CN108736483B - 一种电网运行方式的确定方法及确定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电网运行方式的确定方法及确定系统。确定方法包括：获取目标电网的历史运行数据；根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入‑输出极端匹配状态；根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的若干可行运行方式；根据所述输入‑输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式。本发明提供的确定方法及确定系统，通过选择最优的电网运行方式实现低成本大幅度提高电压合格率的目的，进一步提升电网电压的调节能力，为实现电网优质运行提供了切实保障。

Description

一种电网运行方式的确定方法及确定系统
技术领域
本发明涉及输变电领域，特别是涉及一种电网运行方式的确定方法及确定系统。
背景技术
电网电压与电网供电质量有着密切关联，通过电网电压合格率能够有效评定电网供电质量以及电网规划水平。提高电网电压合格率，不仅有助于供电质量的提升，还能降低电网损耗，是确保电网正常运行的重要举措。若是电网电压合格率较低，那么必定会对电网供电质量以及电网的正常运行产生严重影响。
因此，如何确定电网的优化运行方式，从而有效提高电网电压合格率，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电网运行方式的确定方法及确定系统，通过选择最优的电网运行方式来提高电压合格率，进一步提升电网电压的调节能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电网运行方式的确定方法，所述确定方法包括：
获取目标电网的历史运行数据；
根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的若干可行运行方式；
根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式。
可选的，所述根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态，具体包括：
根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态。
可选的，所述根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式，具体包括：
根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
一种电网运行方式的确定系统，所述确定系统包括：
数据获取模块，用于获取目标电网的历史运行数据；
匹配状态确定模块，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
运行方式确定模块，用于根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的若干可行运行方式；
最优运行方式确定模块，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式。
可选的，所述匹配状态确定模块具体包括：
第一判断单元，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
问题类型确定单元，用于当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
极端匹配状态确定单元，用于根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态。
可选的，所述最优运行方式确定模块具体包括：
母线电压确定单元，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
越限指标确定单元，用于根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
最优运行方式筛选单元，用于筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的电网运行方式的确定方法及确定系统，首先根据电网的历史运行数据确定目标电网的输入-输出极端匹配状态，然后根据电网在输入-输出极端匹配状态下各种运行方式的电压越限指标确定最优的电网运行方式。通过选择最优的电网运行方式来提高电压合格率，进一步提升电网电压的调节能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1提供的电网运行方式的确定方法的流程图；
图2为本发明实施例2提供的电网运行方式的确定系统的结构框图；
图3为本发明实施例3中目标电网的接线图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电网运行方式的确定方法及确定系统，通过选择最优的电网运行方式来提高电压合格率，进一步提升电网电压的调节能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
图1为本发明实施例1提供的电网运行方式的确定方法的流程图。如图1所示，一种电网运行方式的确定方法，所述确定方法包括：
步骤11：获取目标电网的历史运行数据；
步骤12：根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
步骤13：根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的若干可行运行方式。
确定目标电网的可行运行方式是指对目标电网可行的不同电网结构形式、不同带载方式(负荷接在不同变电站)、不同的电厂或变电站接入系统方案进行罗列获得各种可能的电网运行方式。所述不同电网结构形式，是指电网中某一条或几条线路断开或闭合的不同结构方式。所述不同带载方式，是指负荷接在不同变电站的方式。所述不同电厂或变电站接入系统方式是指电厂或变电站接入电网的不同连接形式。
步骤14：根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式。
具体地，所述步骤12：根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态，具体包括：
根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态。
若存在高电压问题，选择小负荷、新能源发电大开机的极端高电压情况作为输入-输出极端匹配状态；
若存在低电压问题，选择大负荷、新能源发电小开机的极端低电压情况作为输入-输出极端匹配状态。新能源发电包括风电和光伏发电，主力发电包括火力发电、水力发电或者核电。
具体地，所述步骤14：根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式，具体包括：
根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
若目标电网存在高电压问题，将各变电站最小负荷、新能源发电大开机时的出力录入仿真计算软件中，对各运行方式进行建模，并进行潮流计算。其中，主力发电厂出力按照各电网运行方式的要求，若没有要求，按照电网实际主力发电厂出力。其中，无功补偿投入的容量，各方式统一按照实际无功补偿投入容量计算，保持一致的无功补偿水平；
若目标电网存在低电压问题，将各变电站最大负荷、新能源发电小开机时的出力录入仿真计算软件中，对各电网运行方式进行建模，并进行潮流计算。其中，主力发电厂出力按照各电网运行方式的要求，若没有要求，按照电网实际主力发电厂出力。其中，无功补偿投入的容量，各方式统一按照实际无功补偿投入容量计算，保持一致的无功补偿水平；
通过在仿真计算软件中潮流计算，得到各可行运行方式在极端电压情况下各母线的电压Ui(0＜i≤n)，i指表示目标电网的第i个母线，目标电网共n个母线。
根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
若存在高电压问题，电压越限指标δ的计算公式为：
Figure BDA0001702925590000061
其中，i为第i个母线，Ui为第i个母线的电压，Uimax为第i个母线正常运行时的电压上限；
若存在低电压问题，电压越限指标δ的计算公式为：
Figure BDA0001702925590000062
其中，i为第i个母线，Ui为第i个母线的电压，Uimin为第i个母线正常运行时的电压下限。
筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
本发明选择最优的电网运行方式来提高电压合格率，并提升电网电压的调节能力。由于本方法在选择电网运行方式时，可通过仿真软件计算分析而获得，几乎不投入新设备和新控制手段，成本极低。而且，本发明提供的确定方法可信可靠，便于操作，可以大幅提高电网电压合格率，为实现电网优质运行提供了切实保障。
实施例2：
图2为本发明实施例2提供的电网运行方式的确定系统的结构框图。如图2所示，一种电网运行方式的确定系统，所述确定系统包括：
数据获取模块21，用于获取目标电网的历史运行数据；
匹配状态确定模块22，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
运行方式确定模块23，用于根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的若干可行运行方式；
最优运行方式确定模块24，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式。
其中，所述匹配状态确定模块22具体包括：
第一判断单元，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
问题类型确定单元，用于当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
极端匹配状态确定单元，用于根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态。
所述最优运行方式确定模块24具体包括：
母线电压确定单元，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
越限指标确定单元，用于根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
最优运行方式筛选单元，用于筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
采用本发明提供的确定系统确定电网的最优运行方式，可以低成本大幅度提高电网电压的合格率，提升电网电压的调节能力，是实现电网优质运行的重要保证。
实施例3：
本实施例以内蒙古某地地区电网为例，介绍本发明提供的电网运行方式的确定方法。本实施例提供的一种电网运行方式的确定方法包括：
(1)将内蒙古某地地区电网确定为目标电网，获取目标电网的历史运行数据。目标电网的接线图如图3所示。根据其历史运行数据可见，该地区电网线路长、负荷轻，充电功率大，正常运行时电压偏高。后半夜小负荷时若无功补偿装置调节不及时，易出现电压越上限问题。
(2)根据音变至蘑变的音蘑线带在左侧电网还是右侧电网供电，该地区电网有两种运行方式：
运行方式一：音蘑线带在左侧电网供电，音蘑线蘑变侧开关闭合，音变侧开关冷备(断开)。
运行方式二：音蘑线带在右侧电网供电，音蘑线蘑变侧开关冷备(断开)，音变侧开关闭合。
(3)该地区电网存在高电压问题，因此选择小负荷、新能源大开机的极端高电压情况作为输入-输出极端匹配状态。本实施例中，主力发电为火电，新能源发电为风电。
(4)将近阶段各变电站的最小负荷、风电大开机时的出力、火电的实际出力、实际无功补偿投入容量录入电力系统分析综合程序(PSASP)中进行建模仿真。近阶段各变电站的最小负荷、无功补偿投入情况如表1所示，马风风电出力49.5MW，扎厂火电出力24MW，兴厂火电出力300MW。
表1各变电站近阶段最小负荷、无功补偿情况表
Figure BDA0001702925590000081
在PSASP中，对两种电网运行方式进行建模，在上述情况下进行潮流计算。得到两种电网运行方式在极端高电压情况下各母线的电压Ui(0＜i≤n)，n表示目标电网的母线数量。两种运行方式的母线电压如表2所示。
表2两种方式下各母线电压计算结果表
Figure BDA0001702925590000091
由于选取的变电站均为220kV变电站，因此各母线正常运行时的电压上限均为242kV，即Uimax＝242(0＜i≤14)。
根据公式：
Figure BDA0001702925590000092
计算两种运行方式的电压越限指标δ。
运行方式一的电压越限指标δ1＝-14.2，运行方式二的电压越限指标δ2＝-118.7。δ2＜δ1，运行方式二的电压越限指标更小。因此，将运行方式二作为电网的最优运行方式，即音蘑线带在右侧电网运行更有利于电压合格率，为增强电网电压调节能力，建议音蘑线带在右侧电网运行。
220kV母线的电压合格范围为：220≤Ui≤242。由表2可见：将音蘑线带在右侧电网运行，各母线电压合格率为100％；将音蘑线带在右侧电网运行，各母线电压合格率为42.9％。可见，本发明确定的电网最优运行方式可以有效提高电网电压合格率，增强电网电压的调节能力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种电网运行方式的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：
获取目标电网的历史运行数据；
根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
具体包括：
根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的各个可行运行方式；
确定目标电网的可行运行方式是指对目标电网可行的不同电网结构形式、不同带载方式、不同的电厂或变电站接入系统方式进行罗列获得各种可能的电网运行方式；所述不同电网结构形式，是指电网中某一条或几条线路断开或闭合的不同结构方式；所述不同带载方式，是指负荷接在不同变电站的方式；所述不同的电厂或变电站接入系统方式是指电厂或变电站接入电网的不同连接形式；
根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式；
具体包括：
根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
2.一种电网运行方式的确定系统，其特征在于，所述确定系统包括：
数据获取模块，用于获取目标电网的历史运行数据；
匹配状态确定模块，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
具体包括：
第一判断单元，用于根据所述历史运行数据确定所述目标电网在运行中是否存在电压问题，获得第一判断结果；
问题类型确定单元，用于当所述第一判断结果表示所述目标电网在运行中存在电压问题时，根据所述历史运行数据及所述目标电网的运行电压限值确定所述目标电网存在的电压问题类型，所述电压问题类型为高电压问题或低电压问题；
极端匹配状态确定单元，用于根据所述电压问题类型确定所述目标电网的输入-输出极端匹配状态；
运行方式确定模块，用于根据所述目标电网的结构形式和带载方式确定所述目标电网的各个可行运行方式；
确定目标电网的可行运行方式是指对目标电网可行的不同电网结构形式、不同带载方式、不同的电厂或变电站接入系统方式进行罗列获得各种可能的电网运行方式；所述不同电网结构形式，是指电网中某一条或几条线路断开或闭合的不同结构方式；所述不同带载方式，是指负荷接在不同变电站的方式；所述不同的电厂或变电站接入系统方式是指电厂或变电站接入电网的不同连接形式；
最优运行方式确定模块，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个可行运行方式确定所述目标电网的最优运行方式；
具体包括：
母线电压确定单元，用于根据所述输入-输出极端匹配状态及各个所述可行运行方式确定每个可行运行方式对应的母线电压；
越限指标确定单元，用于根据各个所述母线电压及所述目标电网的运行电压限值确定每个可行运行方式对应的电压越限指标；
最优运行方式筛选单元，用于筛选出最小的电压越限指标对应的可行运行方式作为所述目标电网的最优运行方式。
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