CN114843934A - 一种配电线路合环运行在线融冰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配电线路合环运行在线融冰方法,包括:根据融冰需求,通过负荷转供,将待融冰线路转为轻载线路;以各类型线路的防覆冰电流为计算依据,在未来态计算待融冰线路的合环点,将待融冰线路转为合环运行;合环运行后控制母线电压,使待融冰线路为潮流首端,在不越限合环运行时尽可能接近防覆冰电流,达到在线融冰效果。本发明在线路不退出运行、不损失负荷的情况下,在线开展防覆冰与融冰操作,所有操作都在调度主站通过遥控完成,无需现场增加设备,能够提前预防线路覆冰。
Description
技术领域
本发明涉及配电网融冰领域,具体是一种配电线路合环运行在线融冰方法。
背景技术
在低温雨雪冰冻灾害条件下,配电线路可能发生大面积覆冰,当覆冰达到一定厚度时,可能导致断线、倒杆事故,造成大范围用户停电。
传统的融冰方法需要将线路所有负荷断开,在线路末端制造一个人为接地点,并人工在线路首端加入一个直流电流源,通过可控短路接地的方式提升空载线路的短路电流,使线路大电流下温升融化覆冰,但是其存在成本高、时间长、影响供电等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电线路合环运行在线融冰方法,在现有电网设备基础上,采用一种配电线路合环运行在线融冰方法进行除冰,通过线路合环产生合环电流,再通过调压增加电流,升高线路温度,达到线路融冰效果,确保线路安全稳定运行和电力可靠供应,以解决上述背景技术中提出的问题。
一种配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤1:通过配电自动化系统主站系统的负荷转供功能,计算待融冰线路的可联络线路转供方案,给出可供选择的负荷转移供电路径,并通过遥控操作的方式在主站端执行负荷转供,将待融冰线路转为轻载线路;
步骤2:通过配电自动化系统主站系统的未来态功能,在不影响系统正常运行的情况下,将待融冰线路与可合环线路依次逐个合环;
步骤3:通过调整变电站主变压器档位或投切电容器方式,控制待融冰线路与合环线路的10kV母线电压不越限情况下,提高待融冰线路母线电压,降低合环线路母线电压,使待融冰线路成为潮流首端,提高其运行电流至接近防覆冰电流,达到在线融冰效果。
进一步的,步骤1中轻载线路具体包括:轻载标准为线路负载率≤30%,且持续2小时。
进一步的,步骤2中具体包括:以各类型的防覆冰电流为计算依据,通过系统状态估计与潮流计算功能,自动计算合环后的待融冰线路电流I,取可合环线路中待融冰线路电流I最大值的合环工况,确定合环线路,将待融冰线路转为合环运行;
所述系统状态估计功能为:根据遥信结果,确定网络拓扑,即节点-支路的连接关系;根据遥测结果,估计系统的潮流分布,即节点电压、支路功率和电流,使其结果符合电路定律;
所述潮流计算功能为:对于有N个节点的配电系统,已知配电系统拓扑结构,电源点电压各节点vi的负荷值PL,i+jQL,i,其中i=1,2,3……,N-1,各支路bj的阻抗Rj+jXj,其中j=1,2,3……,N-1;
如果支路bj的末点vj不是末梢点,则该支路电流等于流过末梢点的负荷电流和其所有子支路电流之和;
其中,d为节点vj为父节点的支路集合。
进一步的,所述防覆冰电流的大小与待转供线路的导线型号、温度、风速有关,通过查表得到具体的电流大小。
进一步的,所述合环运行包括:当线路发生故障时,立即断开待融冰线路与合环线路的联络开关,对两条线路进行分别试送以减少停电损失,视天气情况与覆冰情况尽早恢复线路正常运行方式。
进一步的,所述步骤3包括:结合线路技术参数、负荷情况、天气情况因素计算合环前后潮流变化,确定母线电压调整范围和最大差值,将待融冰线路电流控制在额定值以下。
本发明的有益效果为:在线路不退出运行、不损失负荷的情况下,在线开展防覆冰与融冰操作,所有操作都在调度主站通过遥控完成,无需现场增加设备,能够提前预防线路覆冰。
附图说明
图1为本发明一种配电线路合环运行在线融冰方法的流程图;
图2为本发明实施例10kV线路联络图;
图3为本发明实施例变电站主变档位变化情况;
图4为变电站内10kV母线电压的变化情况;
图5为变电站内低压侧电流的变化情况;
图6为变电站内开关电流的变化情况;
图7为开关两侧温度变化情况,其中(a)为10kV碧波分19开关两侧温度变化情况,(b)为碧电联04开关两侧温度变化情况,(c)为10kV塔桥分37开关两侧温度变化情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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的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。
请参阅图1,本发明实施例提供一种配电线路合环运行在线融冰方法,包括如下步骤:
步骤1:通过配电自动化系统主站系统的负荷转供功能,计算待融冰线路的可联络线路转供方案,给出可供选择的负荷转移供电路径,并通过遥控操作的方式在主站端执行负荷转供,将待融冰线路转为轻载线路;
图2所示为10kV线路联络图。
在配电自动化系统主站系统中,将碧波线设置为待转移的目标设备,系统自动统计其下游负荷信息,根据统计结果进行转供策略分析,采用拓扑分析方法,搜索得到所有合理的负荷转供路径,按照一定的规则对策略进行筛选以提供优化过的多种转供电策略供操作人员选择,调用遥控操作进行转供方案的人工确认执行,实现将碧波线转为轻载线路。
步骤2:通过配电自动化系统主站系统的未来态功能,在不影响系统正常运行的情况下,将待融冰线路与可合环线路(例如L1、L2、L3)依次逐个合环。以各类型的防覆冰电流为计算依据,通过系统状态估计与潮流计算功能,自动计算合环后的待融冰线路电流I,取I{L1,L2,L3}最大值的合环工况,确定合环线路,将待融冰线路转为合环运行;
防覆冰电流的大小与待转供线路的导线型号、当时温度、风速有关,通过查表可得具体的电流大小(如400A)。调控人员通过自动化主站系统的未来态(作用为仿真预演)功能,在不影响系统正常运行的情况下(非实时态),在未来态将待转供线路与可以合环的线路(L1、L2、L3)依次逐个合环,通过系统状态估计与潮流计算功能自动计算合环后待融冰线路的电流,取最大值的合环工况(如L2390A)。根据系统计算确定合环线路为塔桥线。
其中合环运行具体为:当线路发生故障时,立即断开待融冰线路与合环线路的联络开关,对两条线路进行分别试送以减少停电损失,视天气情况与覆冰情况尽早恢复线路正常运行方式。
将110kV西区变电站10kV分段开关西70开关转热备用,检查10kV西塔桥线和雷41碧波线负荷情况,确保两条线路的负荷电流之和不超过线路额定电流,且两条线路的自动重合闸已经退出。
检查合环点碧电联04开关两侧相位一致,相角差小于30°,将碧电联04开关由冷备用转运行。
步骤3:通过调整变电站主变压器档位、投切电容器等方式,控制待融冰线路与合环线路的10kV母线电压不越限情况下,提高待融冰线路母线电压,降低合环线路母线电压,使待融冰线路成为潮流首端,提高其运行电流至接近防覆冰电流,达到在线融冰效果。
具体的,通过上一步在未来态中仿真计算选出特定线路后,在系统实时态进行实际操作,通过调整变电站主变压器档位、投切电容器等方式,控制上述合环的两条线路的10kV母线电压不越限(允许偏差为+7%,-10%)的前提下,尽量将待融冰线路母线电压提高,另一条合环线路(如L2)母线电压降低,使待融冰线路成为潮流首端,提高其运行电流,使其接近防覆冰电流(如L2此时电流为380A,未来态计算为390A,防覆冰电流为400A)。
图3所示为变电站主变档位变化情况。
通过将110kV西区变电站的1#主变10kV 4#母线电压降低,110kV雷家垱变电站的2#主变10kV 5#母线电压升高的原则进行调档。
试验过程中若出现配网设备异常情况,立即断开10kV西55塔桥线和雷41碧波线站内开关,并组织安排巡视、抢修,试验中止。
试验完成后,将碧电联04开关由运行转冷备用,将西区变电站10kV分段开关西70开关转运行。
图4-图6所示分别为变电站内10kV母线电压、低压侧电流、开关电流的变化情况。
从变电站内电流和电压的变化情况来看,在两条10kV线路合环运行前,数据未发生明显变化。15:20时刻合环运行后,10kV雷41碧波线和雷2#主变低压侧电流明显上升,10kV西塔桥线和西1#主变低压侧电流明显上升。
合环运行期间,通过调节变电站主变档位调整变电站10kV母线电压,档位差越大时10kV母线电压差越大,电压高的母线所带10kV雷41碧波线电流上升明显,16:05时刻档位差最大时,两条10kV线路负荷电流差最大,雷41碧波线负荷电流较初始电流上升了205A。
解环后,主变档位恢复成初始状态,10kV雷41碧波线和西55塔桥线电流值恢复到初始值。
图7所示为开关两侧温度变化情况。
潮流发生变化后,各处观测点温度都发生了变化,雷41碧波线的两处观测点电流值上升幅度最大,温升最为明显,10kV碧波分19开关B相在16:25时刻较初始温度上升了11.2℃,离变电站越近温升越大、离变电站越远温升越小,碧电联04开关处温度升高在4℃以内。同时,西55塔桥线上的两处观测点随着电流值下降,10kV塔桥分37开关温度出现了降低的现象,证明电流达到一定值时,可以起到消除覆冰的作用。
合环运行后,线路和主变低压侧电流明显上升;合环运行期间,通过调节变电站主变档位调整母线电压,当档位差越大时,母线电压差越大,线路负荷电流差越大;解环后,主变档位恢复至初始状态,线路电流恢复至初始值。通过合环运行、调整档位等手段改变潮流分布,提高待冰线路的运行电流,达到10kV线路1小时内温升11.2摄氏度,融冰效果明显。
试验表明,10kV线路合环运行会改变线路的潮流方向,合环运行过程中,初始负荷较小的10kV线路电流值会上升,随着10kV线路母线电压差的增大而愈发明显,导致导线和设备的温度同步上升,在两条10kV线路的母线电压差最大时,初始负荷较小的电路电流值达到最大,此时线路上导线和设备的温度最高,能起到一定的消除覆冰功效。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:通过配电自动化系统主站系统的负荷转供功能,计算待融冰线路的可联络线路转供方案,给出可供选择的负荷转移供电路径,并通过遥控操作的方式在主站端执行负荷转供,将待融冰线路转为轻载线路;
步骤2:通过配电自动化系统主站系统的未来态功能,在不影响系统正常运行的情况下,将待融冰线路与可合环线路依次逐个合环;
步骤3:通过调整变电站主变压器档位或投切电容器方式,控制待融冰线路与合环线路的10kV母线电压不越限情况下,提高待融冰线路母线电压,降低合环线路母线电压,使待融冰线路成为潮流首端,提高其运行电流至接近防覆冰电流,达到在线融冰效果。
2.如权利要求1所述的配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:步骤1中轻载线路具体包括:轻载标准为线路负载率≤30%,且持续2小时。
3.如权利要求1所述的配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:步骤2中具体包括:以各类型的防覆冰电流为计算依据,通过系统状态估计与潮流计算功能,自动计算合环后的待融冰线路电流I,取可合环线路中待融冰线路电流I最大值的合环工况,确定合环线路,将待融冰线路转为合环运行;
所述系统状态估计功能为:根据遥信结果,确定网络拓扑,即节点-支路的连接关系;根据遥测结果,估计系统的潮流分布,即节点电压、支路功率和电流,使其结果符合电路定律;
所述潮流计算功能为:对于有N个节点的配电系统,已知配电系统拓扑结构,电源点电压各节点vi的负荷值PL,i+jQL,i,其中i=1,2,3……,N-1,各支路bj的阻抗Rj+jXj,其中j=1,2,3……,N-1;
如果支路bj的末点vj不是末梢点,则该支路电流等于流过末梢点的负荷电流和其所有子支路电流之和;
其中,d为节点vj为父节点的支路集合。
4.如权利要求3所述的配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:所述防覆冰电流的大小与待转供线路的导线型号、温度、风速有关,通过查表得到具体的电流大小。
5.如权利要求3所述的配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:所述合环运行包括:当线路发生故障时,立即断开待融冰线路与合环线路的联络开关,对两条线路进行分别试送以减少停电损失,视天气情况与覆冰情况尽早恢复线路正常运行方式。
6.如权利要求1所述的配电线路合环运行在线融冰方法,其特征在于:所述步骤3包括:结合线路技术参数、负荷情况、天气情况因素计算合环前后潮流变化,确定母线电压调整范围和最大差值,将待融冰线路电流控制在额定值以下。
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