CN109787224A - 一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，包括：对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略，解决了目前地区电网负荷转供方法计算过程繁琐，未计及网络结构和设备容量的约束的问题。

Description

一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法

技术领域

本申请涉及电力系统在线安全稳定计算分析领域，具体涉及一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法。

背景技术

随着地区电网的调整发展和电网商业化运行的深入开展，电力系统的调度和控制变得越来越复杂。因此对供电可靠性提出了越来越高的要求，这也使静态安全分析的N-1功能在地区电网中得到了越来越广泛的应用。

地区电网的特点是其管辖范围通常包括220kV及以下的主变压器(以下简称主变)和线路及部分500kV主变。其中220kV线路一般以环网供电方式运行，110kV设备通常按辐射网供电方式运行。地区电网一般闭环设计，开环运行，通过热备用开关连接，在结构上一般呈现为辐射型。负荷转供是地区电网运行调度中常见的问题，当遇到设备过载或设备故障停电、设备检修时，为提高对用户的供电可靠性，调度员一般都是靠调度经验或进行粗略的手动计算，然后进行负荷转供、对失电负荷进行恢复供电，虽然靠经验解决了失电负荷恢复供电的问题，但是转供路径是否最优、转供操作是否简单、转供后的运行方式是否经济安全。

当主变发生故障或需要检修时，若不考虑配电网在站间的负荷转供，则主变N-1的安全问题将退化为站内主变间负荷转移的简单问题，这种“各自为站”的运行方式既限制了配电网的供电能力，也违背了配电设备利用率最大的要求。

近年来，随着大规模配电网的建设和改造以及大范围配电网联络的加强，供电恢复的路径与方式的选择日益灵活。与此同时，变电站综合自动化技术的快速发展与应用也为站间主变迅速、灵活地负荷转供提供了有利的条件。目前，计及N-1安全准则的负荷转供方法主要包括：负荷法、主变互联转供法、综合转移矩阵法等。负荷法提出把主变间联络馈线作为负荷转供途径，形成站间负荷转移的思想雏形，但计算过程较为繁琐。主变互联转供法将故障主变的负荷平均分配给与其存在联络关系的主变，转供思路清晰，计算量小，但存在负荷转移路径通畅和设备容量充足的假定，并未计及网络结构和设备容量的约束。

发明内容

本申请提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，解决了目前地区电网负荷转供方法计算过程繁琐，未计及网络结构和设备容量的约束的问题。

本申请提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，其特征在于，包括：

对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；

通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。

优选的，所述对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值的步骤之后，还包括：

通过对地区电网实时运行数据进行分析，预估电网故障后主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

预估电网故障后，考虑预估故障及备自投装置的动作，判断主变压器、线路的有功功率是否超过限值。

优选的，对所述地区电网进行分区，包括：

将地区电网范围内的500kV线路全部设置为断开状态，500kV主变压器的高压侧绕组设置为断开状态后，进行拓扑分析以形成若干个电气岛，每个电气岛为一个500kV分区，分区内包含500kV主变压器、220kV主变压器、220kV线路、110kV及以下电压等级的设备；

将地区电网范围内的500kV线路、220kV线路全部设置为断开状态后，进行拓扑分析以形成若干个电气岛，每个电气岛为一个220kV分区，分区内包含220kV主变压器、110kV及以下电压等级的设备。

优选的，所述搜索变电站可用的负荷转供措施，包括：

分别搜索220kV和110kV变电站可用的负荷转供措施。

优选的，所述分别搜索220kV和110kV变电站可用的负荷转供措施，具体的包括：

逐个搜索各个220kV或110kV变电站，判断所述变电站下的母线节点是否属于同一个500kV分区，若否，继续对可用的负荷转供措施进行搜索；

通过判断母线节点N₁和N₀间的连接方式，进而搜索到可用的负荷转供措施。

优选的，通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，包括：

针对负荷转供措施是母线节点N₁转移到母线节点N₀的情况，统计母线节点N₁下带的负荷P_L，计算母线节点N₁有功功率降低P_L，母线节点N₀有功功率增加P_L对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度；

针对负荷转供是母线节点N₀转移到母线节点N₁的情况，统计母线节点N₀下带的负荷P_L，计算母线节点N₁有功功率增加P_L0，母线节点N₀有功功率降低P_L0对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度。

优选的，通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估，包括：

针对闭合开关操作，利用潮流计算评估开关闭合后，闭合开关所连接的线路的潮流，是否超过额定值；

利用潮流计算判断闭合开关引起的温县流变化是否会引起其他设备越限；

将会引起闭合开关所连接线路潮流越限或其他设备越限的负荷转供措施判断为不可行的措施。

优选的，对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略，包括：

通过计算得到的负荷转供对越限设备和其他设备的影响，评佑负荷转供是否会引起其他设备的潮流超过限值，若会引起其他设备潮流超过限值，则负荷转供引起的越限设备为新越限设备，需要对新设备采取措施，通过负荷转供降低新越限设备的功率，使所述新越限设备不越限。

本申请同时提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成装置，其特征在于，包括：

分析单元，用于对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

负荷转供措施搜索单元，若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；

策略生成单元，用于通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。

本申请提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，能够针对地区电网的设备越限问题，快速形成负荷转供措施。同时考虑了负荷转供对电网中其他设备的影响，考虑了负荷转供开关操作过程中的合环操作对电网中其他设备的影响，实现考虑负荷转供连锁反应的地区电网越限处理策略的优化生成，解决了目前地区电网负荷转供方法计算过程繁琐，未计及网络结构和设备容量的约束的问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法过程示意图；

图2是本申请实施例涉及的防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成计算流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成装置示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

请参看图1，图1是本申请实施例提供的一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法过程示意图，下面结合图1对本申请实施例提供的方法进行详细说明。

步骤S101，对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值。

对地区电网进行在线安全分析，基于地区电网实时运行数据，判断地区电网范围内主变、线路的有功功率是否超过其限值，以及预估故障后主变、线路的有功功率是否超过其限值。预想故障后，考虑备自投装置的动作，综合考虑预想故障及备自投装置的动作，判断主变压器、线路的有功功率是否超过其限值。在本实施例中，若提及到主变，均指的是主变压器。

步骤S102，若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施。

若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区，电网分区流程如下：

针对地区电网实时运行数据，将地区电网范围内的500kV线路全部设置为断开状态，500kV主变的高压侧绕组设置为断开状态，然后进行拓扑分析形成若干个电气岛，每个电气岛为一个500kV分区，分区内包含500kV主变、220kV主变、220kV线路、110kV及以下电压等级的设备。将地区电网范围内的500kV线路、220kV线路全部设置为断开状态，然后进行拓扑分析，形成若干个电气岛，每个电气岛为一个220kV分区，分区内包含220kV主变、110kV及以下电压等级的设备。

在对地区电网分区完成后，搜索变电站可用的负荷转供措施，需要分别搜索220kV和110kV变电站可用的负荷转供措施。

搜索220kV变电站可用的负荷转供措施，流程如下：

步骤1)，逐个搜索各个220kV变电站，判断变电站下的各个母线节点，如果某变电站下有母线节点N0属于1个500kV分区，该变电站下有母线节点N1属于另1个500kV分区，则可能具备负荷转供条件，继续进行判断；

步骤2)，如果母线节点N₁和母线节点N₀间是否通过母联开关B_ml相连且母联开关B_ml是断开状态，且母线节点N₁和母线节点N₀都连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该220kV变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₀转移到母线节点N₁，或者从母线节点N₁转移到母线节点N₀，转到步骤1)。否则转入步骤3)继续判断；

步骤3)，判断母线节点N₁和母线节点N₀是否与单端开断线路L_dk相连，单端开断线路是一端开关闭合一端开关断开的线路。如果母线节点N₁连接单端开断线路L_dk，则判断母线节点N₀是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该220kV变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₀转移到母线节点N₁，转到步骤1)。如果母线节点N₀连接单端开断线路L_dk，则判断母线节点N₁是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该220kV变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₁转移到母线节点N₀，转到步骤1)。

搜索110kV及以下变电站可用的负荷转供措施，流程和搜索220kV变电站可用的负荷转供措施类似，流程如下：

步骤1)，逐个搜索各个110kV及以下变电站，判断变电站下的各个母线节点，如果某变电站下有母线节点N₀属于1个220kV分区，该变电站下有母线节点N₁属于另1个220kV分区，则可能具备负荷转供条件，继续进行判断；

步骤2),如果母线节点N₁和母线节点N₀间是否通过母联开关B_ml相连且母联开关B_ml是断开状态，且母线节点N₁和母线节点N₀都连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该110kV变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₀转移到母线节点N₁，或者从母线节点N₁转移到母线节点N₀，转到步骤1)，否则转入步骤3)继续判断；

步骤3)，判断母线节点N₁或母线节点N₀是否与单端开断线路L_dk相连，单端开断线路是一端开关闭合一端开关断开的线路。如果母线节点N₁连接单端开断线路L_dk，则判断母线节点N₀是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该110kV变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₀转移到母线节点N₁，转到步骤1)。如果母线节点N₀连接单端开断线路L_dk，则判断母线节点N₁是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₁转移到母线节点N₀，转到步骤1)，否则转入步骤4)继续判断；

步骤4)，判断母线节点N₀或母线节点N₁是否与T接线路L_T相连，T接线路是连接2个以上母线节点的线路。如果母线节点N₀连接T接线路L_T，则判断母线节点N₁是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₀转移到母线节点N₁。如果母线节点N₁连接T接线路L_T，则判断母线节点N₀是否连接有输电线路，且输电线路有功潮流方向是流入到该变电站，则搜索到可用的负荷转供措施是负荷从母线节点N₁转移到母线节点N₀。转到步骤1)。

步骤S103，通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。

首先，通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，针对负荷转供措施是母线节点N₁转移到母线节点N₀的情况，统计母线节点N₁下带的负荷P_L，计算母线节点N1有功功率降低P_L，母线节点N0有功功率增加P_L对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度；

针对负荷转供是母线节点N₀转移到母线节点N₁的情况，统计母线节点N₀下带的负荷P_L，计算母线节点N₁有功功率增加P_L0，母线节点N₀有功功率降低P_L0对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度。

不仅评估负荷转供对越限设备的影响，也评估负荷转供对其他设备的影响。

接下来，通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估，

负荷转供措施操作开关都是先闭合一些开关，再打开一些开关，针对闭合开关操作，利用潮流计算评估开关闭合后，闭合开关所连接的线路的潮流，是否超过其额定值；

利用潮流计算判断闭合开关引起的温县流变化是否会引起其他设备越限；

将会引起闭合开关所连接线路潮流越限或其他设备越限的负荷转供措施判断为不可行的措施。

接下来再对负荷转供连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略，通过计算得到的负荷转供对越限设备和其他设备的影响，评佑负荷转供是否会引起其他设备的潮流超过限值，若会引起其他设备潮流超过限值，则负荷转供引起的越限设备为新越限设备，需要对新设备采取措施，通过负荷转供降低新越限设备的功率，使所述新越限设备不越限。

地区电网负荷转供策略的生成，通过发现的越限设备，搜索到的负荷转供措施，然后计算对消除设备越限有帮助的负荷转供策略集合，再过滤掉闭合开关会引起越限的负荷转供策略，最后，判断这些负荷转供是否会引起其他设备越限，如果会则需要追加新的负荷转供策略以消除新越限设备的越限。

本申请实施例涉及的防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成计算流程如图2所示，包括：步骤S201，地区电网在线安全分析，发现实时数据下和预估故障后电网越限；步骤S202，地区电网500kV和220kV自动分区；步骤S203，220kV、110kV及以下变电站可用负荷转供措施搜索；步骤S204，负荷转供措施对越限设备的灵敏度评估；步骤S205，负荷转供合环操作对电网影响评估；步骤S206，负荷转供连锁反应评估；步骤S207，电网越限负荷转供策略生成。

本申请同时提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成装置300，请参图图3，其特征在于，包括：

分析单元310，用于对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

负荷转供措施搜索单元320，若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；

策略生成单元330，用于通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。

本申请提供一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，能够针对地区电网的设备越限问题，快速形成负荷转供措施。同时考虑了负荷转供对电网中其他设备的影响，考虑了负荷转供开关操作过程中的合环操作对电网中其他设备的影响，实现考虑负荷转供连锁反应的地区电网越限处理策略的优化生成，解决了目前地区电网负荷转供方法计算过程繁琐，未计及网络结构和设备容量的约束的问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，其特征在于，包括：

对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；

通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值的步骤之后，还包括：

通过对地区电网实时运行数据进行分析，预估电网故障后主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

预估电网故障后，考虑预估故障及备自投装置的动作，判断主变压器、线路的有功功率是否超过限值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述地区电网进行分区，包括：

将地区电网范围内的500kV线路全部设置为断开状态，500kV主变压器的高压侧绕组设置为断开状态后，进行拓扑分析以形成若干个电气岛，每个电气岛为一个500kV分区，分区内包含500kV主变压器、220kV主变压器、220kV线路、110kV及以下电压等级的设备；

将地区电网范围内的500kV线路、220kV线路全部设置为断开状态后，进行拓扑分析以形成若干个电气岛，每个电气岛为一个220kV分区，分区内包含220kV主变压器、110kV及以下电压等级的设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索变电站可用的负荷转供措施，包括：

分别搜索220kV和110kV变电站可用的负荷转供措施。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别搜索220kV和110kV变电站可用的负荷转供措施，具体的包括：

逐个搜索各个220kV或110kV变电站，判断所述变电站下的母线节点是否属于同一个500kV分区，若否，继续对可用的负荷转供措施进行搜索；

通过判断母线节点N₁和N₀间的连接方式，进而搜索到可用的负荷转供措施。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，包括：

针对负荷转供措施是母线节点N₁转移到母线节点N₀的情况，统计母线节点N₁下带的负荷P_L，计算母线节点N₁有功功率降低P_L，母线节点N₀有功功率增加P_L对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度；

针对负荷转供是母线节点N₀转移到母线节点N₁的情况，统计母线节点N₀下带的负荷P_L，计算母线节点N₁有功功率增加P_L0，母线节点N₀有功功率降低P_L0对越限设备的影响，越限设备i的有功功率变化为：

式中是母线节点N₀和支路i之间的灵敏度，是母线节点N₁和支路i之间的灵敏度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估，包括：

针对闭合开关操作，利用潮流计算评估开关闭合后，闭合开关所连接的线路的潮流，是否超过额定值；

利用潮流计算判断闭合开关引起的温县流变化是否会引起其他设备越限；

将会引起闭合开关所连接线路潮流越限或其他设备越限的负荷转供措施判断为不可行的措施。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略，包括：

通过计算得到的负荷转供对越限设备和其他设备的影响，评佑负荷转供是否会引起其他设备的潮流超过限值，若会引起其他设备潮流超过限值，则负荷转供引起的越限设备为新越限设备，需要对新设备采取措施，通过负荷转供降低新越限设备的功率，使所述新越限设备不越限。

9.一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成装置，其特征在于，包括：

分析单元，用于对地区电网进行在线安全分析，判断地区电网范围内主变压器、线路的有功功率是否超过限值；

负荷转供措施搜索单元，若地区电网范围内主变压器、线路的有功功率超过限值，则对所述地区电网进行分区并搜索变电站可用的负荷转供措施；

策略生成单元，用于通过所述负荷转供措施对越限设备的灵敏度进行评估，以及通过所述负荷转供措施的合环操作对电网的影响进行评估；进而对所述负荷转供措施的连锁反应进行评估生成电网负荷转供策略。