏磁设备的站点为变电站1、2。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种直流偏磁治理站点选择方法，其特征在于，所述方法包括：

获取直流偏磁治理范围内各待治理站点对应的评价指标；

根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度及紧迫度；

根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，按迭代法选择需直流偏磁治理的站点最小集合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待治理站点对应的评价指标包括：中性点入侵直流电流、系统电压畸变率、励磁电流波形畸变率、绕组温升、油面温升、无功损耗、变压器噪声和变压器振动。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据单个待治理站点对应的评价指标确定该待治理站点的综合满意度，包括：

确定单个待治理站点对应的单个评价指标的满意度函数；

根据所述单个待治理站点对应的评价指标及其满意度函数确定该待治理站点的综合满意度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数，包括：

若所述单个待治理站点对应的单个评价指标具有阈值边界，则选取折线型满意度函数作为所述单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数；

若所述单个待治理站点对应的单个评价指标的值连续且无阈值边界，则选取曲线型满意度函数作为所述单个待治理站点对应的单个评价指标对于该待治理站点的满意度函数；

其中，所述折线型满意度函数包括：升型满意度函数、降型满意度函数、多段型满意度函数、矩形满意度函数和梯形满意度函数，所述曲线型满意度函数包括：Г函数、正态函数、柯西函数、岭形函数和抛物线函数。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式(1)确定第i个待治理站点的综合满意度S_i：

$S_i=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}{q}_{i,k}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}}---\left(1\right)$

式(1)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度，ω_i,k为q_i,k的权重，m为所述待治理站点对应的评价指标总类数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式(2)确定第i个待治理站点的紧迫度U_i：

$U_i=1-\underset{k=1}{\overset{m}{\Π}}{q}_{i,k}---\left(2\right)$

式(2)中，q_i,k为第i个待治理站点对应的第k个评价指标对于所述第i个待治理站点的满意度。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各待治理站点的综合满意度及紧迫度，按迭代法选择需直流偏磁治理的站点，包括：

a.设置综合满意度阈值α和紧迫度阈值β，获取所述直流偏磁治理范围内全部待治理站点的综合满意度和紧迫度，并将待治理站点按紧迫度降序顺序排列；

b.若存在单个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则选择该待治理站点进行直流偏磁治理；

c.若存在多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点，则从所述多个紧迫度最大且大于所述紧迫度阈值β的待治理站点中选择综合满意度最小的待治理站点进行直流偏磁治理；

d.若存在多个满足紧迫度最大、紧迫度大于所述紧迫度阈值β、综合满意度最小且综合满意度小于综合满意度阈值α的待治理站点，则选择评价指标满意度最低的待治理站点进行直流偏磁治理；

e.将选择的待治理站点的评价指标按照直流偏磁治理后的指标进行修正，返回所述步骤a，若所述直流偏磁治理范围内的剩余待治理站点中不存在满足所述步骤b、c和d的待治理站点，则执行步骤f；

f.若选择的需直流偏磁治理的待治理站点与直流偏磁治理范围全部待治理站点相等，则扩大所述直流偏磁治理范围并返回步骤a。