CN109149560A - 一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统及自动化技术领域，特别是涉及一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法。本发明有利于提高电网应对事故能力、提高供电可靠性，针对备自投系统动作后出现的过负荷问题，对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路过载或变压器过载的情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正，根据联切过负荷方案智能联切过负荷，保证系统动作策略的准确性，消除过负荷问题带来的危害，保证供电可靠性。本发明对提高电网事故处理水平，保证电网持续供电，提高电网供电可靠性等具有重要意义。

Description

一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法

技术领域

本发明涉及电力系统及自动化技术领域，特别是涉及一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法。

背景技术

随着经济的发展，智能电网的建设，配电网规模逐步增大，电网用户对供电可靠性的要求越来越高，电网的供电压力也愈大。电力部门在提高供电可靠性上付出了大量的人力和物力，但电网仍存在网架结构不合理，单线单变等影响供电可靠性的问题。

为提高电网的供电可靠性，往往采用两个或多个电源供电，同时装设备用电源自动投入装置，当工作电源由于某种原因失去后迅速地将备用电源自动投入使负荷重新获得电源。传统变电站站内备自投装置是根据所在厂站的参数确定动作序列的，且只是针对某一种特定的运行方式，当本站或电网运行方式变更时即失去作用的局限、且存在维护工作量繁重、运行成本较高等不足。

为最大程度的适应不同的电网运行方式，区域备自投系统应运而生，它不仅有着站内备自投装置的优点，而且能适应各种运行方式，节约站内备自投装置设备成本，保证供电可靠性。但区域备自投系统的动作策略涉及到电网运行方式的改变，负荷变电站由处于热备用状态的备用电源供电，可能会出现系统过负荷问题，严重时将引起保护跳闸、扩大停电范围，甚至使得整个串供电网瘫痪，给电力系统的供电可靠性带来不利影响。

本发明在区域备自投系统动作策略中改进了过负荷的解决方法，不仅解决了传统站内备自投装置只适应特定的运行方式等问题，还解决了过负荷问题带来的危害，保证高质量的供电可靠性。

发明内容

本发明的目的是提出一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法。对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路或变压器过载情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正，实现智能切负荷，确保供电可靠性。

本发明提出一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法，该方法包括以下步骤：

包括一个区域备自投系统，该区域备自投系统在EMS系统进行模型建模，并通过电力调度SCADA平台的实时库和消息总线获取实时数据，实时数据包括遥测、遥信数据，通过判断备自投模型是否满足充电条件、闭锁条件或者动作条件，当动作条件逻辑满足时，执行对应的动作策略，根据联切过负荷方案智能联切过负荷，完成区域备自投系统的动作；

详细步骤为：在区域备自投满足充电条件上线后该策略修正模型上线，该模型首先读取实时数据库内容和故障信息，获取线路及负荷的相关信息，进行潮流计算，判断是否收敛，若不收敛，结束下面的步骤，给出错误信号；若收敛，判断是否有线路功率越界、变压器过载，若有，结束下面的操作，给出错误信号；若没有过载问题出现，执行下一步操作，确定备自投动作后的收敛情况，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，直到满足运行条件后该策略修正模型退出；

线路检查模块：备自投系统由于电网故障导致线路无流、负荷站母线无压发生，动作条件满足，此时由处于热备用状态的备用电源持续给负荷供电，电网运行方式发生改变，网络拓扑关系变化后进行潮流计算，具体考虑线路过载对动作策略校正的方案为：控制变量取备自投系统动作后转移的负荷，被控变量为线路的有功值；

系统动作后，所有的负荷都由备用电源供电，若出现线路过载问题，线路j通过建立如下线性规划模型计算动作策略的校正方案：

上式中，CDi是切开负荷i所需要的单位成本，不同负荷单位成本不同，Gj-i称为负荷对线路的功率敏感度，PDi是负荷i的有功功率，Pj是某条线路j当时的有功功率，是该线路j能取到的最大功率值，D代表该区域恢复供电的负荷集合；

变压器支路检查模块：如果存在变压器过载，对于过载的变压器绕组所处的支路k，同样的建立线性规划模型计算控制策略的校正方案：

上式2中，CDi是切除负荷i的单位成本，Gk-i是敏感度，此时的线路k为过载变压器绕组所处的支路，PDi是负荷i的负载，Pk是过载的变压器绕组所处的支路k当前的有功潮流，是过载的变压器绕组所处的支路k的功率上限值，D所表示的含义同1式；

系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确；根据停电后在经济、政治上造成的损失确定重要性程度，从低至高依次排序，计算出备自投动作策略发出过后的过负荷量及各负荷线路的负荷量，按照顺序依次切除直到过负荷问题解决为止；具体的流程如下所示：

(1)确定过负荷量Pq；

(2)按照负荷线路的重要程度从低至高依次排序确定负荷量Pf1,Pf2,…,Pfi,…,PfN；

(3)判断重要性最低的线路负荷量Pf1是否大于过负荷量Pq，若Pf1>Pq，则只需要切除线路1就满足要求；若Pf1<Pq，需要再切除其他负荷线路，即再切除负荷量为Pf2的线路；

(4)判断Pf1+Pf2是否大于Pq，若Pf1+Pf2>Pq，则切除线路1,2后满足要求；若Pf1+Pf2<Pq，则再切除负荷线路3；

(5)依次类推，直至满足切除的负荷量大于过负荷量，此后切除相对应的负荷线路，过负荷问题得以解决。

优选的，对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路或变压器过载情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正；系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确。

优选的，为了确保动作策略的可靠性，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，执行具体的线路过载校正方案和变压器支路过载校正方案；对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，按照上述的具体流程执行负荷的联切，直到满足运行条件后该策略修正模型退出。

本发明提出的备自投引起的过负荷解决方法，其特点如下：

1、对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路或变压器过载情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正。

2、系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确。

以上特点使得本发明的方法具有如下优点：

1、对于系统给出的动作策略在执行前进行电网安全校验，确保执行动作序列的准确性和可靠性。

2、准确计算出过负荷量，并根据重要性程度依次切除负载，避免了因切除高负荷等级负荷对政治、经济、社会治安造成重大影响，确保供电可靠性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明提供的一种处理区域备自投系统动作引起过负荷方法的流程示意图；

图2示出了本发明提供的区域备自投模型框架示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1-图2所示，本发明提出一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法，该方法包括以下步骤：

包括一个区域备自投系统，该区域备自投系统在EMS系统进行模型建模，并通过电力调度SCADA平台的实时库和消息总线获取实时数据，实时数据包括遥测、遥信数据，通过判断备自投模型是否满足充电条件、闭锁条件或者动作条件，当动作条件逻辑满足时，执行对应的动作策略，根据联切过负荷方案智能联切过负荷，完成区域备自投系统的动作；

详细步骤为：在区域备自投满足充电条件上线后该策略修正模型上线，该模型首先读取实时数据库内容和故障信息，获取线路及负荷的相关信息，进行潮流计算，判断是否收敛，若不收敛，结束下面的步骤，给出错误信号；若收敛，判断是否有线路功率越界、变压器过载，若有，结束下面的操作，给出错误信号；若没有过载问题出现，执行下一步操作，确定备自投动作后的收敛情况，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，直到满足运行条件后该策略修正模型退出；

线路检查模块：备自投系统由于电网故障导致线路无流、负荷站母线无压发生，动作条件满足，此时由处于热备用状态的备用电源持续给负荷供电，电网运行方式发生改变，网络拓扑关系变化后进行潮流计算，具体考虑线路过载对动作策略校正的方案为：控制变量取备自投系统动作后转移的负荷，被控变量为线路的有功值；

系统动作后，所有的负荷都由备用电源供电，若出现线路过载问题，线路j通过建立如下线性规划模型计算动作策略的校正方案：

上式中，CDi是切开负荷i所需要的单位成本，不同负荷单位成本不同，Gj-i称为负荷对线路的功率敏感度，PDi是负荷i的有功功率，Pj是某条线路j当时的有功功率，是该线路j能取到的最大功率值，D代表该区域恢复供电的负荷集合；

变压器支路检查模块：如果存在变压器过载，对于过载的变压器绕组所处的支路k，同样的建立线性规划模型计算控制策略的校正方案：

上式2中，CDi是切除负荷i的单位成本，Gk-i是敏感度，此时的线路k为过载变压器绕组所处的支路，PDi是负荷i的负载，Pk是过载的变压器绕组所处的支路k当前的有功潮流，是过载的变压器绕组所处的支路k的功率上限值，D所表示的含义同1式；

系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确；根据停电后在经济、政治上造成的损失确定重要性程度，从低至高依次排序，计算出备自投动作策略发出过后的过负荷量及各负荷线路的负荷量，按照顺序依次切除直到过负荷问题解决为止；具体的流程如下所示：

(1)确定过负荷量Pq；

(2)按照负荷线路的重要程度从低至高依次排序确定负荷量Pf1,Pf2,…,Pfi,…,PfN；

(3)判断重要性最低的线路负荷量Pf1是否大于过负荷量Pq，若Pf1>Pq，则只需要切除线路1就满足要求；若Pf1<Pq，需要再切除其他负荷线路，即再切除负荷量为Pf2的线路；

(4)判断Pf1+Pf2是否大于Pq，若Pf1+Pf2>Pq，则切除线路1,2后满足要求；若Pf1+Pf2<Pq，则再切除负荷线路3；

(5)依次类推，直至满足切除的负荷量大于过负荷量，此后切除相对应的负荷线路，过负荷问题得以解决。

优选的，对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路或变压器过载情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正；系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确。

优选的，为了确保动作策略的可靠性，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，执行具体的线路过载校正方案和变压器支路过载校正方案；对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，按照上述的具体流程执行负荷的联切，直到满足运行条件后该策略修正模型退出。

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述方法及交换机中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例提供的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (3)

1.一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

包括一个区域备自投系统，该区域备自投系统在EMS系统进行模型建模，并通过电力调度SCADA平台的实时库和消息总线获取实时数据，实时数据包括遥测、遥信数据，通过判断备自投模型是否满足充电条件、闭锁条件或者动作条件，当动作条件逻辑满足时，执行对应的动作策略，根据联切过负荷方案智能联切过负荷，完成区域备自投系统的动作；

详细步骤为：在区域备自投满足充电条件上线后该策略修正模型上线，该模型首先读取实时数据库内容和故障信息，获取线路及负荷的相关信息，进行潮流计算，判断是否收敛，若不收敛，结束下面的步骤，给出错误信号；若收敛，判断是否有线路功率越界、变压器过载，若有，结束下面的操作，给出错误信号；若没有过载问题出现，执行下一步操作，确定备自投动作后的收敛情况，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，直到满足运行条件后该策略修正模型退出；

线路检查模块：备自投系统由于电网故障导致线路无流、负荷站母线无压发生，动作条件满足，此时由处于热备用状态的备用电源持续给负荷供电，电网运行方式发生改变，网络拓扑关系变化后进行潮流计算，具体考虑线路过载对动作策略校正的方案为：控制变量取备自投系统动作后转移的负荷，被控变量为线路的有功值；

系统动作后，所有的负荷都由备用电源供电，若出现线路过载问题，线路j通过建立如下线性规划模型计算动作策略的校正方案：

上式中，CDi是切开负荷i所需要的单位成本，不同负荷单位成本不同，Gj-i称为负荷对线路的功率敏感度，PDi是负荷i的有功功率，Pj是某条线路j当时的有功功率，是该线路j能取到的最大功率值，D代表该区域恢复供电的负荷集合；

变压器支路检查模块：如果存在变压器过载，对于过载的变压器绕组所处的支路k，同样的建立线性规划模型计算控制策略的校正方案：

上式2中，CDi是切除负荷i的单位成本，Gk-i是敏感度，此时的线路k为过载变压器绕组所处的支路，PDi是负荷i的负载，Pk是过载的变压器绕组所处的支路k当前的有功潮流，是过载的变压器绕组所处的支路k的功率上限值，D所表示的含义同1式；

系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确；根据停电后在经济、政治上造成的损失确定重要性程度，从低至高依次排序，计算出备自投动作策略发出过后的过负荷量及各负荷线路的负荷量，按照顺序依次切除直到过负荷问题解决为止；具体的流程如下所示：

(1)确定过负荷量Pq；

(2)按照负荷线路的重要程度从低至高依次排序确定负荷量Pf1,Pf2,…,Pfi,…,PfN；

(3)判断重要性最低的线路负荷量Pf1是否大于过负荷量Pq，若Pf1>Pq，则只需要切除线路1就满足要求；若Pf1<Pq，需要再切除其他负荷线路，即再切除负荷量为Pf2的线路；

(4)判断Pf1+Pf2是否大于Pq，若Pf1+Pf2>Pq，则切除线路1,2后满足要求；若Pf1+Pf2<Pq，则再切除负荷线路3；

(5)依次类推，直至满足切除的负荷量大于过负荷量，此后切除相对应的负荷线路，过负荷问题得以解决。

2.根据权利要求1所述的一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法，该方法还包括以下步骤：

对于所有的备自投动作策略，在执行之前进行电网安全校验，检查动作策略是否会引起电网中的线路或变压器过载情况，对于可能引起电网静态安全越限的策略进行修正；系统通过实时数据库获取各负荷线路的实时负荷量以及备用电源的实时负荷量，计算出系统动作后线路的过负荷量，通过上面的校正方案对备自投系统的策略进行修正，避免过负荷问题给系统带来的冲击影响，保证备自投系统动作策略准确。

3.根据权利要求1所述的一种处理区域备自投系统动作引起过负荷的方法，该方法还包括以下步骤：

为了确保动作策略的可靠性，在潮流计算收敛的情况下再通过线路检查模块和变压器支路检查模块，执行具体的线路过载校正方案和变压器支路过载校正方案；对动作策略进行相应的校正，计算出具体需要切除的负荷及负荷量，按照上述的具体流程执行负荷的联切，直到满足运行条件后该策略修正模型退出。