CN112491050A - 基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法 - Google Patents

基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法 Download PDF

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CN112491050A CN202011409173.0A CN202011409173A CN112491050A CN 112491050 A CN112491050 A CN 112491050A CN 202011409173 A CN202011409173 A CN 202011409173A CN 112491050 A CN112491050 A CN 112491050A
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Abstract

本申请涉及基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，包括接收到故障设备后，根据网络拓扑模型分析出主网失电区域，依据分层分区的故障恢复方法分析出所有的主网复电路径，将智能生成的预案集依据指标集权重对预案进行优先级排序。分析完主网恢复方案后，若仍存在未复电的10kV母线或依据潮流计算后存在越限的10kV母线，配网根据转供容量缺口和辐射状的网络拓扑结构对满足10kV母线容量缺口进行复电或转供，配置对各组复电方案的各个权重系数值，对配网侧方案进行优先级排序，形成统一完整的主配网复电路径策略。有助于及时了解电网的安全稳定状态，能够提前得到事故处置的决策支持，对于提升调度运行人员应对电网重大故障处置能力具有重要意义。

Description

基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法
技术领域
本申请属于电力数据处理领域，尤其涉及基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法。
背景技术
伴随着城市大电网的快速建设发展，主配电网间相互依赖的运行特性愈加凸显，应对主网突发故障的应急响应亟需主配协调控制的一体化，一旦出现变电站全站失电的情况，在准确定位电网故障的基础上如何采取有效的措施尽可能地缩小停电范围、缩短停电时间，防止事故的扩大和蔓延，尽早恢复供电是调度自动化系统领域一个十分重要的研究课题。在负荷转供及停电计划分析方面，虽然已实现了配网自愈的主配网联动控制，但在进一步的转供线路负荷优化计算、运方恢复过程中的不停电合环转代计算中，由于大量的配网运行数据无法方便的对主网系统实现共享，主网的相关算法模块在配网系统中也无法方便调用，导致优化协调处理分析缺乏相应数据及应用支撑，功能无法实用，准确性低。
主网在线故障处理预案的原则是在电网发生故障时，在基于状态估计、调度员潮流收敛以及备自投动作逻辑的基础上，依据分区分层的故障恢复方法查询到所有失电母线的转供恢复路径，然后对恢复策略的各个指标权重进行适当分配，合理给出恢复方案的优先级排序，进而给出一系列可以恢复负荷供电的开关操作序列，并需保证电网各设备处于可长期安全运行状态下。然后主网将未复电的10kV母线或越限的设备发给配网侧，配网依据笛卡尔积和递归算法搜寻到可转供的线路集合，再根据广度优先搜索算法搜寻到各条线路的所有转供策略组合，最后进行主配协同的潮流校核，剔除越限或无效的恢复策略组合，从而最终形成有效的主配一体故障恢复策略。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本申请提出了基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，灵活配置对各组复电方案的各个权重系数值，对配网侧方案进行优先级排序，形成统一完整的主配网复电方案策略。
具体的，本申请实施例提出的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，包括，
S1：依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}。
S2：依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序；
S3：根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}；
S4：根据步骤S3得到的母线集{B}，依据配网拓扑模型和遥信遥测数据，生成针对主网负荷缺口容量的配网最优负荷线路组合，根据10kV母线所带的各条馈线计算出各个负荷历史最大值，判断是否可直接通过单条线路实现负荷转供，若否，执行步骤S5，若是，转步骤S6；
S5：通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核；
S6：根据用户反馈情况，判断是否需要重新求解，若需要，重复上述步骤S4；
S7:根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤。
可选的，所述依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}，包括：
利用对故障设备所影响的故障范围的横向分区和逻辑架构的纵向分层，对各个分区可以独立的进行故障处理；
按照负荷损失大小、重要用户恢复优先等原则对各个分区的失压厂站、失压母线按电压等级高低进行排序
按高压厂站先行分析、低压厂站后续跟进的逐层复电原则，对各个失电区域恢复供电，得到所有的复电路径集合{A}。
可选的，所述依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序，包括：
在已智能生成故障恢复策略的基础上，根据事故调规及各个地方对方案排序原则不同，配置事故恢复策略排序指标的各个权重值，依据不同需求可以灵活修改指标权重值，建立如公式一所示的恢复策略指标集目标函数
Figure BDA0002815914650000031
其中P、T、U、…、W均为各个指标，如复电路径、操作步骤数、复电路径潮流负载率等，λi为各个指标的权重系数，将得到的目标函数值最大者为最优方案，依此类推，得到主网各复电路径的策略优先级顺序。
可选的，所述根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}，包括：
根据所得到的最优主网方案后改变电网运行断面，在支持复电的断面上进行拓扑分析和主网潮流计算，分析出是否还存在未复电的母线或越限的设备；
根据电压等级获取到需要配网侧进行负荷转供基础的10kV母线集{B}。
可选的，所述通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核，包括：
基于配网拓扑模型搜寻到所有可借电线路的可转供负荷，利用线路的可转供负荷；
通过递归法计算满足负荷缺口容量的所有线路组合，遍历各线路组合，通过笛卡尔积计算满足要求的具体转供馈线组合；
考虑重要用户数、负载率以及操作步骤数等因素，经计算剔除无效转供馈线组合，最终生成满足负荷缺口容量的转供方案组合。
可选的，所述根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤，包括：
根据生成的主配网方案进行组合，对各组组合方案调用主配网调度员潮流计算，判断是否存在越限设备，若存在越限设备，则过滤此组方案。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
利用复电方案指标集权重对主网恢复方案进行优先级排序，再利用笛卡儿积的递归算法对配网需满足的主网负荷容量缺口进行线路组合计算，有助于在发生事故后能够快速查询到主配一体的最优方案组合，有助于让调度员及时对事故做出应对措施，对于提升调度员应对电网重大故障处置能力具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提出的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的结构作进一步地描述。
实施例一
随着电网模型日趋扩大，调度人员在为停电负荷搜索供电路径时，要求供电路径搜索程序能在电网故障导致负荷停电后，能自动进行分析判断，对可恢复供电的负荷给出所有可能的供电恢复路径，并依据需求对各供电路径进行优先级排序，对调度人员起辅助决策功能。本申请结合主配网模型特点、运行方式，对事故发生时及时对失压设备进行主配一体的智能辅助决策分析，将自动生成的预案操作信息写入数据库，并实现图形界面展示，这对于提升调度员应对电网重大故障处置能力具有重要意义。
具体的，本申请实施例提出的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，如图1所示，包括：
S1：依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}。
S2：依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序；
S3：根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}；
S4：根据步骤S3得到的母线集{B}，依据配网拓扑模型和遥信遥测数据，生成针对主网负荷缺口容量的配网最优负荷线路组合，根据10kV母线所带的各条馈线计算出各个负荷历史最大值，判断是否可直接通过单条线路实现负荷转供，若否，执行步骤S5，若是，转步骤S6；
S5：通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核；
S6：根据用户反馈情况，判断是否需要重新求解，若需要，重复上述步骤S4；
S7:根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤。
在实施中，调度自动化系统在I区接收到故障设备后，根据网络拓扑模型分析出主网失电区域，再依据分层分区的故障恢复方法分析出所有的主网复电路径，将智能生成的预案集依据指标集权重对预案进行优先级排序，然后入库保存。分析完主网恢复方案后，若仍存在未复电的10kV母线或依据潮流计算后存在越限的10kV母线，配网根据转供容量缺口和辐射状的网络拓扑结构通过笛卡儿积组合对满足10kV母线容量缺口进行复电或转供，灵活配置对各组复电方案的各个权重系数值，对配网侧方案进行优先级排序，形成统一完整的主配网复电路径策略。该方法有助于调度员及时了解电网的安全稳定状态，能够提前得到事故处置的决策支持，对于提升调度运行人员应对电网重大故障处置能力具有重要意义。
步骤一、根据故障设备影响的停电范围依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}。
利用对故障设备所影响的故障范围的横向分区和逻辑架构的纵向分层，对各个分区可以独立的进行故障处理，在基于状态估计与调度员潮流收敛的基础上，构建在综合研究序列应用下的初始断面模型，按照负荷损失大小、重要用户优先等原则对各个分区的失压厂站、失压母线按电压等级高低进行排序，按高压厂站先行分析、低压厂站后续跟进的逐层复电原则，对各个失电区域恢复供电，得到所有的复电路径集合{A}；
步骤二、依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序；
在已智能生成故障恢复策略的基础上，根据事故调规及各个地方对方案排序原则不同，配置事故恢复策略排序指标的各个权重值，依据不同需求可以灵活修改指标权重值，建立统一的恢复策略指标集目标函数
Figure BDA0002815914650000071
其中P、T、U、…、W均为各个指标，如复电路径、操作步骤数、复电路径潮流负载率、事故调规(如转供电后220kV厂站不能带7个110kV厂站)等，λi为各个指标的权重系数，计算得到的目标函数值最大者为最优方案，依此类推，得到主网各复电路径的策略优先级顺序，附图1给出了方案排序考虑的指标及各指标的权重系数的示意图；
步骤三、根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}；
根据所得到的最优主网方案后改变电网运行断面，在能够复电的断面上进行拓扑分析和主网潮流计算，分析出是否还存在未复电的母线或越限的设备。再根据电压等级获取到10kV母线集{B}，此10kV母线是需要配网侧进行负荷转供的基础。
步骤四、根据步骤三得到的母线集{B}，依据配网拓扑模型和遥信遥测数据，生成针对主网负荷缺口容量的配网最优线路组合；
根据10kV母线所带的各条馈线计算出各个负荷历史最大值，判断是否可直接通过单条线路实现负荷转供，若否，执行步骤五，若是，转步骤六。
步骤五、通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电转供策略组合，并根据指标集权重对配网策略进行优先级排序；
基于配网拓扑模型搜寻到所有可借电线路的可转供负荷，利用线路的可转供负荷，通过递归法计算满足负荷缺口容量的所有线路组合，遍历各线路组合，通过笛卡尔积计算满足要求的具体转供馈线组合，通过计算、判断等条件剔除无效转供线路组合，并考虑重要用户数、负载率以及操作步骤数等指标对生成的策略集进行优先级排序，最终生成满足负荷缺口容量的转供馈线组合；
步骤六、根据用户反馈情况，判断是否需要重新求解，若需要，重复上述步骤四或六。
步骤七、根据步骤二和步骤四、五得到的主配一体的方案后，调用主配一体潮流校核，在全网范围内计算方案是否有效。
可选的，所述依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}，包括：
利用对故障设备所影响的故障范围的横向分区和逻辑架构的纵向分层，对各个分区可以独立的进行故障处理；
按照负荷损失大小、重要用户恢复优先等原则对各个分区的失压厂站、失压母线按电压等级高低进行排序
按高压厂站先行分析、低压厂站后续跟进的逐层复电原则，对各个失电区域恢复供电，得到所有的复电路径集合{A}。
可选的，所述依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序，包括：
在已智能生成故障恢复策略的基础上，根据事故调规及各个地方对方案排序原则不同，配置事故恢复策略排序指标的各个权重值，依据不同需求可以灵活修改指标权重值，建立如公式一所示的恢复策略指标集目标函数
Figure BDA0002815914650000091
其中P、T、U、…、W均为各个指标，如复电路径、操作步骤数、复电路径潮流负载率等，λi为各个指标的权重系数，将得到的目标函数值最大者为最优方案，依此类推，得到主网各复电路径的策略优先级顺序。
可选的，所述根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}，包括：
根据所得到的最优主网方案后改变电网运行断面，在支持复电的断面上进行拓扑分析和主网潮流计算，分析出是否还存在未复电的母线或越限的设备；
根据电压等级获取到需要配网侧进行负荷转供基础的10kV母线集{B}。
可选的，所述通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核，包括：
基于配网拓扑模型搜寻到所有可借电线路的可转供负荷，利用线路的可转供负荷；
通过递归法计算满足负荷缺口容量的所有线路组合，遍历各线路组合，通过笛卡尔积计算满足要求的具体转供馈线组合；
考虑重要用户数、负载率以及操作步骤数等因素，经计算剔除无效转供馈线组合，最终生成满足负荷缺口容量的转供方案组合。
可选的，所述根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤，包括：
根据生成的主配网方案进行组合，对各组组合方案调用主配网调度员潮流计算，判断是否存在越限设备，若存在越限设备，则过滤此组方案。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述事故恢复处理方法，包括，
S1：依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}。
S2：依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序；
S3：根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}；
S4：根据步骤S3得到的母线集{B}，依据配网拓扑模型和遥信遥测数据，生成针对主网负荷缺口容量的配网最优负荷线路组合，根据10kV母线所带的各条馈线计算出各个负荷历史最大值，判断是否可直接通过单条线路实现负荷转供，若否，执行步骤S5，若是，转步骤S6；
S5：通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核；
S6：根据用户反馈情况，判断是否需要重新求解，若需要，重复上述步骤S4；
S7:根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤。
2.根据权利要求1所述的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述依据分层分区的主网故障恢复方法对所有的主网失电区域进行复电，搜寻到可能的复电路径集{A}，包括：
利用对故障设备所影响的故障范围的横向分区和逻辑架构的纵向分层，对各个分区可以独立的进行故障处理；
按照负荷损失大小、重要用户恢复优先等原则对各个分区的失压厂站、失压母线按电压等级高低进行排序
按高压厂站先行分析、低压厂站后续跟进的逐层复电原则，对各个失电区域恢复供电，得到所有的复电路径集合{A}。
3.根据权利要求1所述的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述依据事先设定的权重值系数对步骤S1的复电路径集{A}进行复电方案集优先级排序，包括：
在已智能生成故障恢复策略的基础上，根据事故调规及各个地方对方案排序原则不同，配置事故恢复策略排序指标的各个权重值，依据不同需求可以灵活修改指标权重值，建立如公式一所示的恢复策略指标集目标函数
Figure FDA0002815914640000021
其中P、T、U、…、W均为各个指标，如复电路径、操作步骤数、复电路径潮流负载率等，λi为各个指标的权重系数，将得到的目标函数值最大者为最优方案，依此类推，得到主网各复电路径的策略优先级顺序。
4.根据权利要求1所述的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述根据潮流计算和拓扑分析出是否存在需配网转供的10kV母线集{B}，包括：
根据所得到的最优主网方案后改变电网运行断面，在支持复电的断面上进行拓扑分析和主网潮流计算，分析出是否还存在未复电的母线或越限的设备；
根据电压等级获取到需要配网侧进行负荷转供基础的10kV母线集{B}。
5.根据权利要求1所述的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述通过负荷组合转供策略模型求解多条线路的借电线路转供策略，调用主配网调度员潮流对主配网综合转供方案进行潮流校核，包括：
基于配网拓扑模型搜寻到所有可借电线路的可转供负荷，利用线路的可转供负荷；
通过递归法计算满足负荷缺口容量的所有线路组合，遍历各线路组合，通过笛卡尔积计算满足要求的具体转供馈线组合；
考虑重要用户数、负载率以及操作步骤数等因素，经计算剔除无效转供馈线组合，最终生成满足负荷缺口容量的转供方案组合。
6.根据权利要求1所述的基于指标集权重的主配网事故恢复处理方法，其特征在于，所述根据搜索到的主配网综合方案后进行主配一体化的潮流计算，计算是否存在越限设备，将包含越限设备的组合方案进行过滤，包括：
根据生成的主配网方案进行组合，对各组组合方案调用主配网调度员潮流计算，判断是否存在越限设备，若存在越限设备，则过滤此组方案。
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