CN106786609A - 一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法 - Google Patents

一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法 Download PDF

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林祺蓉
尹茂林
贾玉健
瞿寒冰
施冬明
尹爱辉
霍健
刘博�
林山
李莉
王俏俏
王悦
谭苏君
杨福
孙雯
王建功
许文波
朱英刚
薛发明
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Jinan Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，包括追溯电源点、计算合环点开关两侧交流电压的相位差、判断相位差是否满足合环条件、计算环流、计算两条待校验线路的稳态电流、判断稳态电流是否满足合环条件。利用EMS系统电气接线图和开关状态确定待校验配电线路的电源点，计算变电路径过程中的相位偏移量，判断是否满足相位差要求；利用调度自动化系统(EMS)和配电自动化系统(DAS)设备参数，计算合环后的环流，结合DAS系统实时电流数据，判断是否满足限流条件。本发明读取EMS和DAS中电网拓扑结构、设备参数、实时数据等信息，能够全面涵盖多方面的限制条件，实现快速、灵活、相对准确的配电线路合环校验。

Description

一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化领域，尤其是涉及一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法。
背景技术
随着经济的发展，客户对供电可靠性的要求不断提高，要求供电企业采用合环调电而非停电调电的方式保证配电线路的持续供电。与此同时，输变电系统快速发展，更多的电压等级、更为复杂的网架结构、更灵活的运行方式使得10千伏配电线路合环调电的风险大幅增加。如何全面考虑影响配电线路合环安全性的各类因素，以简便易行的方式快速校验相关线路是否具备合环条件，是供电企业配网调度领域的一个难题。
在配电网合环条件确认、安全性校验领域，目前已有一些理论研究和解决方案，但都存在局限性，尚没有快速、全面、通用、相对准确的实用校验方法。这些方法主要有：
1、潮流计算法。
潮流计算法利用调度自动化系统，精确计算配电线路合环后的潮流分布，再由调度人员人工查询相关线路限流数，确认是否具备合环条件。优点是计算结果精确，缺点是潮流计算需要花费大量时间、人工查询同样耗时。而配电网操作密度大，故障处理时需要快速决策，不可能采取潮流计算法一一计算，再人工比对。
2、经验法
由调度员分别向上追溯查找电源点，查看在降压变电路径中变压器接线组别是否相同，确认满足相位一致的条件；比对两条配电线路所在母线电压，以人工经验法简算合环潮流；人工查询相关线路限流数，确认是否具备合环条件。优点是人工完成，易于实现；缺点是不准确、耗时长。是目前供电行业主要采取的方法。
亦有研究人员提出新型配电线路合环检测算法，中国专利申请号：201610935732.9，公开了一种能快速确定10kV配电线路合环调电可行性的工程应用方法。考虑了相位差、幅值差、主网穿越电流等多方面因素，但存在以下缺点，其指出“确定是由同一110kV母线供电的变电站10kV配网出线”作为合环条件，然而实际上供电行业中有大量非同一110kV母线的10kV出线有合环需求，甚至有大量非同一220kV母线的10kV出线也有合环需求，该算法无法判断这一部分线路的合环条件；该专利以0.7kV作为合环电压差幅值限制，不能根据线路参数精确计算，判断结果准确度低；另外，还要求合环的线路具备500A以上的载流能力，不能根据线路参数精确计算，判断结果准确度低。
发明内容
本发明旨在克服现有技术方案的缺点，融合利用调度技术支持系统的数据，提出一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，实现快速、准确的10千伏配电线路合环校验。
本发明所要解决的技术问题是通过读取调度自动化系统(EMS)和配电自动化系统(DAS)中电网拓扑结构、设备参数、实时数据等信息，以特定的算法计算合环点的相位差和合环后的电流，从而快速、准确地确定相关10千伏配电线路是否具备合环条件。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，包括以下步骤：
步骤1、追溯电源点；
所述的电源点是指：同时为待校验的两条配电线路供电的一个电气节点，该节点是同一电气连接的母线或线路。
追溯电源点是指：从EMS系统中获取数据，自待校验的两条配电线路开始根据电气接线和开关状态向高电压等级进行拓扑分析，直至在某一电压等级下到达电源点。
步骤2、计算相位差。
所述的相位差是指：合环点开关两侧交流电压的相位差。
计算方式是：以电源点为基准，分别计算两条配电线路在降压变电过程中相位的偏移量，再将两个偏移量做减法，得到相位差。
步骤3、判断相位差是否满足合环条件。
若相位差的绝对值小于30°，转步骤4；否则，判定不允许合环，校验结束。
步骤4、计算环流。
所述环流是指：待校验配电线路在合环点开关闭合后，流过合环开关的环流有效值。
计算步骤包括：在EMS系统中读取上级电网设备参数，在DAS系统中读取配电线路参数和电压，计算合环后的环流。
步骤5、计算稳态电流。
所述的稳态电流是指：合环点开关闭合后，流过两条线路主线开关的稳态交流电流有效值。
计算方法是：在DAS系统中读取两条待校验线路的合环前电流，结合步骤4中计算出的环流，计算出合环后线路稳态电流，稳态电流＝合环前电流+合环后环流。
步骤6、判断稳态电流是否满足合环条件；
在判断是否满足合环条件时，需要考虑限流条件，所述限流条件是指：待校验配电线路的最大限流数。
若计算出的两条待校验线路的稳态电流均小于其最大限流数，允许合环；否则，判定不允许合环，校验结束。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明的具体流程示意图。
图3为本发明具体实施方式的示例。
图4为用于计算环流的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1、图2所示，一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，包括：追溯电源点、计算合环点开关两侧交流电压的相位差、判断相位差是否满足合环条件、计算环流、计算稳态电流、判断稳态电流是否满足合环条件。
具体执行以下步骤：
S1、追溯电源点；
对于给定的两条待校验线路L1、L2，读取EMS中设备接线、开关状态等信息，采用拓扑分析的方法，逐级向上分别追溯L1、L2的供电电源，直至在同一电压等级找到联通路径。如图3所示，L1的供电路径为T1-L3-T2-L5，L2的供电路径为T3-L4-T4-L5，电源点为L5。
S2、计算合环点开关两侧交流电压的相位差；
自上而下分析L1、L2降压路径过程中的变压器变比、接线组别，分别计算两条线路相位偏移量
其中Ti代表线路降压路径中的变压器，代表电压通过变压器Ti后的相位偏移量，其数值通过下表确定。
接线组别 相位偏移量
Yy0 0°
Yd11 30°
计算L1与L2的相位差
S3、判断相位差是否满足合环条件；
若相位差的绝对值小于30°，转步骤4；否则，判定不允许合环，校验结束。
S4、计算环流；
计算步骤包括：读取参数，简化参数，等效计算。读取EMS系统线路降压路径中主变、线路的参数，按照图4所示的等效电路图进行合并简化，得到等效阻抗Z0；读取DAS系统中线路L1、L2的阻抗Z1、Z2；读取DAS系统中联络开关两侧电压U1、U2。根据附图4中的等效电路，计算环流IC，定义环流IC的正方向为从L1流向L2。
从L1流出的环流为IC，从L2流出的环流为-IC。
S5、计算稳态电流；
读取DAS系统中线路L1的实时电流I1和限流I1max，线路L2的实时电流I2和限流I2max。计算两条线路合环后的稳态电流I1S、I2S。
I1s＝I1+Ic
I2s＝I2-Ic
S6、判断稳态电流是否满足合环条件；
当满足I1s＜I1max∩I2s＜I2max时，判定L1、L2可以合环；否则，判定不得合环。

Claims (5)

1.一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、追溯电源点；
所述的电源点是指同时为待校验的两条配电线路供电的一个电气节点；
步骤2、计算合环点开关两侧交流电压的相位差；
步骤3、判断相位差是否满足合环条件；
若相位差的绝对值小于30°，转步骤4；否则，判定不允许合环，校验结束；
步骤4、根据待校验的两条配电线路合环后的等效电路，计算环流；
步骤5、计算两条待校验线路的稳态电流；
所述稳态电流为两条待校验线路的合环前的电流与环流之和；
步骤6、判断稳态电流是否满足合环条件；
若计算出的两条待校验线路的稳态电流均小于其最大限流数，允许合环；否则，判定不允许合环，校验结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，其特征在于，步骤1中追溯电源点的方法是：从EMS系统中获取数据，自待校验的两条配电线路开始根据电气接线和开关状态向高电压等级进行拓扑分析，直至在某一电压等级下到达电源点。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，其特征在于，步骤2中所述计算相位差的方式为：以电源点为基准，分别计算两条配电线路在降压变电过程中相位的偏移量，将两个偏移量做减法，得到相位差。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，其特征在于，步骤4中所述的计算环流的具体方式为：在EMS系统中读取上级电网设备参数，在DAS系统中读取配电线路参数和电压，计算合环后的环流。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据融合的配电线路合环快速校验方法，其特征在于，步骤5中所述的计算稳态电流的具体方式是：在DAS系统中读取两条待校验线路的合环前电流，结合步骤4中计算出的环流，计算出合环后线路稳态电流。
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