CN109861384A - 220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，包括220kV电网拓扑的初始化识别方法和220kV电网方式调整的实时跟踪方法；该初始化识别方法包括以下步骤：将考查区域内所有500kV变电站内的220kV母线组成集合，形成逐渐发散的拓扑路径搜索方式，依次进行相关信息的汇总处理；该实时跟踪方法包括以下步骤：依次选择各台联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，进行相关信息的更新，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，进行相关信息的更新。本发明可快速完成对220kV电网供电分区自动识别、各分区内厂站设备统计以及220kV线路类型划分，可极大提高调度运行的自动化及智能化水平，其识别的效率高、速度快。

Description

220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法

技术领域

本发明属于电力系统拓扑技术领域，尤其是一种220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法。

背景技术

随着电网调度运行对自动化、智能化要求水平的日益提高，有关电网运行的监视调节类、分析告警类以及辅助决策类应用大量上线运行。由于依据不同的电网拓扑结构，相关保护配置以及检修或事故情况下方式调整策略都将有所不同。也正因如此，电网拓扑结构的实时识别分析已经成为上述各类调度运行高级应用深入开发时的掣肘。如何快速完成对220kV电网供电分区自动识别、各分区内厂站设备统计以及220kV线路类型划分是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，可快速完成对220kV电网供电分区自动识别、各分区内厂站设备统计以及220kV线路类型划分，可极大提高调度运行的自动化及智能化水平，为紧急事故情况下电网方式调整的辅助决策类应用提供有力技术支撑。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，包括220kV电网拓扑的初始化识别方法和220kV电网方式调整的实时跟踪方法；

所述220kV电网拓扑的初始化识别方法包括以下步骤：

步骤1、将考查区域内所有500kV变电站内的220kV母线组成集合，选取该集合中的任意一条母线B₁及站内与B₁合环运行的220kV母线B_1-1…B_1-n做为拓扑起点；将B₁,B_1-1…B_1-n及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，同时沿母线B₁,B_1-1…B_1-n上的各线路开关QF₁,…QF_n，依220kV网络实时拓扑搜索线路的对侧开关，并处理搜索结果；

步骤2、从搜索得到的220kV母线B_i上，沿其上其余的各线路开关QF_n+1…QF_m出发,沿220kV网络实时拓扑搜索线路对侧的开关，继续依照步骤1的方法处理搜索结果，从而形成逐渐发散的拓扑路径搜索方式；当拓扑路径无法再继续找到任何500kV或220kV厂站时，结束当前的拓扑路径搜索，再从其余500kV变电站内的220kV母线开始新一轮的拓扑搜索识别；

步骤3、当完成从本地区所有500kV站内的220kV母线出发的拓扑搜索后，开始依次进行相关信息的汇总处理；

所述220kV电网方式调整的实时跟踪方法包括以下步骤：

步骤1、当发生遥信变位的220kV开关为500kV联变的220kV侧受总开关，或者是220kV非空充线路的线路开关时，考查变位前该开关所连接的站内220kV母线或变压器所属运行设备集合对应的供电分区{T_i…T_m}，依次选择各台联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；

步骤2、当发生遥信变位的是500kV或220kV站内的母联/分段开关时，若该开关所在变电站仅属于一个供电分区的运行厂站集合，则仅考查此供电分区，依次选择该供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；若220kV变位开关所在的变电站同时属于多个供电分区的运行厂站集合，则考查该变电站所属运行厂站集合、所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；

步骤3、当发生遥信变位的220kV开关为空充线路开关时，考查该厂站所属运行厂站集合以及所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新。

进一步，所述220kV电网拓扑的初始化识别方法的步骤1处理搜索结果的方法为：

⑴若母线B₁上某线路开关处于热备用状态，且该线路的对侧开关运行在对端厂站的220kV母线B_i或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑵若搜索不到线路对侧的开关，线路直连于对端站内的220kV变压器T_i，则视该线路为线变组型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑶若搜索到线路对侧的开关，且该开关热备用于对端厂站的220kV母线B_i上或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑷若搜索到线路对侧的运行开关，但对端为220kV电厂，且继续沿厂内实时拓扑可搜索到运行的机组G_i…G_n，则视该线路为母线B₁,B_1-1…B_1-n上的一条电源线路，将机组G_i…G_n及其所属的220kV电厂标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑸若搜索到线路对侧的运行开关，该开关直连于对端变电站220kV变压器T_i,则视该线路为负荷型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑹若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端500kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，并将运行在母线B_i,B_i-1…B_i-m上的500kV联变{T_i,T_i-1…T_i-m}与{T₁,T_1-1…T_1-n}合并为一个集合{T₁,T_1-1…T_1-n,T_i,T_i-1…T_i-m}，暂时将集合内的500kV联变视为组成了一个供电分区；

⑺若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端220kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m、母线B_i,B_i-1…B_i-m上运行的变压器及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

进一步，所述220kV电网拓扑的初始化识别方法的步骤3汇总处理方法为：

⑴首先需最终确定由各500kV联变组成的供电分区；

⑵统计划分各供电分区内的500kV、220kV厂站，以及对应的220kV母线、变压器和发电机设备；

⑶统计各条220kV母线上的电源线路数量，当某条母线上有且仅有一条电源线路时，则视该线路为负荷型线路。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计合理，其立足于500kV环网运行、220kV分区运行的典型城市输电网络，可快速完成对220kV电网供电分区自动识别、各分区内厂站设备统计以及220kV线路类型划分，可极大提高调度运行的自动化及智能化水平，为紧急事故情况下电网方式调整的辅助决策类应用提供有力技术支撑。

2、本发明可对220kV电网的供电分区进行自动扫描识别，并同时完成对220kV线路类型(环网型、负荷型、线变组型、空充型)、供电分区内厂站设备等信息的收集，因此可提供关于220kV网络丰富的信息，充分满足其它调度高级应用二次开发对电网结构信息需求。

3、本发明可自动跟踪识别220kV电网的方式调整，且只对局部区域进行重新扫描识别，因此不仅免于人工维护，且识别的效率高、速度快。

附图说明

图1为本发明的220kV电网拓扑初始化识别逻辑流程图；

图2为本发明的220kV电网方式调整实时跟踪逻辑流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种220kV电网拓扑结构实时自动识别方法包括对220kV电网拓扑的初始化识别方法以及220kV电网方式调整的实时跟踪方法，下面分别进行说明：

一、220kV电网拓扑的初始化识别方法

该方法可完成对220kV电网各个供电分区的自动识别、供电分区内厂站及设备的统计以及220kV线路类型(环网型、负荷型、线变组型、空充型)的划分。如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、将考查区域内所有500kV变电站内的220kV母线组成集合，选取该集合中的任意一条母线B₁及站内与B₁合环运行的220kV母线B_1-1…B_1-n做为拓扑起点。不失一般性的，设500kV联变T₁运行在母线B₁，500kV联变T_1-1…T_1-n运行在母线B_1-1…B_1-n。将B₁,B_1-1…B_1-n及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，同时沿母线B₁,B_1-1…B_1-n上的各线路开关QF₁,…QF_n，依220kV网络实时拓扑搜索线路的对侧开关，按搜索结果进行如下处理：

(1)若母线B₁上某线路开关处于热备用状态，且该线路的对侧开关运行在对端厂站的220kV母线B_i或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m(B_i-1…B_i-m为变电站内与B_i合环运行的220kV母线)或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

(2)若搜索不到线路对侧的开关，线路直连于对端站内的220kV变压器T_i，则视该线路为线变组型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

(3)若搜索到线路对侧的开关，但该开关热备用于对端厂站的220kV母线B_i上或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m(B_i-1…B_j-m为厂站内与B_i合环运行的220kV母线)或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

(4)若搜索到线路对侧的运行开关，但对端为220kV电厂，且继续沿厂内实时拓扑可以搜索到运行的机组G_i…G_n，则视该线路为母线B₁,B_1-1…B_1-n上的一条电源线路，将机组G_i…G_n及其所属的220kV电厂标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

(5)若搜索到线路对侧的运行开关，该开关(既是线路开关又是变压器高压侧受总开关)直连于对端变电站220kV变压器T_i,则视该线路为负荷型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

(6)若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端500kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m(B_i-1…B_i-m为变电站内与B_i合环运行的220kV母线)上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，并将运行在母线B_i,B_i-1…B_i-m上的500kV联变{T_i,T_i-1…T_i-m}与{T₁,T_1-1…T_1-n}合并为一个集合{T₁,T_1-1…T_1-n,T_i,T_i-1…T_i-m}，暂时将集合内的500kV联变视为组成了一个供电分区。

(7)若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端220kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m(B_i-1…B_i-m为变电站内与B_i合环运行的220kV母线)上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m、母线B_i,B_i-1…B_i-m上运行的变压器及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

步骤2、从上述步骤(7)中搜索得到的220kV母线B_i上，沿其上其余的各线路开关QF_n+1…QF_m出发,沿220kV网络实时拓扑搜索线路对侧的开关，继续依照上述(1)-(7)的方法处理搜索结果，从而形成逐渐发散的拓扑路径搜索方式。当拓扑路径无法再继续找到任何500kV或220kV厂站时，结束当前的拓扑路径搜索，再从其余500kV变电站内的220kV母线开始新一轮的拓扑搜索识别。

步骤3、当程序完成从本地区所有500kV站内的220kV母线出发的拓扑搜索后，开始依次进行相关信息的汇总处理：

(1)首先需最终确定由各500kV联变组成的供电分区。若此前标记500kV联变{T_i…T_n}组成一供电分区，500kV联变{T_j…T_m}亦组成一供电分区，当上述两个500kV联变集合存在交集元素时，则将这两个500kV联变集合取并集，视该并集内的500kV联变最终组成了一供电分区。

(2)统计划分各供电分区内的500kV、220kV厂站，以及对应的220kV母线、变压器和发电机设备。考虑由500kV联变{T_i…T_m}组成的某一供电分区。将已标记为运行于{T_i…T_m}集合中任一500kV联变的220kV母线、变压器及发电机组成该供电分区的运行设备集合，对应的500kV、220kV厂站组成该供电分区的运行厂站集合；将已标记为备用于{T_i…T_m}集合中任一500kV联变的220kV母线组成该供电分区的备用设备集合，对应的500kV、220kV变电站组成该供电分区的备用变电站集合。

(3)统计各条220kV母线上的电源线路数量，当某条母线上有且仅有一条电源线路时，则视该线路为负荷型线路。在汇总了负荷型、线变组型及空充型线路后，其余的220kV线路即为环网型线路。

二、220kV电网方式调整的实时跟踪方法

当500kV变电站内的220kV开关(变压器受总开关、母联/分段开关及线路开关)或220kV变电站内的220kV线路开关、母联/分段开关发生遥信变位时，本方法将完成对供电分区及线路类型识别的实时更新。为提高跟踪电网实时方式调整的及时性，尽量缩短拓扑扫描所需时间，本方法先考察220kV变位开关的具体类型及所属变电站，以便缩小程序的拓扑扫描范围。如图2所示，220kV电网方式调整的实时跟踪方法包括以下步骤：

步骤1、当发生遥信变位的220kV开关为500kV联变的220kV侧受总开关，或者是220kV非空充线路的线路开关时，考查变位前该开关所连接的站内220kV母线或变压器(线路直连变压器)所属运行设备集合对应的供电分区{T_i…T_m}，依次选择各台联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新。

步骤2、当发生遥信变位的是500kV或220kV站内的母联/分段开关时，若该开关所在变电站仅属于一个供电分区的运行厂站集合，则仅考查此供电分区，依次选择该供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；若220kV变位开关所在的变电站同时属于多个供电分区的运行厂站集合，则考查该变电站所属运行厂站集合(多个)、所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新。

步骤3、当发生遥信变位的220kV开关为空充线路开关时，考查该厂站所属运行厂站集合(一个或多个)以及所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，其特征在于：包括220kV电网拓扑的初始化识别方法和220kV电网方式调整的实时跟踪方法；

所述220kV电网拓扑的初始化识别方法包括以下步骤：

步骤1、将考查区域内所有500kV变电站内的220kV母线组成集合，选取该集合中的任意一条母线B₁及站内与B₁合环运行的220kV母线B_1-1…B_1-n做为拓扑起点；将B₁,B_1-1…B_1-n及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，同时沿母线B₁,B_1-1…B_1-n上的各线路开关QF₁,…QF_n，依220kV网络实时拓扑搜索线路的对侧开关，并处理搜索结果；

步骤2、从搜索得到的220kV母线B_i上，沿其上其余的各线路开关QF_n+1…QF_m出发,沿220kV网络实时拓扑搜索线路对侧的开关，继续依照步骤1的方法处理搜索结果，从而形成逐渐发散的拓扑路径搜索方式；当拓扑路径无法再继续找到任何500kV或220kV厂站时，结束当前的拓扑路径搜索，再从其余500kV变电站内的220kV母线开始新一轮的拓扑搜索识别；

步骤3、当完成从本地区所有500kV站内的220kV母线出发的拓扑搜索后，开始依次进行相关信息的汇总处理；

所述220kV电网方式调整的实时跟踪方法包括以下步骤：

步骤1、当发生遥信变位的220kV开关为500kV联变的220kV侧受总开关，或者是220kV非空充线路的线路开关时，考查变位前该开关所连接的站内220kV母线或变压器所属运行设备集合对应的供电分区{T_i…T_m}，依次选择各台联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；

步骤2、当发生遥信变位的是500kV或220kV站内的母联/分段开关时，若该开关所在变电站仅属于一个供电分区的运行厂站集合，则仅考查此供电分区，依次选择该供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；若220kV变位开关所在的变电站同时属于多个供电分区的运行厂站集合，则考查该变电站所属运行厂站集合、所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新；

步骤3、当发生遥信变位的220kV开关为空充线路开关时，考查该厂站所属运行厂站集合以及所属备用变电站集合所对应的若干个供电分区，依次选择组成这些供电分区的各台500kV联变所连接的500kV站内220kV母线做为拓扑扫描起点，按上述220kV电网拓扑的初始化识别方法进行拓扑搜索后进行相关信息的更新。

2.根据权利要求1所述的220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，其特征在于：所述220kV电网拓扑的初始化识别方法的步骤1处理搜索结果的方法为：

⑴若母线B₁上某线路开关处于热备用状态，且该线路的对侧开关运行在对端厂站的220kV母线B_i或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑵若搜索不到线路对侧的开关，线路直连于对端站内的220kV变压器T_i，则视该线路为线变组型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑶若搜索到线路对侧的开关，且该开关热备用于对端厂站的220kV母线B_i上或变压器T_i上，则视该线路为空充型线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m或变压器T_i及其所属220kV厂站标记为备用于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑷若搜索到线路对侧的运行开关，但对端为220kV电厂，且继续沿厂内实时拓扑可搜索到运行的机组G_i…G_n，则视该线路为母线B₁,B_1-1…B_1-n上的一条电源线路，将机组G_i…G_n及其所属的220kV电厂标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑸若搜索到线路对侧的运行开关，该开关直连于对端变电站220kV变压器T_i,则视该线路为负荷型线路，并将变压器T_i及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}；

⑹若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端500kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m及其所属的500kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}，并将运行在母线B_i,B_i-1…B_i-m上的500kV联变{T_i,T_i-1…T_i-m}与{T₁,T_1-1…T_1-n}合并为一个集合{T₁,T_1-1…T_1-n,T_i,T_i-1…T_i-m}，暂时将集合内的500kV联变视为组成了一个供电分区；

⑺若搜索到线路对侧的运行开关，且该开关运行在对端220kV变电站的220kV母线B_i上，将该线路标记为母线B_i,B_i-1…B_i-m上的一条电源线路，将母线B_i,B_i-1…B_i-m、母线B_i,B_i-1…B_i-m上运行的变压器及其所属的220kV变电站标记为运行于500kV联变{T₁,T_1-1…T_1-n}。

3.根据权利要求1所述的220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法，其特征在于：所述220kV电网拓扑的初始化识别方法的步骤3汇总处理方法为：

⑴首先需最终确定由各500kV联变组成的供电分区；

⑵统计划分各供电分区内的500kV、220kV厂站，以及对应的220kV母线、变压器和发电机设备；

⑶统计各条220kV母线上的电源线路数量，当某条母线上有且仅有一条电源线路时，则视该线路为负荷型线路。