CN107730093B - 一种电网事故复电路径的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电网事故复电路径的系统与方法。包括电网复电路径分析底层数据库模块、EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统、事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块以及分析结果展示模块;EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统分别与电网复电路径分析底层数据库模块连接,还与事故复电路径应用服务器连接;实施拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块均分别与事故复电路径应用服务器和分析结果展示模块连接。本发明可对电网事故及事故发生的总体状况进行全面的监视,以及自动生成复电转供的控制策略。

Description

一种电网事故复电路径的系统与方法
技术领域
本发明涉及电力系统电网调度运行技术领域,更具体地,涉及一种电网事故复电路径的系统与方法。
背景技术
目前,电网事故复电策略形成的普遍方法是调度监控员通过监视实时电网潮流,根据当前的事故失压状况与变电站损失负荷情况,采取人工判断出设备与用户的复电措施。而电网失压设备的转供措施主要依靠调度监控人员的经验,需要人工辨识电网的实时运行状况,评估电网事故复电策略以及粗略计算分析人工复电路径实施对其他断面的影响等因素。随着电网规模的不断扩大,负荷相对集中的地区电网接线形式日趋复杂,传统依靠人工进行事故处理的模式已不能满足电网快速复电的需求,同时人工判断的事故应对方式在适应电网运行方式时难以达到最优。
电网事故是指电网遇到恶劣天气或设备故障等原因造成的电力设备停止运行、电力用户停止供电的情况。
电网事故复电路径是指事故情况下失压110kV变电站至220kV电源变电站之间的电气拓扑连接,其中连接的电气设备刀闸必须均在闭合位置,且不包含任何故障设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供的一种电网事故复电路径的系统与方法,可对电网事故及事故发生的总体状况进行全面的监视,以及自动生成复电转供的控制策略。
为解决上述问题,本发明提供的技术方案是:一种电网事故复电路径的系统,其中,包括电网复电路径分析底层数据库模块、EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统、事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块以及分析结果展示模块;
所述的电网复电路径分析底层数据库模块分别与EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统连接;
所述的EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统还与事故复电路径应用服务器连接;
所述的实时拓扑数据处理模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于实时从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;
所述的事故复电路径寻找分析模块,分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;
所述的电网潮流校验优化模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于根据不同的运行方式和设备状况进行动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果。
在本发明中,以事故复电路径应用服务器为数据通信主架构,在服务器上衔接的数据源包括EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统;本发明中参与信息传输功能的包括事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块,其中,事故复电路径应用服务器向外部的EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统读取复电路径判断的基础数据模型,该数据模型经过相关异构接口的映射处理后传输至电网实时拓扑处理模块并形成复电路径的拓扑连接,其后本发明的系统在可能的拓扑连接范围内对各失压设备进行预定条件的约束处理,在满足电网潮流校验的前提下寻找最优复电路径。
在本发明中,基于实时拓扑的电网事故复电路径系统,在服务总线通信架构下采用典型的J2EE三层B/A/S(浏览器/应用服务器/数据库服务器)数据集成方式,总线上集成的客户端是基于HTTP协议的浏览器应用,应用中间层则采用J2EE应用服务器作为运行平台,所有业务逻辑如实时拓扑处理、事故复电路径寻找、电网潮流校验优化均以业务组件的形式部署运行于J2EE应用服务器上,从而更有效地衔接到电力调度的信息服务体系。
进一步地,所述的获取全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。实时拓扑数据处理模块在拓扑模型建立的过程中,电网事故复电系统从EMS系统读取全网的设备台帐及其关系拓扑,其中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表及计量点表;除了以上数据库表的信息作为静态存储外,事故复电系统还通过调用SCADA数据服务中心的实时接口获取电网设备的动态量测信息和断面数据,以此为载体来进行后续的复电路径逻辑判断;具备全局的电网拓扑连接关系后,系统根据预先判定的失压设备信息及厂站信息,查找相应失压设备或厂站的各个可能复电路径,并以拟定的过滤条件筛选出所需路径。
进一步地,所述的事故复电路径寻找分析模块还包括:
路径搜索优先级判断单元,用于通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
路径搜索串级限制单元,用于限制搜索过程的串级数量。
进一步地,所述的读取的路径拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。对特定的失压变电站而言,由于存在多种可能的路径对其进行事故复电,若对每条可能的路径均进行路径搜索和潮流的核算,会极大增加系统逻辑判断的时间,因此有必要进行故障定位的路径筛选;在EMS系统中读取的路径拓扑串接有开关、线路、母线、主变四个电气设备区间;每个区间根据各自电气状态(如故障,冷备用,检修状态等),甄别出事故处理时复电的不可能路径,在复电路径搜索时加以排除。
进一步地,所述的实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块均以业务组件的形式部署运行于事故复电路径应用服务器上。
在本发明中,电气设备的故障状态判断实现根据EMS系统SCADA模块的报文内容,从SOE时序报文事件,筛选出事故时的保护和开关动作信号,结合故障元件、保护动作和断路器跳闸的关联性,从截获的告警信号中提取电网故障诊断信息,按照时间间隔片段进行分组并根据事故类型判定进行判定,得到相应的故障定位信息。故障定位完毕后,在失压站待选的复电路径中寻找对应的设备区间并予以删除,从而缩小最优复电路径的搜索范围;另外对于设备在冷备用或检修状态的复电路径搜索,主要从刀闸的分合位置具体区分,当路径中所经过刀闸的位置在分开位置时,该路径的自动搜索予以停止,以此提高路径搜索的速度。
在本发明中,应用实时拓扑进行电网复电路径寻找,目前对路径的潮流校验有两种不同的实现方法。一是它利用EMS外部的潮流应用环境,用户通过编制外部潮流应用与复电路径的拓扑应用进行对接,二是复电路径拓扑应用直接调用EMS原有的PAS潮流计算接口,两者相比较而言,重新编写外部潮流应用涉及异构系统的链接与程序设计,相关的资源投入较大且存在异构系统链接过程中的运行不稳定的问题,而直接调用PAS潮流计算应用除了克服外部潮流应用环境的以上不足之外,通过直接调用潮流计算命令传递的执行延时短且效率高,同时可以避免复电路径的拓扑系统对外部应用的可控制性差的问题,而且直接调用的方式可以有机结合SCADA系统中SOE时序设备动作分析,电网拓扑连接、实时负荷等关键数据经过PAS应用的计算反馈,从而更高效地形成复电路径拓扑系统的分析结果。
在本发明中,电网发生多个变电站失压事件的状态下,复电路径拓扑系统分析结果是组合式的,最优复电方案的获取不仅取决于电网设备运行限额,而且也受到各级电网断面的潮流约束。由于电网断面的潮流约束往往是多变,如夏季运行方式与冬季运行方式下,电网潮流断面的要求通常截然不同,因此,复电路径拓扑系统在电网断面的潮流校验过程中加入可编辑的动态断面功能,具体以各级断面的控制范围为约束条件,根据不同的运行方式与设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,从而筛选出不同复电路径组合中的最优结果。若所有复电路径分析结果都不满足静态约束限制,此时系统将寻找约束转移,根据变电站备用电源的可使用情况进行跨越断面之间的负荷转移,从而寻找负荷转移后动态约束中的最优复电路径。若寻优结果中无一满足所有约束限制时,复电路径拓扑系统将根据与各约束条件的接近度,输出一个最优结果。
本发明还提供一种电网事故复电路径的方法,其中,包括以下步骤:
S1.建立实施拓扑数据处理模型,通过从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;
S2.对复电路径寻找分析,通过读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;
S3.电网潮流校验优化,根据不同的运行方式和设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果;
S4.将S1、S2、S3步骤的结果在显示其上进行展示。
进一步地,所述的S2步骤包括:
S201.路径搜索优先级判断,通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
S202.路径搜索串级限制,通过对搜索过程的串级数量进行限制提高路径搜索的速度。
进一步地,所述的S201步骤包括:
S2011.扫描事故后的电网拓扑,对110kV失压的变电站寻找一级电源,使用一级电源复电并给出相关的可能复电路径,在可能复电路径中根据最靠近一级电源的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2012.搜索出所有110kV失压变电站的一级电源后,继续搜索220kV变电站失压110kV母线的复电电源,在可能的复电路径中根据最靠近220kV变电站带电110kV母线的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2013.继续搜索二级电源的失压110kV变电站,方法同步骤S2011和S2022。
进一步地,所述的获取的全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。
进一步地,所述的读取路径拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。
在本发明中,①实时拓扑数据处理模块在拓扑模型建立的过程中,电网事故复电系统从EMS系统读取全网的设备台帐及其关系拓扑,其中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表及计量点表;②具备全局的电网拓扑连接关系后,根据预先判定的失压设备信息及厂站信息,查找相应失压设备或厂站的各个可能复电路径,并以拟定的过滤条件筛选出所需路径;③对特定的失压变电站而言,由于存在多种可能的路径对其进行事故复电,若对每条可能的路径均进行路径搜索和潮流的核算,会极大增加系统逻辑判断的时间,因此有必要进行故障定位的路径筛选;④最优复电路径的搜寻首先明确失压110kV变电站复电时的一级电源和二级电源,具体按搜索过程的串级数量、110kV线路载流量裕度、断面限制进行路径的优先级判断;⑤复电路径的潮流校验有机结合SCADA系统中SOE时序设备动作分析,电网拓扑连接、实时负荷等关键数据经过PAS应用的计算反馈,从而更高效地形成复电路径拓扑系统的分析结果;⑥本发明在电网断面的潮流校验过程中加入可编辑的动态断面功能,具体以各级断面的控制范围为约束条件,根据不同的运行方式与设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,从而筛选出不同复电路径组合中的最优结果;⑦当实际电网构造和布局发生变化时,利用复电路径系统的数据平台自动获取电网实时拓扑信息,可以有效减少事故分析人为工作量并在准确反映电网运行的状态变化基础上完成事故快速复电。
与现有技术相比,有益效果是:本发明提供的一种电网事故复电路径的系统与方法,可对电网事故及事故发生的总体状况进行全面的监视,以及自动生成复电转供的控制策略,避免了调度人员面对变电站失压或电网负荷损失时技术水平良莠不齐、处理效率低的问题,有效减少了电网稳定运行的风险。
附图说明
图1为本发明系统整体结构示意图。
图2为本发明复电路径拓扑形成逻辑图。
图3为本发明电网接线路径搜索关系图。
图4为本发明故障复电路径排除示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
如图1所示,一种电网事故复电路径的系统,其中,包括电网复电路径分析底层数据库模块、EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统、事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块以及分析结果展示模块;电网复电路径分析底层数据库模块分别与EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统连接;EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统还与事故复电路径应用服务器连接;实时拓扑数据处理模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于实时从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;事故复电路径寻找分析模块,分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于通过读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;电网潮流校验优化模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于根据不同的运行方式和设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果。
在本发明中,以事故复电路径应用服务器为数据通信主架构,在服务器上衔接的数据源包括EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统;本发明中参与信息传输功能的包括事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块,其中,事故复电路径应用服务器向外部的EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统读取复电路径判断的基础数据模型,该数据模型经过相关异构接口的映射处理后传输至电网实时拓扑处理模块并形成复电路径的拓扑连接,其后本发明的系统在可能的拓扑连接范围内对各失压设备进行预定条件的约束处理,在满足电网潮流校验的前提下寻找最优复电路径。
在本发明中,基于实时拓扑的电网事故复电路径系统,在服务总线通信架构下采用典型的J2EE三层B/A/S(浏览器/应用服务器/数据库服务器)数据集成方式,总线上集成的客户端是基于HTTP协议的浏览器应用,应用中间层则采用J2EE应用服务器作为运行平台,所有业务逻辑如实时拓扑处理、事故复电路径寻找、电网潮流校验优化均以业务组件的形式部署运行于J2EE应用服务器上,从而更有效地衔接到电力调度的信息服务体系。
具体地,获取的全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。实时拓扑数据处理模块在拓扑模型建立的过程中,电网事故复电系统从EMS系统读取全网的设备台帐及其关系拓扑,其中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表及计量点表;除了以上数据库表的信息作为静态存储外,事故复电系统还通过调用SCADA数据服务中心的实时接口获取电网设备的动态量测信息和断面数据,以此为载体来进行后续的复电路径逻辑判断;具备全局的电网拓扑连接关系后,系统根据预先判定的失压设备信息及厂站信息,查找相应失压设备或厂站的各个可能复电路径,并以拟定的过滤条件筛选出所需路径。
其中,事故复电路径寻找分析模块还包括:
路径搜索优先级判断单元,用于通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
路径搜索串级限制单元,用于限制搜索过程的串级数量。
另外,读取的路径拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。对特定的失压变电站而言,由于存在多种可能的路径对其进行事故复电,若对每条可能的路径均进行路径搜索和潮流的核算,会极大增加系统逻辑判断的时间,因此有必要进行故障定位的路径筛选;在EMS系统中读取的路径拓扑串接有开关、线路、母线、主变四个电气设备区间;每个区间根据各自电气状态(如故障,冷备用,检修状态等),甄别出事故处理时复电的不可能路径,在复电路径搜索时加以排除。
其中,实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块均以业务组件的形式部署运行于事故复电路径应用服务器上。
如图4所示,在本发明中,电气设备的故障状态判断实现根据EMS系统SCADA模块的报文内容,从SOE时序报文事件,筛选出事故时的保护和开关动作信号,结合故障元件、保护动作和断路器跳闸的关联性,从截获的告警信号中提取电网故障诊断信息,按照时间间隔片段进行分组并根据事故类型判定进行判定,得到相应的故障定位信息。故障定位完毕后,在失压站待选的复电路径中寻找对应的设备区间并予以删除,从而缩小最优复电路径的搜索范围;另外对于设备在冷备用或检修状态的复电路径搜索,主要从刀闸的分合位置具体区分,当路径中所经过刀闸的位置在分开位置时,该路径的自动搜索予以停止,以此提高路径搜索的速度。
在本发明中,应用实时拓扑进行电网复电路径寻找,目前对路径的潮流校验有两种不同的实现方法。一是它利用EMS外部的潮流应用环境,用户通过编制外部潮流应用与复电路径的拓扑应用进行对接,二是复电路径拓扑应用直接调用EMS原有的PAS潮流计算接口,两者相比较而言,重新编写外部潮流应用涉及异构系统的链接与程序设计,相关的资源投入较大且存在异构系统链接过程中的运行不稳定的问题,而直接调用PAS潮流计算应用除了克服外部潮流应用环境的以上不足之外,通过直接调用潮流计算命令传递的执行延时短且效率高,同时可以避免复电路径的拓扑系统对外部应用的可控制性差的问题,而且直接调用的方式可以有机结合SCADA系统中SOE时序设备动作分析,电网拓扑连接、实时负荷等关键数据经过PAS应用的计算反馈,从而更高效地形成复电路径拓扑系统的分析结果。
在本发明中,电网发生多个变电站失压事件的状态下,复电路径拓扑系统分析结果是组合式的,最优复电方案的获取不仅取决于电网设备运行限额,而且也受到各级电网断面的潮流约束。由于电网断面的潮流约束往往是多变,如夏季运行方式与冬季运行方式下,电网潮流断面的要求通常截然不同,因此,复电路径拓扑系统在电网断面的潮流校验过程中加入可编辑的动态断面功能,具体以各级断面的控制范围为约束条件,根据不同的运行方式与设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,从而筛选出不同复电路径组合中的最优结果。若所有复电路径分析结果都不满足静态约束限制,此时系统将寻找约束转移,根据变电站备用电源的可使用情况进行跨越断面之间的负荷转移,从而寻找负荷转移后动态约束中的最优复电路径。若寻优结果中无一满足所有约束限制时,复电路径拓扑系统将根据与各约束条件的接近度,输出一个最优结果。
本发明还提供一种电网事故复电路径的方法,其中,包括以下步骤:
S1.建立实施拓扑数据处理模型,通过从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;
S2.对复电路径寻找分析,通过读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;
S3.电网潮流校验优化,根据不同的运行方式和设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果;
S4.将S1、S2、S3步骤的结果在显示其上进行展示。
如图2所示,在本发明中,以单独失压110kV变电站的为例,具体的复电路径查找方式为:
1.以直接获取的失压110kV变电站为路径起点,作为复电电源的220kV变电站为终点,依次查找上级连接设备并实现递归查询。递归查询时在拓扑连接中判断当前连接对象类型及其设备信息,对象类型分为变电站和线路、母线、刀闸等;
2.若拓扑连接中查找为变电站时,需判断是否220kV变电站,若是,则说明找到一个电源站,查找结束,否则继续搜寻本站能否连接到其他的站(除去原先找到本站的线路路径),查找判断逻辑是:若110kV电气拓扑路径中没有母线连接或者母线上的母联刀闸为断开的情况,即认为本站是分裂运行,此时查找本段母线上其他线路,否则继续查找本站内的其他母线;
3.查找线路连接的母线,以及本段母线能连接到的其他母线,获取这些母线上的其他线路路径并继续向上查找,若无其他线路且本站不能连接其他站点则查找结束;
4.判断线路是否能连接到其他的变电站的同时判断连接的是否为T接站,考虑到实际电网接线中T接站多为终端负荷站,因此查找到T接站时,复电路径搜寻终止并返回上级。
在一些实施例中,S2步骤包括:
S201.路径搜索优先级判断,通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
S202.路径搜索串级限制,通过对搜索过程的串级数量进行限制提高路径搜索的速度。
在一些实施例中,S201步骤包括:
S2011.扫描事故后的电网拓扑,对110kV失压的变电站寻找一级电源,使用一级电源复电并给出相关的可能复电路径,在可能复电路径中根据最靠近一级电源的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2012.搜索出所有110kV失压变电站的一级电源后,继续搜索220kV变电站失压110kV母线的复电电源,在可能的复电路径中根据最靠近220kV变电站带电110kV母线的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2013.继续搜索二级电源的失压110kV变电站,方法同步骤S2011和S2022。
如图3所示,在本发明中,最优复电路径的搜寻首先明确失压110kV变电站复电时的一级电源和二级电源,其中对于失压110kV变电站的复电路径中仅包含一个220kV变电站的110kV母线,则作为电源点的220kV变电站称为失压110kV变电站的一级电源。而复电路径中的电气设备包含两个相邻220kV变电站的110kV母线,则作为电源点的220kV变电站称为110kV变电站的二级电源。确定失压变电站的一级电源和二级电源后,具体按以下步骤进行路径的优先级判断:
(1)扫描事故后的电网拓扑,对失压的110kV变电站寻找一级电源,若具备一级电源,优先使用一级电源复电并给出相关可能的复电路径,在可能的复电路径中根据最靠近一级电源的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,复电路径中110kV线路限流值裕度越大,优先级越高,采用优先级最高的复电路径。对于某失压的110kV变电站若不具备一级电源,则跳过该失压的110kV变电站的判断,继续搜索其余可能具备一级电源的失压110kV变电站,直至搜索出所有具备一级电源的失压110kV变电站为止;
(2)搜索出所有110kV失压变电站的一级电源后,继续搜索220kV变电站失压110kV母线的复电电源(此复电电源是指相邻220kV变电站带电的110kV母线)。对于220kV变电站失压的110kV母线,同样以“相邻220kV变电站带电的110kV母线—110kV线路—220kV变电站失压110kV母线”的串供形式搜索出对220kV变电站失压110kV母线复电的可能路径。在可能的复电路径中根据最靠近220kV变电站带电110kV母线的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,复电路径中110kV线路限流值裕度越大,优先级越高,采用优先级最高的复电路径。考虑到110kV电网规划的实际情况,任一220kV变电站失压的110kV母线均可搜索到“相邻220kV变电站带电的110kV母线—110kV线路—220kV变电站失压110kV母线”的串供复电形式。当220kV变电站失压的110kV母线复电后,220kV变电站的10kV母线可通过复电后的220kV变电站110kV母线经主变变中开关复电;
(3)具备一级电源的110kV变电站的失压110kV变电站、220kV变电站的失压110kV母线经系统搜索出复电路径后,在以上两类母线均已复电的电网模型基础上,继续搜索仅具备二级电源的失压110kV变电站,由于步骤(2)中所有220kV变电站的失压110kV母线均已复电,因此对于搜索仅具备二级电源的失压110kV变电站的方法可参照步骤(1)中搜索具备一级电源的失压110kV变电站的方法,以复电后的220kV变电站失压110kV母线作为新的一级电源,在可能的复电路径中根据最靠近一级电源的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,复电路径中110kV线路限流值裕度越大,则所处的优先级越高,事故处理方案中采用优先级最高的复电路径。
在一些实施例中,对于电网发生复杂事故情况下的复电路径搜索时间主要取决于电网拓扑的节点数量和复电路径本身的串级数,其中节点数量与实际运行电网的变电站及设备呈正相关的联系,这一因素对搜索过程的影响无法改变,因此要相对提高路径搜索的速度,只能通过限制搜索过程的串级数量来实现。以复电过程中串供220kV变电站失压110kV母线的110kV线路为例,该线路的载流限值为600A(约110MW),按目前110kV变电站的负荷分布均值在30MW至80MW之间判断,单一110kV线路在串供3个110kV变电站的情况下,线路剩余的最大裕度仅为20MW左右,甚至可能造成线路过载。因此对失压变电站的复电而言,无论是一级电源或二级电源为起点的路径搜索串级都不应超过3级,过多的串级不仅会增加复电路径的搜索时间,而且只会在路径判断的过程中得出无实际意义的结果。同时对于T接线复电路径的处理情况,由于T接线除了串供变电站负荷之外,在分支线处同样分流主供开关的部分负荷,因此T接线作为复电路径时在判断线路裕度方面也需要做串级约束的处理,如主供110kV线路在串接1个变电站同时T接2个变电站时,由于剩余的线路裕度已不满足复电要求,因此该线路在待搜索前应予以删除。
具体地,获取全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。
其中,读取路径拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。
在本发明中,①实时拓扑数据处理模块在拓扑模型建立的过程中,电网事故复电系统从EMS系统读取全网的设备台帐及其关系拓扑,其中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表及计量点表;②具备全局的电网拓扑连接关系后,根据预先判定的失压设备信息及厂站信息,查找相应失压设备或厂站的各个可能复电路径,并以拟定的过滤条件筛选出所需路径;③对特定的失压变电站而言,由于存在多种可能的路径对其进行事故复电,若对每条可能的路径均进行路径搜索和潮流的核算,会极大增加系统逻辑判断的时间,因此有必要进行故障定位的路径筛选;④最优复电路径的搜寻首先明确失压110kV变电站复电时的一级电源和二级电源,具体按搜索过程的串级数量、110kV线路载流量裕度、断面限制进行路径的优先级判断;⑤复电路径的潮流校验有机结合SCADA系统中SOE时序设备动作分析,电网拓扑连接、实时负荷等关键数据经过PAS应用的计算反馈,从而更高效地形成复电路径拓扑系统的分析结果;⑥本发明在电网断面的潮流校验过程中加入可编辑的动态断面功能,具体以各级断面的控制范围为约束条件,根据不同的运行方式与设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,从而筛选出不同复电路径组合中的最优结果;⑦当实际电网构造和布局发生变化时,利用复电路径系统的数据平台自动获取电网实时拓扑信息,可以有效减少事故分析人为工作量并在准确反映电网运行的状态变化基础上完成事故快速复电。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电网事故复电路径的系统,其特征在于,包括电网复电路径分析底层数据库模块、EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统、事故复电路径应用服务器、实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块以及分析结果展示模块;
所述的电网复电路径分析底层数据库模块分别与EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统连接;
所述的EMS系统、保信系统、主网调度生产系统、配网调度数据系统还与事故复电路径应用服务器连接;
所述的实时拓扑数据处理模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于实时从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;
所述的事故复电路径寻找分析模块,分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;
所述的电网潮流校验优化模块分别与事故复电路径应用服务器、分析结果展示模块连接,用于根据不同的运行方式和设备状况进行动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果;
其中,所述的事故复电路径寻找分析模块还包括:
路径搜索优先级判断单元,用于通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
路径搜索串级限制单元,用于限制搜索过程的串级数量。
2.根据权利要求1所述的一种电网事故复电路径的系统,其特征在于,所述的获取全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。
3.根据权利要求1所述的一种电网事故复电路径的系统,其特征在于,读取的电网拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种电网事故复电路径的系统,其特征在于,所述的实时拓扑数据处理模块、事故复电路径寻找分析模块、电网潮流校验优化模块均以业务组件的形式部署运行于事故复电路径应用服务器上。
5.一种电网事故复电路径的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.建立实时拓扑数据处理模型,通过从事故复电路径应用服务器上获取全网的设备台账及其关系拓扑,并实时获取电网设备的动态量测信息和断面数据;
S2.对复电路径寻找分析,通过读取路径拓扑甄选出事故处理时复电的不可能路径,根据EMS系统的报文内容,筛选出事故的保护和开关动作信号,提取电网故障诊断信息,缩小最优复电路径的搜索范围;具体包括以下步骤:
S201.路径搜索优先级判断,通过扫描事故后的电网拓扑,搜索出所有失压变电站电源,判断出优先级最高的复电路径;
S202.路径搜索串级限制,通过对搜索过程的串级数量进行限制提高路径搜索的速度
S3.电网潮流校验优化,根据不同的运行方式和设备状况可以动态调节,以调节后的参数植入PAS潮流应用进行校验,筛选出不同复电路径组合的最优结果;
S4.将S1、S2、S3步骤的结果在显示屏幕上进行显示。
6.根据权利要求5所述的一种电网事故复电路径的方法,其特征在于,所述的S201步骤包括:
S2011.扫描事故后的电网拓扑,对110kV失压的变电站寻找一级电源,使用一级电源复电并给出相关的可能复电路径,在可能复电路径中根据最靠近一级电源的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2012.搜索出所有110kV失压变电站的一级电源后,继续搜索220kV变电站失压110kV母线的复电电源,在可能的复电路径中根据最靠近220kV变电站带电110kV母线的110kV线路限流值裕度进行优先级排序,采用优先级最高的复电路径;
S2013.继续搜索二级电源的失压110kV变电站,方法同步骤S2011和S2012 。
7.根据权利要求6所述的一种电网事故复电路径的方法,其特征在于,所述的获取全网设备台账及其关系拓扑中涉及的数据库表包括设备表、端子表、端子关系表、厂站表、线路表和计量电表。
8.根据权利要求6所述的一种电网事故复电路径的方法,其特征在于,读取的电网拓扑串接有开关、线路、母线以及主变四个电气设备区间。
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