CN110061500B - 一种配电网供电能力的快速评估方法及系统 - Google Patents

一种配电网供电能力的快速评估方法及系统 Download PDF

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CN110061500B CN201910482058.7A CN201910482058A CN110061500B CN 110061500 B CN110061500 B CN 110061500B CN 201910482058 A CN201910482058 A CN 201910482058A CN 110061500 B CN110061500 B CN 110061500B
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Abstract

本发明公开了一种配电网供电能力的快速评估方法，方法包括以下步骤：S1、获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；S2、根据获取的馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；S3、根据N‑1原则和馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；S4、进行主变N‑1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N‑1的主变过载修正处理，直至校验通过。该方法计算获得的配电网最大供电能力结果准确性高。

Description

一种配电网供电能力的快速评估方法及系统
技术领域
本发明涉及配电网规划与运行技术领域领域，尤其涉及一种配电网供电能力的快速评估方法及系统。
背景技术
在配电网的升级改造过程中，一项关键的任务为准确计算并评估配电网的最大供电能力(Total Supply Capability，TSC)，从而为配电网规划、设计与运行提供可操作的供电容量指导。配电网最大供电能力是指在一定供电区域内，配电网在满足系统各种运行约束条件下的最大负荷供应能力。配电网TSC作为评估配电系统极限供电能力的一个重要指标，既可用于分析现有配电网架的供电能力，发现现有供电结构中存在的问题及相应的网架薄弱环节，为改进现有供电网架及拓展适应未来负荷增长的网架结构提供思路，亦可通过TSC评估不同运行方式下的配电网供电能力，为制定安全、可靠、高效的配网运行方式提供指导。
在现有技术中，较早提出的容载比法作为一种基于配电设备容量与负荷的比例来计算TSC的方法，该方法只采用简单的工程计算策略，且缺乏考虑实际配网模型，导致评估准确度不高。随着TSC研究的深入，研究人员逐渐考虑配电网架这一关键要素，提出计及网络供电能力的配电系统供电能力计算方法，比如最大负荷倍数法、网络最大流法等，但是该类方法仍无法详细描述配电网的实际结构，导致评估结果与实际存在较大偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电网供电能力的快速评估方法及系统，来解决评估结果的准确性较低的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种配电网供电能力的快速评估方法，包括以下步骤：
S1、获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
S2、根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
S3、根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；
S4、进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过。
可选的，所述步骤S3具体包括：
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷；
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷；
根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；
所述步骤S4中当所述校验通过时，还包括：根据所述主变转供电矩阵获取配电网最大供电能力条件下主变之间的可转供电容量。
可选的，所述步骤S1中的馈线之间的连接关系，指每条馈线与变电站站内和站外其他馈线的连接关系；所述步骤S1中主变之间的连接关系，指根据变电站内母线联络开关连接的主变所确定的主变连接关系。
可选的，所述步骤S2中：根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵，具体包括：
将主变转供电路径的两端视为虚拟馈线，根据所述馈线转供电路径和虚拟馈线，建立馈线转供电矩阵；其中，与所述馈线转供电路径的两端馈线对应的元素记为1，其他的元素记为0。
可选的，所述步骤S3中：根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，具体包括：
S301、根据所述馈线转供电矩阵，确定与馈线Fi(i＝1,2,…,NF)连接的馈线
Figure BDA0002084164230000021
以及馈线集合Ωi的馈线数量ni；其中，所述馈线Fi指任一馈线，所述馈线集合Ωi指与所述馈线Fi连接的所有馈线的标识集合；
S302、以馈线Fi满足N-1原则为条件计算馈线Fi的第一最大允许负荷，以馈线Fi满足
Figure BDA0002084164230000031
向其转供电后仍不超出Fi的最大传输容量为条件计算馈线Fi的第二最大允许负荷；
S303、比较所述第一最大允许负荷和第二最大允许负荷，若第一最大允许负荷大于第二最大允许负荷，则将第一最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷，反之则将第二最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷。
可选的，所述第一最大允许负荷记为FLi，所述第二最大允许负荷记为FLi j，所述FLi和FLi j的计算公式具体如下：
Figure BDA0002084164230000032
式(1)中，FSi,max为馈线Fi的最大传输容量，FSj,max为馈线
Figure BDA0002084164230000033
的最大传输容量；nj为与馈线Fj连接的馈线数量。
可选的，所述步骤S3中：根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷，具体包括：
S311、确定每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的首端馈线
Figure BDA0002084164230000034
获取所述首端馈线
Figure BDA0002084164230000035
的最大允许负荷
Figure BDA0002084164230000036
S312、根据所述首端馈线
Figure BDA0002084164230000037
的最大允许负荷
Figure BDA0002084164230000038
计算所述每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的需转供负荷CLm,max，其计算公式具体如下：
Figure BDA0002084164230000039
式中，nsm为与馈线
Figure BDA00020841642300000310
连接的馈线数量。
可选的，所述步骤S3中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵，具体包括：
选择一主变Ti(i＝1,2,…,NT)，分别判断其他主变Tj(j≠i,j＝1,2,…,NT)与所述主变Ti是否存在主变转供电路径；若否，则将元素Ai,j记为0，所述元素Ai,j为所述主变转供电矩阵的元素；
若是，则继续判断主变Ti和主变Tj是否属于同一变电站，若主变Ti和主变Tj属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过站内母线联络开关进行转供电，根据式(3)计算所述元素Ai,j；若主变Ti和主变Tj不属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过馈线进行转供电，根据式(4)计算所述Ai,j，所述式(3)和式(4)具体如下：
Figure BDA0002084164230000041
Figure BDA0002084164230000042
式中，Фj为与主变Tj连接的所有馈线的标识集合，Kj和Rj分别为主变Tj的过载系数和最大传输容量，Θi,j为主变Ti向非同一变电站的主变Tj进行转供电时的馈线转供电路径集合，FLl,max为馈线Fl的最大允许负荷。
可选的，所述步骤S3中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵，具体包括：
进行馈线N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；若校验不通过，则进行馈线N-1的主变过载修正处理。
本发明还提供了一种配电网供电能力的快速评估系统，包括：
参数获取单元，用于获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
路径确定单元，用于根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
计算单元，根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；
校验单元，进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过；
所述参数获取单元、路径确定单元、计算单元和校验单元依次连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的方法考虑了配电网主变和馈线等电力设备的连接关系，可较为完整地反映配电网的实际网架拓扑结构信息，并有效计及馈线和主变的N-1原则，计算获得的配电网最大供电能力结果准确性高。
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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，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提供的快速评估方法的流程示意图。
图2为本发明实施例3提供的配电网的架构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例1提供了一种配电网供电能力的快速评估方法，包括以下步骤：
S1、获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
S2、根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
S3、根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；
S4、进进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过。
本发明的方法考虑了配电网主变和馈线等电力设备的连接关系，可较为完整地反映配电网的实际网架拓扑结构信息，并有效计及馈线和主变的N-1原则，计算获得的配电网最大供电能力结果准确性高。
本实施例中，所述步骤S3具体包括：
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷；
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷；
根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；
所述步骤S4中当所述校验通过时，还包括：根据所述主变转供电矩阵获取配电网最大供电能力条件下主变之间的可转供电容量。
本发明的方法在计算配电网最大供电能力的同时，还可计算获得主变之间的可转供电容量，计算流程简单快速。
本实施例中，所述步骤S1中的馈线之间的连接关系，指每条馈线与变电站站内和站外其他馈线的连接关系；所述步骤S1中主变之间的连接关系，指根据变电站内母线联络开关连接的主变所确定的主变连接关系。
本发明的方法对于配电网的实际结构进行了详细的描述，可有效反应配电网的架构信息，计算结果精度较高。
本实施例中，所述步骤S2中：根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵，具体包括：
将主变转供电路径的两端视为虚拟馈线，根据所述馈线转供电路径和虚拟馈线，建立馈线转供电矩阵；其中，与所述馈线转供电路径的两端馈线对应的元素记为1，其他的元素记为0。
本实施例中，所述步骤S3：根据N-1原则、所述馈线转供电矩阵和馈线的最大传输容量，计算每条馈线的最大允许负荷，具体包括：
S301、根据所述馈线转供电矩阵，确定与馈线Fi(i＝1,2,…,NF)连接的馈线
Figure BDA0002084164230000071
以及馈线集合Ωi的馈线数量ni；其中，所述馈线Fi指任一馈线，所述馈线集合Ωi指与所述馈线Fi连接的所有馈线的标识集合，所述NF为总馈线数量；
S302、以馈线Fi满足N-1原则为条件计算馈线Fi的第一最大允许负荷，以馈线Fi满足
Figure BDA0002084164230000072
向其转供电后仍不超出Fi的最大传输容量为条件计算馈线Fi的第二最大允许负荷；
S303、比较所述第一最大允许负荷和第二最大允许负荷，若第一最大允许负荷大于第二最大允许负荷，则将第一最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷，反之则将第二最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷。
具体的，所述第一最大允许负荷记为FLi，所述第二最大允许负荷记为FLi j，所述FLi和FLi j的计算公式具体如下：
Figure BDA0002084164230000073
式(1)中，FSi,max为馈线Fi的最大传输容量，FSj,max为馈线
Figure BDA0002084164230000074
的最大传输容量；nj为与馈线Fj连接的馈线数量。
实际最大允许负荷FLi,max,i＝1,2,…,NF的计算公式如下所示：
FLi,max＝max(FLi,FLi j),i＝1,2,…,NF；j∈Ωi
本实施例中，所述步骤S3中：根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷，具体包括：
S311、确定每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的首端馈线
Figure BDA0002084164230000075
获取所述首端馈线
Figure BDA0002084164230000081
的最大允许负荷
Figure BDA0002084164230000082
S312、根据所述首端馈线
Figure BDA0002084164230000083
的最大允许负荷
Figure BDA0002084164230000084
计算所述每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的需转供负荷CLm,max，其计算公式具体如下：
Figure BDA0002084164230000085
式中，nsm为与馈线
Figure BDA0002084164230000086
连接的馈线数量。
本实施例中，所述步骤S3还包括的部分中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，形成主变转供电矩阵，具体包括：
选择一主变Ti(i＝1,2,…,NT)，分别判断其他主变Tj(j≠i,j＝1,2,…,NT)与所述主变Ti是否存在主变转供电路径；若否，则将元素Ai,j记为0，所述元素Ai,j为所述主变转供电矩阵的元素；其中，NT为总主变数量；
若是，则继续判断主变Ti和主变Tj是否属于同一变电站，若主变Ti和主变Tj属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过站内母线联络开关进行转供电，根据式(3)计算所述元素Ai,j；若主变Ti和主变Tj不属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过馈线进行转供电，根据式(5)计算所述Ai,j，所述式(3)和式(4)具体如下：
Figure BDA0002084164230000087
Figure BDA0002084164230000088
式中，Φj为与主变Tj连接的所有馈线的标识集合，Kj和Rj分别为主变Tj的过载系数和最大传输容量，Θi,j为主变Ti向非同一变电站的主变Tj进行转供电时的馈线转供电路径集合，FLl,max为馈线Fl的最大允许负荷。
本发明中的以上各参数计算，例如最大允许负荷、需转供负荷等，均只涉及代数运算，计算流程简单，计算效率高，从而可快速获取配电网最大供电能力和可转供电容量。
本实施例中，所述步骤S3还包括的部分中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，形成主变转供电矩阵，具体包括：
进行馈线N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，形成主变转供电矩阵；若校验不通过，则进行馈线N-1的主变过载修正处理。
更具体的，分别针对每条馈线进行N-1校验，判断每个主变是否过载；若否，则根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，形成主变转供电矩阵；若是，则减少N-1馈线的最大允许负荷和与N-1馈线连接的馈线转供电路径的需转供负荷，直至主变不过载。其中，N-1馈线指进行N-1校验的馈线。
本实施例中，通过对每条馈线进行N-1校验，可以有效计及馈线的N-1安全约束。
本实施例中，所述步骤S4具体包括：
S41、分别针对每个主变进行N-1校验，判断其是否过载；若不过载，则执行步骤S42，若过载则执行步骤S43；
S42、根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力，根据主变转供电矩阵获取配电网最大供电能力条件下主变之间的可转供电容量；其中，主变之间的可转供电容量指主变两两之间的可转供电容量；
S43、根据主变的过载负荷量，按照所述主变上每条馈线的最大传输容量与总馈线最大传输容量(所有馈线的最大传输容量之和)的比值，减少N-1主变上相应馈线的最大负荷，直至主变不过载；其中，N-1主变指进行N-1安全校验的主变。
本实施例中，总可转供电容量的计算方法如下：
每个主变的总可转供电容量等于其与其他各主变之间的可转供电容量之和。
通过对每个主变进行N-1校验，可以有效计及主变的N-1安全约束。
本发明具有以下有益效果：
1)考虑了配电网主变、馈线和母线联络开关等电力设备的连接关系，可更完整地反应反映配电网的实际网架拓扑结构信息，并有效计及馈线和主变的N-1安全约束；
2)可快速计算获取配电网的最大允许负荷、主变之间的可转供电容量和总可转供电容量，基于TSC条件下每个主变的可转供电容量情况，可快速选取适合转供电的路径，并获知配电网转供电的薄弱环节；
3)只涉及代数运算，计算流程简单，计算效率高，可快速获取配电网最大供电能力和可转供电容量。
实施例2
本实施例2提供了一种配电网供电能力的快速评估系统，用于执行实施例1提供的快速评估方法，所述系统包括：
参数获取单元，用于获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
路径确定单元，用于根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
计算单元，根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；
校验单元，进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过；
所述参数获取单元、路径确定单元、计算单元和校验单元依次连接。
如上所述，参数获取单元用于执行步骤S1，路径确定单元用于执行步骤S2，计算单元用于执行步骤S3，校验单元执行步骤S4。实施例1中步骤S1-4还包括的部分也同样使用对应的单元执行，在本实施例2中不再赘述。
实施例3
本实施例3以6主变-30馈线配电网作为计算示例，来进一步解释说明本发明的快速评估方法，并证明其有效性。
该配电网含3个110kV变电站，每个变电站含2个主变，其中主变#1～#4的容量为40MVA，主变#5和#6的容量为63MVA，每条10kV馈线的最大传输容量为11.3MVA。表1列出了6主变-30馈线配电网的馈线和主变转供电路径。表2则列出了馈线转供电矩阵TF的元素，其中TF为36行和36列的矩阵，第1～30行(列)表示馈线F1～F30，第31～36行(列)表示母线联络开关两侧的虚拟馈线B1～B6，表2只列出数值为1的馈线转供电矩阵元素，没有列出的矩阵元素的数值都为0。
表1 6主变-30馈线配电网的馈线和主变转供电路径
Figure BDA0002084164230000111
备注：不带*与带*分别通过馈线和主变进行转供电，即表示馈线转供电路径和主变转供电路径。
表2馈线转供电矩阵TF的元素
Figure BDA0002084164230000112
Figure BDA0002084164230000121
现将本发明的快速评估方法应用于6主变-30馈线配电网，以求解配网最大供电能力。表3列出了在TSC条件下的馈线负荷情况，表4则列出了在TSC条件下的配网最大供电能力及相应的主变负荷情况。根据表3可知，在配电网最大供电能力条件下，本发明方法所获取的馈线负荷分布较为均衡，且馈线负荷分布规律总体上与馈线接线方式紧密相关。比如，对于“2-1”接线方式的馈线，其负荷通常接近1/2的馈线容量，即5.65MVA；对于含有两条互联馈线的馈线(如F18、F23和F28)，其负荷接近2/3的馈线容量，即7.53MVA。由表4可知，本发明方法的配网最大供电能力为171.83MVA。此外，本发明方法基于代数运算操作，独立执行程序1000次，平均每次运行时间为1.5ms，可快速获取TSC及其主变和馈线负荷方案。
表3在TSC条件下的馈线负荷情况
Figure BDA0002084164230000122
表4在TSC条件下的主变负荷情况
Figure BDA0002084164230000123
Figure BDA0002084164230000131
Figure BDA0002084164230000132
式(7)为6主变-30馈线配电网的主变转供电矩阵。表5进一步列出了在TSC条件下主变可转供电容量情况。根据表5的计算结果，配电网管理人员可快速确定不同主变发生N-1安全校验时，可转供至站内和站外互联主变的容量，进而确定总可转供电容量。比如，当主变#1进行N-1时，主变#1的负荷可转供到主变#2、#3、#5和#6，且可转供电容量分别为11.75MVA、2.83MVA、8.48MVA和5.65MVA，站内和站外主变的总可转供电容量为28.70MVA。
基于不同主变之间的可转供电容量的大小，可快速选取适合转供电的路径，并获取配电网转供电的薄弱环节。比如，主变#4发生N-1时，优先将其负荷转供至站内的联络主变#3，其次为主变#2，最后为主变#5和#6，且可转供电容量分别为11.75MVA、11.30MVA、3.77MVA和3.77MVA。与可转供至主变#3和#2的容量相比，由于主变#4与#5和#6的电气互联关系较弱，因此可转供至#5和#6的容量较少。此外由于主变#4与主变#1之间无转供电通道，无法将负荷转供至此两台主变。
表5在TSC条件下的主变可转供电容量
Figure BDA0002084164230000133
Figure BDA0002084164230000141
根据表4可知，在TSC条件下，主变#1～#6的负荷分别为28.25MVA、28.25MVA、26.82MVA、30.13MVA、30.13MVA和28.25MVA。与上述主变负荷相比，主变#1～#6发生N-1时，总可转供电容量分别为28.70MVA、28.70MVA、26.82MVA、30.58MVA、53.58MVA和49.82MVA，可转供电容量分别不少于主变负荷，即本发明方法的TSC方案严格满足主变N-1安全性校验要求。需要指出的是，主变#3发生N-1时，可转供电容量与主变#3的负荷相等，其原因在于本算例进行了主变#3的N-1主变过载的修正处理，在修正之前，连接于主变#3的馈线F11～F15的负荷都为5.65MVA，此时主变#3发生N-1需转供的负荷为28.25MVA，超出了最大可转供电容量26.82MVA，因此，将两者的不平衡量1.43MVA平均分摊至F11～F15，最终获取修正后的馈线负荷5.36MVA。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
S2、根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
S3、根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，建立主变转供电矩阵；
S4、进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过；
所述步骤S3具体包括：
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷；
根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷；
根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；
所述步骤S4中当所述校验通过时，还包括：根据所述主变转供电矩阵获取配电网最大供电能力条件下主变之间的可转供电容量。
2.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S1中的馈线之间的连接关系，指每条馈线与变电站站内和站外其他馈线的连接关系；所述步骤S1中主变之间的连接关系，指根据变电站内母线联络开关连接的主变所确定的主变连接关系。
3.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S2中：根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵，具体包括：
将主变转供电路径的两端视为虚拟馈线，根据所述馈线转供电路径和虚拟馈线，建立馈线转供电矩阵；其中，与所述馈线转供电路径的两端馈线对应的元素记为1，其他的元素记为0。
4.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S3中：根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷，具体包括：
S301、根据所述馈线转供电矩阵，确定与馈线Fi(i＝1,2,…,NF)连接的馈线
Figure FDA0002812238830000021
以及馈线集合Ωi的馈线数量ni；其中，所述馈线Fi指任一馈线，所述馈线集合Ωi指与所述馈线Fi连接的所有馈线的标识集合；
S302、以馈线Fi满足N-1原则为条件计算馈线Fi的第一最大允许负荷，以馈线Fi满足
Figure FDA0002812238830000022
向其转供电后仍不超出Fi的最大传输容量为条件计算馈线Fi的第二最大允许负荷；
S303、比较所述第一最大允许负荷和第二最大允许负荷，若第一最大允许负荷大于第二最大允许负荷，则将第一最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷，反之则将第二最大允许负荷作为馈线Fi的实际最大允许负荷。
5.根据权利要求4所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述第一最大允许负荷记为FLi，所述第二最大允许负荷记为
Figure FDA0002812238830000023
所述FLi和
Figure FDA0002812238830000024
的计算公式具体如下：
Figure FDA0002812238830000025
式(1)中，FSi,max为馈线Fi的最大传输容量，FSj,max为馈线
Figure FDA0002812238830000026
的最大传输容量；ni为与馈线Fi连接的馈线数量；nj为与馈线Fj连接的馈线数量。
6.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S3中：根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线转供电路径的需转供负荷，具体包括：
S311、确定每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的首端馈线
Figure FDA0002812238830000027
获取所述首端馈线
Figure FDA0002812238830000028
的最大允许负荷
Figure FDA0002812238830000029
S312、根据所述首端馈线
Figure FDA00028122388300000210
的最大允许负荷
Figure FDA00028122388300000211
计算所述每条馈线转供电路径Cm(m＝1,2,…,M)的需转供负荷CLm,max，其计算公式具体如下：
Figure FDA0002812238830000031
式中，nsm为与馈线
Figure FDA0002812238830000032
连接的馈线数量。
7.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S3中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵，具体包括：
选择一主变Ti(i＝1,2,…,NT)，分别判断其他主变Tj(j≠i,j＝1,2,…,NT)与所述主变Ti是否存在主变转供电路径；若否，则将元素Ai,j记为0，所述元素Ai,j为所述主变转供电矩阵的元素；
若是，则继续判断主变Ti和主变Tj是否属于同一变电站，若主变Ti和主变Tj属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过站内母线联络开关进行转供电，根据式(3)计算所述元素Ai,j；若主变Ti和主变Tj不属于同一变电站，则主变Ti和主变Tj之间通过馈线进行转供电，根据式(4)计算所述Ai,j，所述式(3)和式(4)具体如下：
Figure FDA0002812238830000033
Figure FDA0002812238830000034
式中，Φj为与主变Tj连接的所有馈线的标识集合，Kj和Rj分别为主变Tj的过载系数和最大传输容量，Θi,j为主变Ti向非同一变电站的主变Tj进行转供电时的馈线转供电路径集合，FLl,max为馈线Fl的最大允许负荷。
8.根据权利要求1所述的一种配电网供电能力的快速评估方法，其特征在于，所述步骤S3中：根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵，具体包括：
进行馈线N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；若校验不通过，则进行馈线N-1的主变过载修正处理。
9.一种配电网供电能力的快速评估系统，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于获取馈线和主变的最大传输容量、馈线之间的连接关系和主变之间的连接关系；
路径确定单元，用于根据获取的所述馈线之间的连接关系，确定至少一条馈线转供电路径；根据获取的所述主变之间的连接关系，确定至少一条主变转供电路径；根据所述馈线转供电路径和主变转供电路径，建立馈线转供电矩阵；
计算单元，根据N-1原则和所述馈线转供电矩阵，计算每条馈线的最大允许负荷以及计算每条馈线转供电路径的需转供负荷，根据所述最大允许负荷、需转供负荷和主变的最大传输容量，建立主变转供电矩阵；
校验单元，进行主变N-1条件下的主变过载校验，若校验通过，则根据所述最大允许负荷计算配电网最大供电能力，根据所述主变转供电矩阵获取配电网最大供电能力条件下主变之间的可转供电容量；若校验不通过，则进行主变N-1的主变过载修正处理，直至校验通过；
所述参数获取单元、路径确定单元、计算单元和校验单元依次连接。
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