CN107658870A - 基于电网分层拓扑结构的同调机组划分快速实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于电网分层拓扑结构的同调机组划分快速实现方法，该方法利用电网不同电压等级的层次关系，以每个500kV站点为根节点，采用广度优先的搜索策略，分层进行全局网络拓扑，能够快速划分电网所有同调机组，且每组同调机组不存在遗漏，同时划分过程中不需要手动绘制地理接线图，极大提高工作效率。实际应用中，该方法可以满足各种规模及接线方式下的电网同调机组划分要求。
Description
技术领域
本发明涉及超高压输电技术领域，特别是涉及一种基于电网分层拓扑结构的同调机组划分快速实现方法。
背景技术
随着电力系统快速发展和大区域电网互联的出现，电网规模和复杂程度大大增加，在开展诸如南方电网这样规模电网的电磁暂态仿真计算中，由于电磁暂态元件模型复杂且仿真步长小，仿真计算量非常大。通过对原大规模系统进行有效的动态等值，用等值系统的研究取代对原系统的研究，在保证必要的精度条件下，能够极大提高仿真效率。
电网动态等值的过程中，等值发电机及其控制系统的参数聚合是影响等值效果的最重要部分，根据运行经验和电网分层拓扑结构，将属于相同500kV站点拓扑区域内的发电机均划分为一组同调机组，能够满足工程计算精度的要求。目前采取的同调机组识别划分流程为，首先根据电网数据按省区位置画出详细的地理接线图，然后将地理接线图划分为多个区域，属于相同区域内的发电机组归类为同一同调机组。这种手动划分同调机组方式带来两个问题：一是由于电网规模很大，在地理接线图上详细明确发电机与相应母线的拓扑关系需要耗费很大的工作量。另一方面由于地理接线图一般只画出了连接在110kv电压等级以上的机组，同调机组聚合时未能考虑到连接在35kv或10kv母线上的发电机组。
发明内容
基于此，有必要提供一种同调机组划分方法，以减少对人工的依赖，提高同调机组的划分效率。
一种基于电网分层拓扑结构的同调机组划分快速实现方法，包括步骤：
从待搜索500kV变电站的首层拓扑图中选择任一500kV母线节点作为搜索起点，遍历所有经断路器相连的500kV母线节点，形成初始的拓扑岛节点集合；
在电压等级降一级的第二层拓扑图中，搜索与拓扑岛节点集合中的节点通过变压器相连的节点，加入到拓扑岛节点集合中，再搜索与新加入的节点通过输电线路或断路器相连的节点，也加入到拓扑岛节点集合中；
在电压等级再降一级的第三层拓扑图中，搜索与拓扑岛节点集合中属于上一层拓扑图的节点通过变压器相连的节点，加入到拓扑岛节点集合中，再搜索与本次新加入的节点通过输电线路或断路器相连的节点，此时，若搜索到新的节点则加入到拓扑岛节点集合中，并继续向下一层拓扑图搜索，否则停止搜索；
在最终的拓扑岛节点集合中，筛选其中的发电机节点，将筛选出的发电机节点作为同调机组。
本发明通过对电网拓扑结构及拓扑岛的研究分析，提出了一种同调机组划分快速实现方法。该方法利用电网按电压等级分层建设特点，以每个500kV站点为根节点，分层进行全局网络拓扑搜索，找出同一500kV站点拓扑区域所有节点，在此基础上筛选出所有发电机。该方法能够快速划分电网所有同调机组，且每组同调机组不存在遗漏，划分过程中也不需要手动绘制地理接线图，极大的提高了工作效率。
附图说明
图1为某500kV拓扑岛的结构示意图。
具体实施方式
本发明基于电网分层拓扑结构特点，将整个电网网络拓扑看作一个多层拓扑图，每层由点与线结合。然后根据母线、线路和变压器节点分层进行整个拓扑岛接线分析，找出属于该拓扑岛内的所有发电机组，最终实现同调机组划分快速实现方案，该方案分为两个步骤：分层搜索属于同一500kV站点范围内的所有节点，形成拓扑岛；遍历拓扑岛内所有发电机组，形成一组同调机组。
(1)形成初始拓扑岛
在电网模型中同一500kV站点可能包含多个母线，各母线之间通过断路器相连。作为拓扑岛的根节点，通过选择该500kV站点内的一个500kV母线节点作为搜索起点，遍历所有经断路器相连的500kV母线节点，形成初始拓扑岛节点集合。
(2)搜索下一层与拓扑岛首层直接连接的拓扑节点
电网网架结构采取分层分压建设，不同电压等级拓扑节点通过变压器相连接。因此，通过遍历步骤(1)中拓扑岛所有节点，将搜索出通过变压器相连的拓扑节点，加入到拓扑岛节点集合中。
(3)搜索新加入拓扑岛节点集合所处层所有拓扑节点
电网网架结构采取分层分压建设，同一层所有节点电压等级均相同，通过输电线路或断路器相连接。因此，通过遍历步骤(2)中新增的拓扑岛所有节点，将通过搜索输电线路或断路器相连的拓扑节点，加入到拓扑岛节点集合中。
(4)搜索下一层与本层直接连接的拓扑节点
电网网架结构采取分层分压建设，不同电压等级拓扑节点通过变压器相连接。因此，通过遍历步骤(3)中拓扑岛所有节点，将搜索出通过变压器相连的拓扑节点，加入到拓扑岛节点集合中。
(5)搜索新加入拓扑岛节点集合所处层所有拓扑节点
电网网架结构采取分层分压建设，同一层所有节点电压等级均相同，通过输电线路或断路器相连接。因此，通过遍历步骤(4)中新增的拓扑岛所有节点，将通过搜索输电线路或断路器相连的拓扑节点，加入到拓扑岛节点集合中。
(6)若步骤(5)中搜索出新的拓扑节点，则跳转至步骤(4)，否则进入步骤(7)。
(7)形成同调机组
遍历判断拓扑岛所有节点，筛选出其中的发电机节点，划分为同一个发电机组，并按照动态等值程序要求写入到等值控制文件中。此时该同调机组包含了该500kV站点所属的所有发电机节点，为后续等值发电机及其调节系统的参数聚合奠定重要基础。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.一种基于电网分层拓扑结构的同调机组划分快速实现方法，其特征在于，包括步骤：
从待搜索500kV变电站的首层拓扑图中选择任一500kV母线节点作为搜索起点，遍历所有经断路器相连的500kV母线节点，形成初始的拓扑岛节点集合；
在电压等级降一级的第二层拓扑图中，搜索与拓扑岛节点集合中的节点通过变压器相连的节点，加入到拓扑岛节点集合中，再搜索与新加入的节点通过输电线路或断路器相连的节点，也加入到拓扑岛节点集合中；
在电压等级再降一级的第三层拓扑图中，搜索与拓扑岛节点集合中属于上一层拓扑图的节点通过变压器相连的节点，加入到拓扑岛节点集合中，再搜索与本次新加入的节点通过输电线路或断路器相连的节点，此时，若搜索到新的节点则加入到拓扑岛节点集合中，并继续向下一层拓扑图搜索，否则停止搜索；
在最终的拓扑岛节点集合中，筛选其中的发电机节点，将筛选出的发电机节点作为同调机组。
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