CN110264011A

CN110264011A - 一种受端电网的构建方法、系统、设备及存储介质

Info

Publication number: CN110264011A
Application number: CN201910561831.9A
Authority: CN
Inventors: 徐蔚; 杨燕; 郭知非; 林勇; 李作红; 姚文峰; 金楚; 蔡万通
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Power Grid Program Research Center of Guangdong Power Grid Co Ltd; Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Current assignee: CSG Electric Power Research Institute; Guangdong Power Grid Co Ltd; Power Grid Program Research Center of Guangdong Power Grid Co Ltd; Research Institute of Southern Power Grid Co Ltd
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2019-09-20

Abstract

本发明公开了一种受端电网的构建方法，包括：获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量；构建所述受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个所述链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内；建立链式分区相互之间的联络通道以完成所述受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。应用本申请的方案，有利于在简化电网结构的同时，保证了电网的暂态稳定性，又能够避免由于电网结构过于紧密而产生的短路电流超标严重等问题。本申请还公开了一种受端电网的构建系统、设备及存储介质，具有相应技术效果。

Description

一种受端电网的构建方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，特别是涉及一种受端电网的构建方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

受端电网，也可称受端系统，指的是以负荷集中地区为中心，包括区内和邻近电厂在内，用较密集的电力网络将负荷和这些电源联接在一起的电力系统。受端电网可以接收外部以及远方电源输入的电力电能，从而实现供需平衡。受端系统是整个电力系统的核心组成部分，是实现合理的电网结构的一个关键环节。

松散型的受端电网是受端电网发展初期的常用方案，由几个连接相对松散的变电站及线路组成的受端系统，具有投资较少，短路电流问题不突出的优点，例如加拿大魁北克735kV电网是较典型的松散型受端电网。但松散型的受端电网由于相对薄弱，可靠性和稳定性都较低，电压稳定问题较为突出，应用地越来越少。特别是我国电网常见多回直流的输电方式，松散型的受端电网难以支撑。

环状型以及网格型也是较为常用的受端电网结构。环状型受端系统是指受端变电站连接成环的受端系统，有利于从多方接收电力，通过环网通道实现功率的再分配及事故时的相互支援。环状型受端系统联系紧密，有利于受端系统暂态稳定性的提高，例如京津唐电网、上海电网及广东珠三角电网均是比较典型的环状型受端电网。网格型受端电网是在环状型受端电网的基础上，进一步加强受端环网的变电站之间的联系，形成的更加紧密的受端电网，暂态稳定性很高，运行方式安排灵活。

但是，随着负荷的不断增加，环状型以及网格型受端电网结构的缺点也日益突出。即由于电网结构过于紧密，导致短路电流超标严重，交直流相互影响突出、运行控制困难，还有大面积停电事故风险高等诸多问题。例如广东珠三角地区负荷日益密集，急需优化调整受端电网结构。

综上所述，如何在构建受端电网时，保证电网的暂态稳定性的前提下，避免由于电网结构过于紧密而产生的短路电流超标严重等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种受端电网的构建方法、系统、设备及存储介质，以在构建受端电网时，保证电网的暂态稳定性的前提下，避免由于电网结构过于紧密而产生的短路电流超标严重等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种受端电网的构建方法，包括：

获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量；

构建所述受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个所述链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内；

建立链式分区相互之间的联络通道以完成所述受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。

优选的，还包括：

获取所述受端电网中的各个所述变电站的短路电流超标程度；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

构建所述受端电网的N个链式分区，且在构建时，将短路电流超标程度最高的变电站与短路电流超标程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

优选的，还包括：

获取所述受端电网中的各个变电站的交直流相互影响程度；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

构建所述受端电网的N个链式分区，且在构建时，将交直流相互影响程度最高的变电站与交直流相互影响程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

优选的，还包括：

获取所述受端电网中的各个变电站的潮流控制难度；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

构建所述受端电网的N个链式分区，且在构建时，将潮流控制难度最高的变电站与潮流控制难度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

优选的，还包括：

获取所述受端电网中的各个所述变电站相互间的物理距离；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

构建所述受端电网的N个链式分区，且在构建时，将相互间的物理距离低于预设的距离阈值，且二者的负荷密度均高于预设的负荷密度阈值的两个变电站，划分在不同的链式分区中。

优选的，所述建立链式分区相互之间的联络通道，包括：

针对任意两个链式分区，判断这两个链式分区间的原有通道是否满足预设的通道数量要求并且满足预设的通道能力要求；

如果均满足，则将这两个链式分区的原有通道作为建立出的这两个链式分区之间的联络通道；

如果至少一项不满足，则通过新建通道以及通道增容的调整方式，使得调整后的通道作为建立出的这两个链式分区之间的联络通道。

优选的，所述链式分区N的取值范围为：2≤N≤4。

一种受端电网的构建系统，包括：

参数获取模块，用于获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量；

链式分区构建模块，用于构建所述受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个所述链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内；

联络通道建立模块，用于建立链式分区相互之间的联络通道以完成所述受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。

一种受端电网的构建设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的受端电网的构建方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的受端电网的构建方法的步骤。

本申请的方案中，每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内，有利于提高对故障的抗性。由于受端电网具有N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，在一定程度上拉大了变电站之间的电气距离，因此在简化电网结构的同时，保证了电网的暂态稳定性，又能够避免由于电网结构过于紧密而产生的短路电流超标严重等问题。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中一种受端电网的构建方法的实施流程图；

图2为本发明一种具体实施方式中的受端电网的结构示意图；

图3为本发明中一种受端电网的构建方法的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种受端电网的构建方法，有利于在保证电网的暂态稳定性的前提下，避免由于电网结构过于紧密而产生的短路电流超标严重等问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，图1为本发明中一种受端电网的构建方法的实施流程图，该受端电网的构建方法可以包括以下步骤：

步骤S101：获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量。

具体的，可以通过相关电压、电流数据的采集来检测出变电站的实时负荷，并且考虑到负荷的动态变化，因此可以通过取平均值的方式计算出平均负荷，作为获取到的变电站的负荷，例如通过积分的方式计算出平均负荷，又如将一天中的最大负荷与最小负荷求平均值作为平均负荷。相应的，也可以获取出各个电厂的供电量。

还需要说明的是，在获取变电站的负荷以及电厂的供电量时，除了天为单位进行计算，也可以基于月份数据、季度数据，年度数据等进行计算，以降低偶然因素的干扰。

步骤S102：构建受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。

在构建受端电网的N个链式分区时，要保证各个链式分区的电力电量基本平衡，即，要使得每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。并且，在构建N个链式分区时，通常还会保证N个链式分区的总负荷大体相当，即，N个链式分区的总负荷均在第二预设范围内。每个链式分区的总负荷，可以基于步骤S101中获取的，被划入该链式分区中的各个变电站的负荷来进行计算。相应的，每个链式分区的总供电量，可以通过划入该链式分区中的各个电厂的供电量来计算。第一预设范围以及第二预设范围的具体取值均可以根据实际需要进行设定和调整，并不影响本发明的实施。

由于每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内，有利于各链式分区基本实现电力电量平衡，因此链式分区之间的电力交换就能够被控制在较小的范围内，有利于提高受端电网对故障的抗性。即，如果链式分区之间的电力交换过高，当某一个链式分区故障时，就容易对其他链式分区造成较大的故障冲击。

申请人考虑到，松散型的受端电网的暂态稳定性过低，而环状型以及网格型受端电网的结构过于紧密，因此，本申请采用全新的链式架构。具体的，将受端电网划分为N个链式分区，针对每一个链式分区，该链式分区中具有多个变电站且该链式分区中的这些变电站按顺序串接。因此，本申请的方案在保证了系统的暂态稳定性的前提下，一定程度上疏解了受端电网的密度。即传统的环状型以及网格型受端电网中，变电站的电气距离较近，而本申请中，如果两个变电站被划分到不同的链式分区中，即使二者的物理距离很近，二者的电气距离也非常远，即本申请的链式分区的方案拉大了变电站之间的电气距离。

步骤S103：建立链式分区相互之间的联络通道以完成受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。

为了满足系统故障以及检修等情况要求，分区的电网之间有联络的需要，即需要建立链式分区相互之间的联络通道。完成构建之后，本申请的受端电网便构建完毕，可以输出构建完毕之后的受端电网结构。

应用本发明实施例所提供的受端电网的构建方法，包括：获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量；构建受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内；建立链式分区相互之间的联络通道以完成受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。

在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

获取受端电网中的各个变电站的短路电流超标程度；

相应的，步骤S102中的构建受端电网的N个链式分区，包括：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将短路电流超标程度最高的变电站与短路电流超标程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

考虑到短路电流超标是受端电网结构过于紧密而导致的严重问题之一，因此该种实施方式中，直接获取受端电网中的各个变电站的短路电流超标程度，并且在构建N个链式分区时，将短路电流超标程度最高的变电站与短路电流超标程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中，由于将这两个变电站划分在不同的链式分区中，增大了这两个变电站的电气距离，因此有利于缓解受端电网出现的短路电流超标情况。

还需要说明的是，该种实施方式中是针对短路电流超标程度最高的变电站以及短路电流超标程度第二高的变电站，划分至不同的链式分区中，在其他实施方式中，也可以获取短路电流超标程度较高的多个变电站，再尽量分散在不同的链式分区中，从而有利于降低受端电网的短路电流超标情况。

在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：

获取受端电网中的各个变电站的交直流相互影响程度；

步骤S102中的构建受端电网的N个链式分区，包括：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将交直流相互影响程度最高的变电站与交直流相互影响程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

该种实施方式中，考虑到除了短路电流超标，交直流相互影响突出也是受端电网结构过于紧密时导致的严重问题，因此也预先获取受端电网中的各个变电站的交直流相互影响程度，在构建N个链式分区时，将交直流相互影响程度最高的变电站与交直流相互影响程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中，增大了交直流相互影响突出的变电站的电气距离，因此有利于缓解受端电网出现的交直流相互影响突出的情况。

相应的，在其他实施方式中，也可以针对多个交直流相互影响程度较高的变电站，尽可能地将这些变电站分散在不同的链式分区中。并且还需要说明的是，还可以综合权衡变电站的短路电流超标程度以及交直流相互影响程度再进行各个变电站的分区规划。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

获取受端电网中的各个变电站的潮流控制难度；

步骤S102中的构建受端电网的N个链式分区，包括：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将潮流控制难度最高的变电站与潮流控制难度第二高的变电站划分在不同的链式分区中。

该种实施方式中通过变电站的潮流控制难度，将潮流控制难度最高的变电站与潮流控制难度第二高的变电站划分在不同的链式分区中，相关之处可以参照上文实施例中的表述，此处不重复说明。并且，在其他实施方式中，也可以综合权衡变电站的短路电流超标程度，交直流相互影响程度以及潮流控制难度再进行各个变电站的分区规划，进一步的，除了这三个因素之外，实际应用中还可以结合其他故障因素进行各个变电站的分区规划，并不影响本发明的实施。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

获取受端电网中的各个变电站相互间的物理距离；

步骤S102中的构建受端电网的N个链式分区，包括：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将相互间的物理距离低于预设的距离阈值，且二者的负荷密度均高于预设的负荷密度阈值的两个变电站，划分在不同的链式分区中。

考虑到传统的受端电网的架构中，如果两个变电站之间的物理距离较近，二者的电气距离通常也会被设计地很近，如果此时二者的负荷密度均过大，就非常容易引起短路电流超标、潮流难以控制、交直流相互影响问题突出，在严重故障下难以实施电网解列等第三道防线措施等问题。

因此，该种实施方式中，对受端电网中的各个变电站相互间的物理距离均进行统计，当两个变电站相互间的物理距离低于预设的距离阈值，且二者的负荷密度均高于预设的负荷密度阈值时，会将二者划分在不同的链式分区中，通过增大二者的电气距离的方式，疏解了受端电网的密度，也就避免了由于电网结构过于紧密，负荷密度过高导致的短路电流超标严重，交直流相互影响突出、等诸多问题。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤S103中的建立链式分区相互之间的联络通道，包括：

考虑到原有电网中存在着变电站之间的联络通道，因此该种实施方式中，针对任意两个链式分区，判断这两个链式分区间的原有通道是否满足预设的通道数量要求并且满足预设的通道能力要求。通常，需要保证链式分区相互之间有2至3个联络通道。

如果均满足，则将这两个链式分区的原有通道作为建立出的这两个链式分区之间的联络通道，有利于降低建立联络通道的成本。

如果原有的通道数量不满足通道数量要求，可以新建通道直至通道数量满足通道数量要求，当然，新建通道均为满足预设的通道能力要求的通道。如果原有通道的通道能力不满足通道能力要求，则需要对原有通道进行增容改造。

在本发明的一种具体实施方式中，链式分区N的取值范围为：2≤N≤4。考虑到链式分区的数量过多时，每个分区的规模相对较小，抵御故障能力变差，因此该种实施方式中链式分区N的取值范围为：2≤N≤4。进一步的，3个分区是一种较为合适的分区方式。

例如可参见图2，在广东电网中构建了3个链式分区，分别是南链分区，北链分区以及中链分区。

并需要说明的是，本申请的多链式方案，可以尽可能利用原有的电网架构，例如图2的实施方式中。可以尽可能利用广东电网现有的内外双环网架，并且在从东至西已有三个通道电网结构的基础上，形成三回链式电网结构。最后构建3个链式分区相互间的联络通道，在图2中用虚线表示。

此外，还需要拓展的是，在对受端电网进行合理分区后，除了通过链式方案，将分区内的各个变电站按序串接，也可以通过其它方式实现，如将各分区电网进行多通道联系，进行立体构网。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种受端电网的构建系统，可与上文相互对应参照。

可参阅图3，为本发明中一种受端电网的构建系统的结构示意图，包括：

参数获取模块301，用于获取受端电网中的各个变电站的负荷以及各个电厂的供电量；

链式分区构建模块302，用于构建受端电网的N个链式分区，每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内；

联络通道建立模块303，用于建立链式分区相互之间的联络通道以完成受端电网的构建，其中，N为不小于2的正整数。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

短路电流超标程度获取模块，用于获取受端电网中的各个变电站的短路电流超标程度；

链式分区构建模块302，具体用于：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将短路电流超标程度最高的变电站与短路电流超标程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中；每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

交直流相互影响程度获取模块，用于获取受端电网中的各个变电站的交直流相互影响程度；

链式分区构建模块302，具体用于：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将交直流相互影响程度最高的变电站与交直流相互影响程度第二高的变电站划分在不同的链式分区中；每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。

在本发明的，还包括：

潮流控制难度获取模块，用于获取受端电网中的各个变电站的潮流控制难度；

链式分区构建模块302，具体用于：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将潮流控制难度最高的变电站与潮流控制难度第二高的变电站划分在不同的链式分区中；每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

物理距离获取模块，用于获取受端电网中的各个变电站相互间的物理距离；

链式分区构建模块302，具体用于：

构建受端电网的N个链式分区，且在构建时，将相互间的物理距离低于预设的距离阈值，且二者的负荷密度均高于预设的负荷密度阈值的两个变电站，划分在不同的链式分区中；每个链式分区中具有多个变电站且链式分区中的变电站按顺序串接，并且每个链式分区的总负荷与该链式分区内的总供电量的差值均在第一预设范围内。

在本发明的一种具体实施方式中，联络通道建立模块303，具体用于：

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种受端电网的构建设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。

该受端电网的构建设备中包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的受端电网的构建方法的步骤。

计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的受端电网的构建方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种受端电网的构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的受端电网的构建方法，其特征在于，还包括：

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

3.根据权利要求2所述的受端电网的构建方法，其特征在于，还包括：

获取所述受端电网中的各个变电站的交直流相互影响程度；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

4.根据权利要求3所述的受端电网的构建方法，其特征在于，还包括：

获取所述受端电网中的各个变电站的潮流控制难度；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

5.根据权利要求1所述的受端电网的构建方法，其特征在于，还包括：

获取所述受端电网中的各个所述变电站相互间的物理距离；

所述构建所述受端电网的N个链式分区，包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的受端电网的构建方法，其特征在于，所述建立链式分区相互之间的联络通道，包括：

7.根据权利要求1所述的受端电网的构建方法，其特征在于，所述链式分区N的取值范围为：2≤N≤4。

8.一种受端电网的构建系统，其特征在于，包括：

9.一种受端电网的构建设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的受端电网的构建方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的受端电网的构建方法的步骤。