CN107749623B - 双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法 - Google Patents

双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，通过网络分析辨识跳闸所导致的变电站失压，通过潮流分析测算跳闸导致的稳控装置动作切负荷，综合上述两方面结果实现了对失负荷事故等级的判定分析。该方法计算过程清晰，结构简单，操作方便，具有很强的实用性，能够为调度运行操作风险评估提供参考和依据。根据上述发明思想，本发明还提供了一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定系统。

Description

双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法
技术领域
本发明涉及电力系统调度运行领域，特别涉及一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷 事故等级判定方法，用于判定双母线接线方式变电站单母线跳闸后失负荷所导致的事故等级。
背景技术
损失负荷是599号令事故等级判定中重要的依据，其基本原理是按照损失负荷占事故所 在地区总负荷的比例对其事故等级进行判定。
当前双母线接线是我国变电站最常见的接线方式，我国绝大部分220kV、110kV电压等级 变电站和部分550kV电压等级变电站均采用这种接线方式。双母线接线方式变电站的单母线 故障跳闸是调度运行风险管控中的关键内容。双母线接线方式变电站单母线故障跳闸后，不 仅将导致本变电站负荷损失，而且将导致所连接的线路跳闸，导致电网网架变化，可能造成 变电站失压和线路潮流越限后稳控装置动作切负荷。因此其事故等级判定分析相对复杂。
鉴于其危险性和复杂性，双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定是调度操作 风险分析的重要内容。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级 判定方法。该方法计算过程清晰，结构简单，操作方便，具有很强的实用性，能够为调度运 行操作风险评估提供参考和依据。本发明的目的之二是提供一种双母线接线方式下单母线跳 闸失负荷事故等级判定系统。
本发明的目的是之一通过以下技术方案实现的：
该种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，包括以下步骤：
1)基础数据统计：所需要统计的基础数据包括电网网架连接关系、网络计算基本参数、 各变电站负荷、稳控装置动作策略四方面数据；
2)网络分析：根据电网网架接线结构辨识哪些失压是由于母线跳闸所导致的变电站失压；
3)潮流分析：根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流，对照稳控装置动作策略测算由于 线路潮流越限导致的切负荷；
4)统计损失负荷及事故等级判定：对照599号令中失负荷事故等级判定标准，计算事故 等级。
进一步，所述步骤2)中的网络分析包括以下步骤：
(2.1)双母线接线方式变电站单母线跳闸后，所有与该母线连接的线路均跳闸，故该跳 闸母线的出线集合中所涉及的线路均跳闸，据此将电网中所有变电站母线的连接线路中删除 上述跳闸线路；
(2.2)按照变电站排序，统计跳闸后的电网中所有关联变电站；
(2.3)对每个关联变电站按照失压判定条件进行判定，若满足条件则该关联变电站中所 有变电站失压；否则未失压。
进一步，在步骤4)中，网络分析能够得到变电站失压情况，每个失压变电站在故障前 的负荷即为其损失负荷，通过统计得到各变电站的损失负荷和变电站所在地区；通过潮流分 析能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所切除负荷的所在地区，按照地区统计各地区的切 负荷电力，结合能量管理系统中各地区总负荷计算损失负荷在该地区的比例，根据上述计算 结果，结合599号文的事故定级划分即可以得到双母线接线变电站单母线跳闸后的事故等级。
本发明的目的之二是通过要以下技术方案实现的：
一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定系统，包括：
基础数据统计模块：用于统计各类基础数据，包括电网网架连接关系数据、网络计算基 本参数数据、各变电站负荷数据和稳控装置动作策略数据；
网络分析模块：用于根据电网网架接线结构辨识哪些失压由于母线跳闸所导致的变电站 失压；
潮流分析模块：用于根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流，对照稳控装置动作策略测 算由于线路潮流越限导致的切负荷；
统计损失负荷及判定模块：用于将网络分析和潮流分析的失负荷信息汇总，对照599号 令中失负荷事故等级判定标准，计算事故等级。
进一步，统计损失负荷及判定模块通过网络分析模块能够得到变电站失压情况，每个失 压变电站在故障前的负荷即为其损失负荷，通过统计得到各变电站的损失负荷和变电站所在 地区；统计损失负荷及判定模块通过潮流分析模块能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所 切除负荷的所在地区，按照地区统计各地区的切负荷电力，结合能量管理系统中各地区总负 荷计算损失负荷在该地区的比例，根据上述计算结果，结合599号文的事故定级划分即可以 得到双母线接线变电站单母线跳闸后的事故等级。
本发明的有益效果是：
本发明的一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，通过网络分析辨 识跳闸所导致的变电站失压，通过潮流分析测算跳闸导致的稳控装置动作切负荷，综合上述 两方面结果实现了对失负荷事故等级的判定分析。该方法计算过程清晰，结构简单，操作方 便，具有很强的实用性，能够为调度运行操作风险评估提供参考和依据。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某 种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发 明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的 详细描述，其中：
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的系统信息交互示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为 了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法包括如下 步骤：
步骤一：基础数据统计：所需要统计的基础数据包括电网网架连接关系、网络计算基本 参数、各变电站负荷、稳控装置动作策略四方面数据；
上述数据来源如下：电网网架连接关系、网络计算基本参数、各变电站负荷三类数据可 取自能量管理系统；稳控装置动作策略可取自电网稳控装置运行管控系统。
步骤二：在获得基础数据后进行网络分析，即根据电网网架接线结构辨识由于母线跳闸 所导致的变电站失压；
具体而言，规定全网共有N1个变电站，N2条母线，M条线路。变电站i记为Si，其母线数为
Figure BDA0001461668700000031
分别为
Figure BDA0001461668700000032
母线作为多条线路的连接节点，线路Lk两侧与不同变电站Si1、Si2的母线
Figure BDA0001461668700000033
相连，其连接关系表示为
Figure BDA0001461668700000034
两个变电站Si1、SiN相连，是指这两个变电站的母线能够通过一系列相连变电站的母线
Figure BDA0001461668700000035
……及其连接线路Lk1、 Lk2……相连，可表示为：
Figure BDA0001461668700000036
为了便于分析，引入变电站距离和关联变电站两个电力系统常用概念。即
变电站距离：可通过线路连接的两个变电站之间最短路径的线路条数；
关联变电站：关联变电站内任意两个变电站均相连，而与其他变电站没有线路连接。
失压变电站的判定条件为：若某关联变电站内变电站负荷与电厂负荷偏差超过15％，则 该关联变电站不能维持正常运行，将导致失压，这一判定条件是由电力系统自身特性决定。
根据上述判据网络分析的步骤如下：
(1)双母线接线方式变电站单母线跳闸后，所有与该母线连接的线路均跳闸，故该跳闸 母线的出线集合中所涉及的线路均跳闸。据此将电网中所有变电站母线的连接线路中删除上 述跳闸线路；
(2)按照变电站排序，统计跳闸后的电网中所有关联变电站；
(3)对每个关联变电站按照失压判定条件进行判定，若满足条件则该关联变电站中所有 变电站失压；否则未失压。
步骤三：在获得基础数据后，进行潮流分析：即根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流， 对照稳控装置动作策略测算由于线路潮流越限导致的切负荷；
稳控装置是电网运行的自动化设备，其动作原理是当某条或某几条线路潮流超过其规定 限值后，则稳控装置动作执行切机或切负荷命令。稳控装置动作策略能够通过稳控装置运行 管控系统获得，将电网潮流计算结果导入该系统中即可以得到切机和切负荷的分析结果。
单母线跳闸后将导致与其相连的线路跳闸，在潮流计算程序中将上述设备设置为跳闸， 即可以启动潮流计算，得到跳闸后的潮流分布结果。由于潮流计算是电力系统常用的基本功 能，在能量管理系统中有成熟的应用模块，这里不再赘述其计算过程。
将所得到的潮流结果导入温控装置运行管控系统，就能够根据稳控装置动作策略得到相 应的切机和切负荷分析结果，由于事故判定只需要考虑切负荷信息，这里只需要所得到的切 负荷量。
步骤四：统计损失负荷及事故等级判定：对照599号令中失负荷事故等级判定标准，计 算事故等级。
具体而言是将网络分析和潮流分析的失负荷信息汇总，对事故等级进行判定分析。网络 分析能够得到变电站失压情况，每个失压变电站在故障前的负荷即为其损失负荷，统计各变 电站的损失负荷和变电站所在地区；潮流分析能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所切除 负荷的所在地区。
按照地区统计各地区的切负荷电力，并结合能量管理系统中各地区总负荷计算损失负荷 在该地区的比例。
由于599号文已经根据损失负荷在该地区的比例对事故定级进行了划分，所以根据上述 计算结果，即可以得到双母线接线变电站单母线跳闸后的事故等级。
本发明的双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，通过网络分析辨识跳 闸所导致的变电站失压，通过潮流分析测算可能导致的稳控装置动作切负荷，综合上述两方 面结果实现了对失负荷事故等级的判定分析。该方法计算过程清晰，结构简单，操作方便， 具有很强的实用性，能够为调度运行操作风险评估提供参考和依据。需要说明的是，网络分 析和潮流分析并没有步骤的前后之分，可以同时进行，也可以按设定顺序进行。
基于上述的方法原理，本发明还提供了一种双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等 级判定系统，包括：
(1)基础数据统计模块：用于统计各类基础数据，包括电网网架连接关系数据、网络计 算基本参数数据、各变电站负荷数据和稳控装置动作策略数据；
(2)网络分析模块：用于根据电网网架接线结构辨识哪些失压由于母线跳闸所导致的变 电站失压；
(3)潮流分析模块：用于根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流，对照稳控装置动作策 略测算由于线路潮流越限导致的切负荷；
(4)统计损失负荷及判定模块：用于将网络分析和潮流分析的失负荷信息汇总，对照 599号令中失负荷事故等级判定标准，计算事故等级。具体而言，统计损失负荷及判定模块 通过网络分析模块能够得到变电站失压情况，每个失压变电站在故障前的负荷即为其损失负 荷，通过统计得到各变电站的损失负荷和变电站所在地区；统计损失负荷及判定模块通过潮 流分析模块能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所切除负荷的所在地区，按照地区统计各 地区的切负荷电力，结合能量管理系统中各地区总负荷计算损失负荷在该地区的比例，根据 上述计算结果，结合599号文的事故定级划分即可以得到双母线接线变电站单母线跳闸后的 事故等级。
本系统与其它外部系统的信息交互情况如图2所示。
需要指出的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介 质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为 磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进 行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求 范围当中。

Claims (5)

1.双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）基础数据统计：所需要统计的基础数据包括电网网架连接关系、网络计算基本参数、各变电站负荷、稳控装置动作策略四方面数据；
2）网络分析：根据电网网架接线结构辨识哪些失压是由于母线跳闸所导致的变电站失压；
3）潮流分析：根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流，对照稳控装置动作策略测算由于线路潮流越限导致的切负荷；
4）统计损失负荷及事故等级判定：将网络分析和潮流分析的失负荷信息汇总，对照599号令中失负荷事故等级判定标准，计算事故等级。
2.如权利要求1所述的双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，其特征在于：所述步骤2）中的网络分析包括以下步骤：
（2.1）双母线接线方式变电站单母线跳闸后，所有与该母线连接的线路均跳闸，故该跳闸母线的出线集合中所涉及的线路均跳闸，据此将电网中所有变电站母线的连接线路中删除上述跳闸线路；
（2.2）按照变电站排序，统计跳闸后的电网中所有关联变电站；
（2.3）对每个关联变电站按照失压判定条件进行判定，若满足条件则该关联变电站中所有变电站失压；否则未失压。
3.如权利要求1所述的双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定方法，其特征在于：在步骤4）中，网络分析能够得到变电站失压情况，每个失压变电站在故障前的负荷即为其损失负荷，统计各变电站的损失负荷和变电站所在地区；通过潮流分析能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所切除负荷的所在地区，按照地区统计各地区的切负荷电力，并结合能量管理系统中各地区总负荷计算损失负荷在该地区的比例，根据上述计算结果，结合599号文的事故定级划分即可以得到双母线接线变电站单母线跳闸后的事故等级。
4.双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定系统，其特征在于：所述系统包括：
基础数据统计模块：用于统计各类基础数据，包括电网网架连接关系数据、网络计算基本参数数据、各变电站负荷数据和稳控装置动作策略数据；
网络分析模块：用于根据电网网架接线结构辨识哪些失压是由于母线跳闸所导致的变电站失压；
潮流分析模块：用于根据跳闸后网络接线方式计算线路潮流，对照稳控装置动作策略测算由于线路潮流越限导致的切负荷；
统计损失负荷及判定模块：用于将网络分析模块和潮流分析模块的失负荷信息汇总，对照599号令中失负荷事故等级判定标准，计算事故等级。
5.如权利要求4所述的双母线接线方式下单母线跳闸失负荷事故等级判定系统，其特征在于：统计损失负荷及判定模块通过网络分析模块能够得到变电站失压情况，每个失压变电站在故障前的负荷即为其损失负荷，通过统计得到各变电站的损失负荷和变电站所在地区；统计损失负荷及判定模块通过潮流分析模块能够得到稳控装置动作切负荷的电力和所切除负荷的所在地区，按照地区统计各地区的切负荷电力，结合能量管理系统中各地区总负荷计算损失负荷在该地区的比例，根据上述计算结果，结合599号文的事故定级划分即可以得到双母线接线变电站单母线跳闸后的事故等级。
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