CN115733140A - 基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统 - Google Patents

基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统 Download PDF

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CN115733140A
CN115733140A CN202211434586.3A CN202211434586A CN115733140A CN 115733140 A CN115733140 A CN 115733140A CN 202211434586 A CN202211434586 A CN 202211434586A CN 115733140 A CN115733140 A CN 115733140A
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高剑
叶希
朱童
胡鑫
李春艳
李金龙
王永灿
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Abstract

本发明公开了基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统，通过模拟电力系统在故障发生后的运行情况，辅助电力系统调度人员及时调整电力系统运行参数，从工程实用的角度出发，根据故障设备和短板设备是否构成割集将输电断面进行分类，同时采用设备潮流同比增减至故障后短板设备刚好满载时的断面潮流作为该输电断面热稳定限额，通过模拟电力系统在设备故障集中各故障发生后的运行状态，辅助电力系统调度运行人员及时调整系统运行参数，提高电网供电可靠性；基于搜索割集的输电断面搜索分类给出输电断面类型，符合电力调度部门的使用习惯，工程实用性较强，可对电力调度部门进行系统运行调整时给出指导性意见。

Description

基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统。
背景技术
随着设备电气化率越来越高，用户对于电能供应的可靠性提出更高的要求。同时，随着建设新能源为主体的新型电力系统战略的提出，以风力发电和光伏发电为代表的发电资源在电力系统中占比越来越大。而风力发电和光伏发电本身所固有的波动性、随机性和间歇性等特点，对电力系统的供电可靠性带来了新的挑战。
根据停电事件的调查结果显示：绝大部分的大面积停电事故由运行在接近输电断面极限边缘的输电网络，因为某些小概率事件(比如检修期间发生的局部故障等)引发潮流向相邻支路大范围转移，造成输电线路或者变压器过载，从而引发连锁跳闸事故，导致大面积停电的发生。
输电断面及稳定限额是电网运行方式计算的基本项目之一，是安排电力系统运行方式的重要依据，经常作为衡量在线传输极限有效性的参考标准，传统的输电断面搜索方法主要是进行理论推导，在实际应用过程中存在很大的差异，没有从工程实用的角度出发，分类给出的输电断面类型难以符合电力调度部门的使用习惯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：传统的输电断面搜索方法主要是进行理论推导，在实际应用过程中存在很大的差异，没有从工程实用的角度出发，分类给出的输电断面类型难以符合电力调度部门的使用习惯。本发明目的在于提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统，通过模拟电力系统在故障发生后的运行情况，辅助电力系统调度人员及时调整电力系统运行参数，从工程实用的角度出发，基于搜索割集的输电断面搜索分类给出输电断面类型，符合电力调度部门的使用习惯，工程实用性较强，可对电力调度部门进行系统运行调整时给出指导性意见。
本发明通过下述技术方案实现：
本方案提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，包括：
S1，收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；
S2，设置设备故障集合；所述设备故障集合依据标准导则设置；
S3，将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
S4，移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分：若是，则以当前故障通道和当前短板通道构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
S5，判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以当前故障通道和当前短板通道构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。当该电网出现新的辐射状通道时，由于辐射状通道的每一条通道都是单树枝割集通道，移除该单树枝通道后电网分裂成两个部分。故根据割集的概念，选择其中负载率最大的输电通道，以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面，输出该割集断面，并计算其断面限额。
本方案工作原理：传统的输电断面搜索方法主要是进行理论推导，在实际应用过程中存在很大的差异，没有从工程实用的角度出发，按照故障通道和短板通道是否构成割集进行分类并输出相对应的输电断面，分类给出的输电断面类型难以符合电力调度部门的使用习惯。本发明目的在于提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统，通过模拟电力系统在故障发生后的运行情况，辅助电力系统调度人员及时调整电力系统运行参数，从工程实用的角度出发，基于搜索割集的输电断面搜索分类给出输电断面类型，符合电力调度部门的使用习惯，工程实用性较强，可对电力调度部门进行系统运行调整时给出指导性意见。
为了满足国标GB38755-2019《电力系统安全稳定导则》中N-1原则的要求，设备故障集合设置N-1故障集合，包括线路、变压器、母线的N-1故障和同杆双回线路N-2故障。再对目标电网逐一进行N-1故障扫描，搜索其中的关键输电断面。从工程应用角度出发，根据故障设备和短板设备是否构成割集将输电断面进行分类，同时采用设备潮流同比增减至故障后短板设备刚好满载时的断面潮流作为该输电断面热稳定限额；通过模拟电力系统在N-1故障集中各故障发生后的运行状态，辅助电力系统调度运行人员及时调整系统运行参数，进一步提高电网供电可靠性。
本发明中：输电通道是指由并联输电线路或并列变压器构成的输电路径，输电通道内各个设备的潮流按阻抗分配，每个设备流过的有功潮流占该通道总潮流的比值较为固定。
输电断面是指由一个或多个输电通道构成的集合，并需要制定运行控制限额才能保障电网安全运行。
设备故障集是指研究电网中所有的输电线路N-1故障、主变N-1故障、母线N-1故障和同杆双回线路N-2故障等电力系统安全稳定导则中规定的第一级、第二级安全稳定标准对应的故障，不包括第三级安全稳定标准应对的故障。
线路载流能力是指输电线路在热稳定约束下的最大输电有功功率。
线路负载率是指线路有功潮流与线路载流能力的比值。
短板(瓶颈)设备是指其载流能力制约断面输电能力的设备，可能存在两种情况：
(1)正常运行方式下重载设备，其长期载流能力是制约断面输电能力的瓶颈；
(2)预想故障后的重载设备，其载流能力是制约断面输电能力的瓶颈。
潮流转移比是指故障后短板设备有功潮流与故障前输电断面有功潮流的比值。
断面负载率表示断面有功潮流与断面控制限额的比值。
割集是图论中的概念，定义为连通图中边的集合。从连通图中移除该集合中的边后，该图不再连通。本发明将割集定义为输电通道的集合，移除该集合中的输电通道后，电网将解列为两个或多个没有电气联系的子电网。特别地，在一个连通图中，移去其中任一条支路，该图变成两个分离的部分(孤点也算作一部分)，则该支路为单树枝割集。
电磁环网通道潮流转移系数是指在电磁环网中，“短板通道”预想故障前后的有功增量与故障通道预想故障前潮流的比值。
进一步优化方案为，所述基础数据包括：
节点i的注入有功功率Pi和无功功率Qi，节点i与节点j之间的阻抗Zij，节点i的对地导纳Yi，节点i与节点j之间变压器的额定功率
Figure BDA0003946626080000031
节点i与节点j间线路的最大传输功率
Figure BDA0003946626080000032
以目标电网的变电站一个节点。
进一步优化方案为，在输出割集断面A、割集断面B和非割集断面的同时输出所属子类型。
进一步优化方案为，割集断面A以设备潮流同比增减至故障后短板设备潮流刚好满载时的断面潮流作为断面限额：
输电线路断面限额的计算公式为：
Figure BDA0003946626080000033
其中：
Figure BDA0003946626080000034
代表输电线路热稳定限额；Pl,max代表输电线最大载流能力；k代表裕度，该断面构成割集时取1，不构成割集时取0.9或者0.95；Kl代表潮流转移比；
变压器断面限额计算公式为：
Figure BDA0003946626080000041
其中：
Figure BDA0003946626080000042
代表该变压器长期载流能力下的热稳定限额；Plt,T代表该变压器的长期载流能力；KT代表潮流转移比；
Figure BDA0003946626080000043
其中：
Figure BDA0003946626080000044
代表考虑短时载流能力和短时过载能力下该变压器的热稳定限额；Pst,T代表该变压器的短时载流能力；loverload代表过载系数；k代表裕度，该断面构成割集时取1，否则取0.9或者0.95；
变压器的热稳定限额
Figure BDA0003946626080000045
为：
Figure BDA0003946626080000046
进一步优化方案为，割集断面B以设备潮流同比增减至短板设备刚好为故障后短时载流能力时的断面潮流作为断面限额：
断面热稳定限额
Figure BDA0003946626080000047
计算公式为：
Figure BDA0003946626080000048
其中，Pst代表所有短板设备的短时载流能力；k表示裕度，取0.9；K代表潮流转移比。
进一步优化方案为，非割集断面的断面限额计算方法为：
基于电磁环网断面的断面限额遵循以下公式：
Figure BDA0003946626080000049
其中：KHV-LV代表高压通道对低压通道的潮流转移比；PHV代表高压通道潮流；k代表裕度；PLV代表低压通道潮流；Pst,LV代表低压通道的短时载流能力。
进一步优化方案为，割集断面A的子类型包括：“一”字型断面、“V”字型断面、“二”字型断面和“多故障通道+短板通道”断面；
割集断面B的子类型包括：“Y”字型断面、“三”字型断面和“多故障通道、短板通道和临近通道”型断面。
进一步优化方案为，所述“一”字型断面为两变电站间通过双回及以上线路连接的断面或两不同电压等级母线间通过两台及以上主变连接的断面；即单通道断面，相关约束只与一个通道有关，其计算原则较为明确。这类断面的计算相对简单，在实际电网中数量也是最多的。
所述“V”字型断面为断面有共同的送端变电站或受端变电站；
所述“二”字型断面为二通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；
所述“多故障通道和短板通道”型断面为母线故障或位于不同输电通道上的同杆线路故障。
进一步优化方案为，所述“Y”字型断面为三通道断面有一侧有共同的送端变电站或受端变电站；
所述“三”字型断面为三通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；
所述“多故障通道、短板通道和临近通道”型断面为母线故障或位于不同输电通道上的同杆线路故障。
本方案还提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算系统，用于实现上述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，包括：
采集模块，用于收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；
设置模块，用于设置设备故障集合；所述设备故障集合依据标准导则设置；
搜索模块，用于将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
输出计算模块，用于移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分：若是，则以“当前故障通道和当前短板通道”构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
输出计算模块，还用于判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以当前故障通道和当前短板通道构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法及系统，通过模拟电力系统在故障发生后的运行情况，辅助电力系统调度人员及时调整电力系统运行参数，从工程实用的角度出发，基于搜索割集的输电断面搜索分类给出输电断面类型，符合电力调度部门的使用习惯，工程实用性较强，可对电力调度部门进行系统运行调整时给出指导性意见。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
图1为基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法流程示意图；
图2为线路故障“V”字型断面拓扑图；
图3为线路故障“二”字型断面拓扑图；
图4为母线故障“V”字型断面拓扑图；
图5为母线故障“Y”字型断面拓扑图；
图6为母线故障星型断面拓扑图；
图7为母线故障“Y”字型断面拓扑图；
图8为同杆线路故障“二”字型断面拓扑图；
图9为同杆线路故障“三”字型断面拓扑图；
图10为故障通道潮流方向不一致型断面拓扑图；
图11为“Y”字型断面拓扑图；
图12为“三”字型断面拓扑图；
图13为电磁环网断面拓扑图；
图14为单通道断面示意图；
图15为故障通道和短板通道不在同一个通道示意图；
图16为“故障通道+短板通道+邻近通道”组成的割集断面示意图；
图17为“故障通道+短板通道”组成的非割集断面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，包括：
S1，收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；所述基础数据包括：
节点i的注入有功功率Pi和无功功率Qi，节点i与节点j之间的阻抗Zij，节点i的对地导纳Yi，节点i与节点j之间变压器的额定功率
Figure BDA0003946626080000061
节点i与节点j间线路的最大传输功率
Figure BDA0003946626080000062
以目标电网的变电站一个节点。
S2，设置设备故障集合；所述设备故障集合依据标准导则设置；本实施例中设置满足《电力系统安全稳定导则》中N-1原则要求的故障集合，包括：线路N-1故障，主变N-1故障，母线N-1故障，和同杆双回线路N-2故障。
S3，将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
S4，移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分，根据图论中割集的概念：若是，则以当前故障通道和当前短板通道构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
割集断面A的断面限额计算过程中，以设备潮流同比增减至故障后短板设备潮流刚好满载时的断面潮流作为断面限额：
输电线路断面限额的计算公式为：
Figure BDA0003946626080000071
其中：
Figure BDA0003946626080000072
代表输电线路热稳定限额；Pl,max代表输电线最大载流能力；k代表裕度，该断面构成割集时取1，不构成割集时取0.9或者0.95；Kl代表潮流转移比；
变压器断面限额计算公式为：
Figure BDA0003946626080000073
其中：
Figure BDA0003946626080000074
代表该变压器长期载流能力下的热稳定限额；Plt,T代表该变压器的长期载流能力；KT代表潮流转移比；
Figure BDA0003946626080000075
其中：
Figure BDA0003946626080000076
代表考虑短时载流能力和短时过载能力下该变压器的热稳定限额；Pst,T代表该变压器的短时载流能力；loverload代表过载系数；k代表裕度，该断面构成割集时取1，否则取0.9或者0.95；
变压器的热稳定限额
Figure BDA0003946626080000077
为：
Figure BDA0003946626080000078
割集断面A的子类型包括：“一”字型断面、“V”字型断面、“二”字型断面和“多故障通道+短板通道”断面；
所述“一”字型断面，即单通道断面，为两变电站间通过双回及以上线路连接的断面或两不同电压等级母线间通过两台及以上主变连接的断面；相关约束只与一个通道有关，其计算原则较为明确。这类断面的计算相对简单，在实际电网中数量也是最多的。
所述“V”字型断面为断面有共同的送端变电站或受端变电站；其拓扑结构如图2所示，图中实直线表示通道，虚线表示有直接或间接电气联系；箭头表示潮流方向；曲线表示断面，断面有共同的送端变电站或受端变电站(A站)。
所述“二”字型断面为二通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；其拓扑结构如图3所示，断面没有共同的送端变电站或受端变电站。
对于“多故障通道和短板通道”型断面：对于母线故障或者位于不同输电通道上的同杆线路故障，故障开断设备可能位于多个通道，故可能出现“多故障通道和短板通道”构成的断面，主要包括两种情况：(1)短板通道位于某一故障通道；(2)短板通道不是故障通道，位于故障通道之外。
对于短板通道位于某一故障通道的情况，一般将与短板通道潮流同向的故障通道划为一个断面。
母线故障的一个重要特征是故障通道有共同的厂站(或共同的母线)，典型拓扑结构为“V”字型、“Y”字型，星型和分散型等；母线故障“V”字型断面如图4所示，母线故障“Y”字型断面如图5所示，母线故障星型断面如图6所示，母线故障“Y”字型断面如图7所示。
图8所示的故障集可能包括AC双线故障、BD双线故障、AC一线故障+BC一线故障等多种情况。同杆线路故障“三”字型断面指没有共同的送端及受端厂站的三通道断面，其拓扑结构如图9所示。同杆线路故障“二”字型和“三”字型断面事实都可以看作是分散型断面的特例。对于同杆线路故障“二”字型断面构成割集的情况，计算中短板短时载流能力不留裕度，否则需要留10％裕度。
上述结构型式均指故障通道潮流同向的情况，有些情况下故障通道间的潮流方向不一致。如图10所示，假设AB及BC均为双回线，若AB一回线与BC一回线发生同杆故障(或者B站某母线故障开断AB及BC各一回线)，导致DE设备过载；这种情况下，需要按2个断面处理。
S5，判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以“当前故障通道+当前短板通道+辐射状通道中负载率最大的输电通道”构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以“当前故障通道和当前短板通道”构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。
在输出割集断面A、割集断面B和非割集断面的同时输出所属子类型；
割集断面B以设备潮流同比增减至短板设备刚好为故障后短时载流能力时的断面潮流作为断面限额：
断面热稳定限额
Figure BDA0003946626080000091
计算公式为：
Figure BDA0003946626080000092
其中，Pst代表所有短板设备的短时载流能力；k表示裕度，取0.9；K代表潮流转移比。
割集断面B的子类型包括：“Y”字型断面、“三”字型断面和“多故障通道+短板通道+临近通道”断面。
所述“Y”字型断面为三通道断面有一侧有共同的送端变电站或受端变电站；其拓扑结构如图11所示。
所述“三”字型断面为三通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；其拓扑结构如图12所示。
所述“多故障通道+短板通道+临近通道”断面：对于母线故障或位于不同输电通道上的同杆线路故障，故障开断设备可能位于多个通道，如果“多故障通道+短板通道”不构成割集断面，此时可采用“多故障通道+短板通道+临近通道”构成割集断面，其拓扑结构与上述“多故障通道+短板通道”断面的情况类似。
非割集断面的断面限额计算方法为：以电磁环网断面为例，说明“故障通道+短板通道”组成非割集断面及其限额计算。
500kV/220kV电磁环网断面可以看作是一类特殊的“故障通道和短板通道”型断面，对应于“故障通道”为500kV线路或主变，“短板通道”为220kV线路的情况。考虑到在非割集断面下，基于电磁环网断面的断面限额遵循以下公式：
Figure BDA0003946626080000093
其中：KHV-LV代表高压通道对低压通道的潮流转移比；PHV代表高压通道潮流；k代表裕度；PLV代表低压通道潮流；Pst,LV代表低压通道的短时载流能力。
电磁环网断面的拓扑结构如下图13所示，图中粗线表示500kV线路，细线表示220kV线路，实际系统中，A站和B站可能为同一座500kV变电站，同样C站和D站也可能为同一座500kV变电站。
实施例2
本实施例提供基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算系统，用于实现上一实施例所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，包括：
采集模块，用于收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；
设置模块，用于设置设备故障集合；所述设备故障集合依据标准导则设置；
搜索模块，用于将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
输出计算模块，用于移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分：若是，则以“当前故障通道和当前短板通道”构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
输出计算模块，还用于判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以当前故障通道和当前短板通道构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。
实施例3
本实施例以某省级电网为例给出输电断面搜索结果，具体包括以下三个实施例。该省级电网的相关信息如下：
表1某省级电网相关信息
项目 数量
该电力系统包含节点数 3542
该电力系统包含支路数 4667
该电力系统中电源数量 518
(一)、“故障通道+短板通道”组成的割集断面A
①典型的是单通道断面中两个变电站经过双回线相连，该双回线中有一回线跳闸的情况：如图14所示，其中平福一线和二线为220kV电压等级，弧线表示割集，“×”表示线路跳闸，“168-j74”和箭头表示初始潮流，“(2)”表示双回路的潮流。
表2单通道断面
运行方式 正常方式
断面名称 平福一线+平福二线
预想故障 任一回交流线路跳闸(平福一线)
瓶颈设备 平福二线
故障前支路潮流(MW) 平福二线：92.61；平福一线：75.01
故障后支路潮流(MW) 平福二线：132.54；平福一线：0
断面热稳定限额(MW) 265.58654
②故障通道和短板通道不在同一个通道的情况：电路拓扑图如图15所示，图中均为500kV电压等级；弧线表示割集，“×”表示线路跳闸，数字和箭头表示初始潮流，“(2)”表示双回路的潮流。
表3故障通道和短板通道不在同一个通道
运行方式 正常方式
断面名称 二百线+榄普二线
预想故障 任一回交流线路跳闸(二百线)
瓶颈设备 榄普二线
故障前支路潮流(MW) 二百线：767.78；榄普二线：1102.73
故障后支路潮流(MW) 二百线：0；榄普二线：1435.24
断面热稳定限额(MW) 1980
(二)、“故障通道+短板通道+邻近通道”组成的割集断面B，断面拓扑图如图16所示；其中昭化站点为500kV电压等级，其余为220kV电压等级，数字和箭头表示初始潮流，“(2)”表示双回路的潮流。
表4“故障通道+短板通道+邻近通道”断面
运行方式 正常方式
断面名称 苍江线+袁雪线+昭雪一线+昭雪二线
预想故障 平行双回线路跳闸(昭雪一线+昭雪二线)
瓶颈设备 袁雪线
故障前支路潮流(MW) 苍江线：63.63；袁雪线：98.83；昭雪二线：103.69；昭雪一线：103.72
故障后支路潮流(MW) 苍江线：106.09；袁雪线：267.35；昭雪二线：0；昭雪一线：0
断面热稳定限额(MW) 498.0365
(三)、“故障通道+短板通道”组成的非割集断面，断面拓扑图如图17所示；其中川长坪山变站点、南充站点及二者之间的线路为500kV电压等级，其余为220kV电压等级，数字和箭头表示初始潮流，“(3)”表示三回路的潮流。
表5“故障通道+短板通道”组成的非割集断面
Figure BDA0003946626080000111
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，包括：
S1，收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；
S2，设置故障集合；所述故障集合依据标准导则设置；
S3，将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
S4，移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分：若是，则以当前故障通道和当前短板通道构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
S5，判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以当前故障通道和当前短板通道构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。
2.根据权利要求1所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，所述基础数据包括：
节点i的注入有功功率Pi和无功功率Qi，节点i与节点j之间的阻抗Zij，节点i的对地导纳Yi，节点i与节点j之间变压器的额定功率
Figure FDA0003946626070000011
节点i与节点j间线路的最大传输功率
Figure FDA0003946626070000012
3.根据权利要求2所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，在输出割集断面A、割集断面B和非割集断面的同时输出所属子类型。
4.根据权利要求2所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，割集断面A以设备潮流同比增减至故障后短板设备潮流刚好满载时的断面潮流作为断面限额：
输电线路断面限额的计算公式为：
Figure FDA0003946626070000013
其中：
Figure FDA0003946626070000014
代表输电线路热稳定限额；Pl,max代表输电线最大载流能力；k代表裕度，该断面构成割集时取1，不构成割集时取0.9或者0.95；Kl代表潮流转移比；
变压器断面限额计算公式为：
Figure FDA0003946626070000015
其中：
Figure FDA0003946626070000021
代表该变压器长期载流能力下的热稳定限额；Plt,T代表该变压器的长期载流能力；KT代表潮流转移比；
Figure FDA0003946626070000022
其中：
Figure FDA0003946626070000023
代表考虑短时载流能力和短时过载能力下该变压器的热稳定限额；Pst,T代表该变压器的短时载流能力；loverload代表过载系数；k代表裕度，该断面构成割集时取1，否则取0.9或者0.95；
变压器的热稳定限额
Figure FDA0003946626070000024
为：
Figure FDA0003946626070000025
5.根据权利要求2所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，割集断面B以设备潮流同比增减至短板设备刚好为故障后短时载流能力时的断面潮流作为断面限额：
断面热稳定限额
Figure FDA0003946626070000026
计算公式为：
Figure FDA0003946626070000027
其中，Pst代表所有短板设备的短时载流能力；k表示裕度，取0.9；K代表潮流转移比。
6.根据权利要求2所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，非割集断面的断面限额计算方法为：
基于电磁环网断面的断面限额遵循以下公式：
Figure FDA0003946626070000028
其中：KHV-LV代表高压通道对低压通道的潮流转移比；PHV代表高压通道潮流；k代表裕度；PLV代表低压通道潮流；Pst,LV代表低压通道的短时载流能力。
7.根据权利要求3所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，割集断面A的子类型包括：“一”字型断面、“V”字型断面、“二”字型断面和“多故障通道和短板通道”断面；
割集断面B的子类型包括：“Y”字型断面、“三”字型断面和“多故障通道、短板通道和临近通道”型断面。
8.根据权利要求7所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，
所述“一”字型断面为两变电站间通过双回及以上线路连接的断面或两不同电压等级母线间通过两台及以上主变连接的断面；
所述“V”字型断面为断面有共同的送端变电站或受端变电站；
所述“二”字型断面为二通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；
所述“多故障通道和短板通道”型断面为母线故障或位于不同输电通道上的同杆线路故障。
9.根据权利要求7所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，其特征在于，
所述“Y”字型断面为三通道断面有一侧有共同的送端变电站或受端变电站；
所述“三”字型断面为三通道断面无共同的送端变电站或受端变电站；
所述“多故障通道、短板通道和临近通道”型断面为母线故障或位于不同输电通道上的同杆线路故障。
10.基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算系统，其特征在于，用于实现权利要求1-9任一所述的基于搜索割集的输电断面搜索及断面限额计算方法，包括：
采集模块，用于收集目标电网的基础数据，形成目标电网的网络拓扑结构图；
设置模块，用于设置故障集合；所述故障集合依据标准导则设置；
搜索模块，用于将故障集合中每一个故障添加到目标电网中进行故障扫描，找出故障通道及短板通道；
输出计算模块，用于移除找到的故障通道及短板通道后，判断目标电网是否解列为两部分：若是，则以“当前故障通道和当前短板通道”构成割集断面A输出，并计算割集断面A的断面限额；否则搜索当前短板通道的临近通道；
输出计算模块，还用于判断当前短板通道的临近通道中是否出现新的辐射状通道：若是，则以当前故障通道、当前短板通道和辐射状通道中负载率最大的输电通道构成割集断面B输出，并计算割集断面B的断面限额；否则以当前故障通道和当前短板通道构成非割集断面输出，并计算非割集断面的断面限额。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117741345A (zh) * 2023-12-21 2024-03-22 暨南大学 一种电网关键输电断面快速搜索的方法及系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117741345A (zh) * 2023-12-21 2024-03-22 暨南大学 一种电网关键输电断面快速搜索的方法及系统

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