CN116090782A - 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统 - Google Patents

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CN116090782A CN202310122036.6A CN202310122036A CN116090782A CN 116090782 A CN116090782 A CN 116090782A CN 202310122036 A CN202310122036 A CN 202310122036A CN 116090782 A CN116090782 A CN 116090782A
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Abstract

本发明公开了一种区域电网500kV变电站供电方案选择方法，包括获取待选择供电方案；计算给定运行方式下的环境温度和输电线路允许电流；设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值；计算各供电方案中各输电线路的极限输送容量；计算不同供电方案下解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；计算并确定未来负荷增加时的供电方案，完成供电方案的选择。本发明还公开了一种实现所述区域电网500kV变电站供电方案选择方法的系统。本发明能够对实际电网500千伏网架构建和容量建设提供数据支撑和选择方案，而且可靠性高、精确性好且客观科学。

Description

区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统
技术领域
本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统。
背景技术
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
电气主接线中承载一次电流的电力设备主要包括输电线路、母线、变压器、开关设备和电流互感器。在实际电网运行中，变电站母线、开关设备和电流互感器在设备选型时留有较大裕度，而且它们的最高允许运行温度高于输电线路；所以，它们的持续容许最大电流一般高于输电线路和变压器。
电网最大供电能力(total supplying capability，TSC)是指在基态负荷分布下，满足一定安全稳定约束下的电网所能供应的最大负荷容量。目前我国输电网格局基本成型，但是由于电网负荷发展较快且波动较大，因此在大负荷方式下可能存在用电紧张问题；同时在电网出现N-1故障下还面临安全稳定问题。因此，优化电网的运行方案，在提高电网供电能力的同时提高电网运行的安全性和稳定性，从而尽可能避免由于电网N-1故障引起的主变压器或线路过载。
为满足电网供电能力和安全稳定运行的要求，必须要选取满足负荷发展需求和电网运行的供电方案。但是，目前的区域电网500kV变电站供电方案的选择过程，不仅极其依赖于电网调度人员的个人经验，主观性高，而且其方案选择的过程所考虑的因素较少，因此选取的结果的可靠性和精确性都较差。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、精确性好且客观科学的区域电网500kV变电站供电方案选择方法。
本发明的目的之二在于提供一种实现所述区域电网500kV变电站供电方案选择方法的系统。
本发明提供的这种区域电网500kV变电站供电方案选择方法，包括如下步骤：
S1.获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案；
S2.根据步骤S1获取的方案，计算给定运行方式下的环境温度；
S3.基于步骤S1获取的方案和步骤S2得到的环境温度，计算输电线路允许电流；
S4.根据步骤S3得到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值；
S5.根据步骤S2和S3得到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量；
S6.计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；
S7.根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择。
步骤S2所述的计算给定运行方式下的环境温度，具体包括如下步骤：
在给定运行方式下，采用如下算式计算得到所在月份每日最高气温的平均值Tave，并将所述平均值作为给定运行方式下的环境温度：
Figure BDA0004080293430000031
式中Ti,max为当月第i天的最高气温；N为当月天数。
步骤S3所述的计算输电线路允许电流，具体包括如下步骤：
采用如下算式计算得到输电线路允许电流Imax：
Imax＝min(Iline,max,Istation,max,ICT,max)
式中Iline,max为输电线路安全控制电流；Istation,max为变电站内间隔导线安全控制电流；ICT,max为电流互感器安全控制电流。
当变电站内间隔导线安全控制电流Istation,max小于电流互感器安全控制电流ICT,max时，通过更换变电站内的间隔导线改变其安全控制电流I'station,max，从而提高输电线路的极限输送能力；此时，计算输电线路允许电流的算式如下：
I'max＝min(Iline,max,I'station,max,ICT,max)
其中，要求Istation,max＜min(Iline,max,ICT,max)；将得到的I'max作为新的Imax，并进行后续计算。
步骤S4所述的设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值，具体包括如下步骤：
采用如下算式设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值PT：
Pk,trans≤PT＝βPk,trans,N
式中Pk,trans为第k台主变压器实际下网负荷；Pk,trans,N为第k台主变压器额定容量；β为设定的阈值倍数。
步骤S5所述的计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，具体包括如下步骤：
采用如下算式计算第j条输电线路的极限输送容量Pj,line,limit：
Figure BDA0004080293430000041
式中Ue为输电线路的额定电压；I'j,max为第j条输电线路的输电线路安全控制电流；
Figure BDA0004080293430000042
为功率因素；K为温度修正系数，且取值规则为若环境温度为10℃则K＝1.15，若环境温度为15℃则K＝1.11，若环境温度为20℃则K＝1.05，若环境温度为25℃则K＝1.0，若环境温度为30℃则K＝0.94，若环境温度为35℃则K＝0.88，若环境温度为40℃则K＝0.81。
步骤S6所述的计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量，具体包括如下步骤：
计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，然后计算500千伏变电站主变压器N-1和供电区域内220千伏和500千伏输电线路N-1情况下各条线路潮流情况，得到不同N-1故障下的过载情况；
针对线路过载情况，通过设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值和输电线路的极限输送容量，确定解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量M'。
步骤S7所述的根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，具体包括如下步骤：
针对目标年供电区域负荷增长α，建立如下目标函数和约束条件：
目标函数：
Figure BDA0004080293430000043
式中Pload,initial为当前给定运行方式下初始负荷；M'为解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；
约束条件：I'max＝min(Iline,max,Is'tation,max,ICT,max)、Ptrans≤βPtrans,N和Pj,line≤Pj,line,limit，式中Pj,line为第j条输电线路的输送容量；
选取对应的目标函数值最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
所述的步骤S7，还包括如下步骤：
若目标函数值相等，则针对目标函数值相等时所对应的供电方案，计算如下指标：
Figure BDA0004080293430000051
Figure BDA0004080293430000052
ε＝min[max(ηm,j,μm,k)]
式中ηj为第j条线路在未更换间隔导线下的线路过载比例；μk为第k台主变压器超出其额定功率的比例；max(ηm,j,μm,k)为第m个运行方案下所有主变压器和输电线路过载率指标中的最大值，下标m表示第m个运行方案；ε为在m个方案对应的最大主变压器或输电线路过载率指标中的最小值；
计算得到指标后，选取目标年供电区域负荷增长α后目标函数值F最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
本发明还公开了一种实现所述区域电网500kV变电站供电方案选择方法的系统，包括数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块；数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块依次串联；数据获取模块用于获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案，并将数据上传环境温度计算模块；环境温度计算模块用于根据接收到的数据，计算给定运行方式下的环境温度，并将数据上传线路允许电流计算模块；线路允许电流计算模块用于根据接收到的数据，计算输电线路允许电流，并将数据上传过负荷能力阈值设定模块；过负荷能力阈值设定模块用于根据接收到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值，并将数据上传极限输送容量计算模块；极限输送容量计算模块用于根据接收到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，并将数据上传更换设备数量计算模块；更换设备数量计算模块用于根据接收到的数据，计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量，并将数据上传供电方案选择模块；供电方案选择模块用于根据接收到的数据，根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择。
本发明提供的这种区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统，充分考虑了电网实际运行中，输电线路极限输送容量、输电线路安全控制电流、变电站内电流互感器安全控制电流和变电站内间隔导线安全控制电流，同时考虑环境温度对输电线路持续容许最大电流的影响，在考虑更换变电站内间隔导线以提高输电线路极限输送容量和500千伏变电站主变压器过载能力的情况下，建立目标函数对给定运行方式下的不同运行方案进行评估，进而选取最优方案并提高区域电网供电能力；因此本发明能够对实际电网500千伏网架构建和容量建设提供数据支撑和选择方案，而且可靠性高、精确性好且客观科学。
附图说明
图1为本发明方法的方法流程示意图。
图2为本发明方法的实施例的方案一的供电方案示意图。
图3为本发明方法的实施例的方案二的供电方案示意图。
图4为本发明方法的实施例的方案三的供电方案示意图。
图5为本发明方法的实施例的方案四的供电方案示意图。
图6为本发明系统的系统功能模块示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种区域电网500kV变电站供电方案选择方法，包括如下步骤：
S1.获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案；
S2.根据步骤S1获取的方案，计算给定运行方式下的环境温度；具体包括如下步骤：
在给定运行方式下，采用如下算式计算得到所在月份每日最高气温的平均值Tave，并将所述平均值作为给定运行方式下的环境温度：
Figure BDA0004080293430000071
式中Ti,max为当月第i天的最高气温；N为当月天数；
S3.基于步骤S1获取的方案和步骤S2得到的环境温度，计算输电线路允许电流；具体包括如下步骤：
采用如下算式计算得到输电线路允许电流Imax：
Imax＝min(Iline,max,Istation,max,ICT,max)
式中Iline,max为输电线路安全控制电流；Istation,max为变电站内间隔导线安全控制电流；ICT,max为电流互感器安全控制电流；
具体实施时，由于输电线路安全控制电流Iline,max和变电站内间隔导线安全控制电流Istation,max受环境温度影响较大，温度较低时Iline,max和Istation,max取值较大，此时输电线路极限输送容量容易受电流互感器安全控制电流约束。由于输电线路较长，更换输电线路来提高安全控制电流成本较高，同时实际电网中输电线路与电流互感器安全控制电流能相互匹配，因此当变电站内间隔导线安全控制电流Istation,max小于电流互感器安全控制电流ICT,max时，可以通过更换变电站内的间隔导线改变其安全控制电流I'station,max，提高输电线路的极限输送能力，如下式所示：
I'max＝min(Iline,max,I'station,max,ICT,max)
此时要求Istation,max＜min(Iline,max,ICT,max)；将得到的I'max作为新的Imax，并参与后续的计算即可；
S4.根据步骤S3得到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值；具体包括如下步骤：
采用如下算式设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值PT：
Pk,trans≤PT＝βPk,trans,N
式中Pk,trans为第k台主变压器实际下网负荷；Pk,trans,N为第k台主变压器额定容量；β为设定的阈值倍数，一般取值为1.0～1.3；
S5.根据步骤S2和S3得到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量；具体包括如下步骤：
采用如下算式计算第j条输电线路(若更换了变电站间隔导线，则计算更换变电站间隔导线后的数据)的极限输送容量Pj,line,limit：
Figure BDA0004080293430000081
式中Ue为输电线路的额定电压；I'j,max为第j条输电线路(若更换了变电站间隔导线，则计算更换变电站间隔导线后的数据)的输电线路安全控制电流；
Figure BDA0004080293430000091
为功率因素；K为温度修正系数，且取值规则为若环境温度为10℃则K＝1.15，若环境温度为15℃则K＝1.11，若环境温度为20℃则K＝1.05，若环境温度为25℃则K＝1.0，若环境温度为30℃则K＝0.94，若环境温度为35℃则K＝0.88，若环境温度为40℃则K＝0.81；
S6.计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；具体包括如下步骤：
计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，然后计算500千伏变电站主变压器N-1和供电区域内220千伏和500千伏输电线路N-1情况下各条线路潮流情况，得到不同N-1故障下的过载情况；
针对线路过载情况，通过设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值和输电线路的极限输送容量，确定解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量M'；
S7.根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择；具体包括如下步骤：
针对目标年供电区域负荷增长α，建立如下目标函数和约束条件：
目标函数：
Figure BDA0004080293430000092
式中Pload,initial为当前给定运行方式下初始负荷；M'为解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；
约束条件：I'max＝min(Iline,max,Is'tation,max,ICT,max)、Ptrans≤βPtrans,N和Pj,line≤Pj,line,limit，式中Pj,line为第j条输电线路的输送容量；
选取对应的目标函数值最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
所述的步骤S7，还包括如下步骤：
若目标函数值相等，则针对目标函数值相等时所对应的供电方案，计算如下指标：
Figure BDA0004080293430000101
Figure BDA0004080293430000102
ε＝min[max(ηm,j,μm,k)]
式中ηj为第j条线路在未更换间隔导线下的线路过载比例；μk为第k台主变压器超出其额定功率的比例；max(ηm,j,μm,k)为第m个运行方案下所有主变压器和输电线路过载率指标中的最大值，下标m表示第m个运行方案；具体实施时，按照以上的第一个算式(ηj的计算式)和第二个算式(μk的计算式)计算ηj和μk即可，此时计算的是第n个方案，则对应得到的就是ηn,j和μn,k；ε为在m个方案对应的最大主变压器或输电线路过载率指标中的最小值；
计算得到指标后，选取目标年供电区域负荷增长α后目标函数值F最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
以下结合一个具体实施例，对本发明方法进行进一步说明：
以某实际地市级电网为例，区域电网内主要线路极限输送容量及其限制电流情况如下表1所示：
表1电网内主要线路极限输送容量及其限制电流数据示意表
Figure BDA0004080293430000111
计算校核，导线的环境温度按照15℃考虑。CYP～BQ I、II线，CYP～TanJ线路导线的实际极限输送容量受到CT、引线影响，均低于输电线路本身的输电能力。根据设备部出具的500千伏变压器及相关设备涉网安全数据，CYP主变过负荷能力按照1.2倍考虑。以某年典型运行方式为例，该地区初始负荷为250万千瓦，未来目标年负荷增长比例为6％。提出以下四种500千伏供电运行方案。
方案一的供电方案如图2所示：
不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况如下表2所示。
表2N-1故障情况下区域电网潮流分布情况示意表
Figure BDA0004080293430000121
由表2可以看出，当CYP 1000MVA主变N-1时，CYP～BQ I回潮流达到463.5MW，而该回线路在15℃环温情况下实际控制功率为340MW。其他N-1故障校核时，未出现过载情况。CYP～BQI回过载比例达到0.36。
随着负荷增长后，不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况如下表3所示。
表3不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况示意表
N-1故障 1000MVA主变 CYP～MF线 HJ～QS线
750MVA主变 <![CDATA[<u>778.5</u>]]> 411.2 516.6
1000MVA主变 / 559.6 672
CYP～BQ I线 <![CDATA[<u>482.2</u>]]> 227.9 263.1
CYP～BQ II线 <![CDATA[<u>438.1</u>]]> 106.1 73.3
CYP～TanJ I线 88.3 178.5 220.8
CYP～TanJ II线 75.4 151.5 188.5
CYP～LS线 302.1 222.5 262.9
CYP～XY线 610.1 432.3 463.4
TJ～BQ线 319.3 289.5 266.1
HJ～QS线 233.7 208.2 /
根据表3可以看到，N-1校核时，当CYP 1000MVA主变N-1时，CYP～BQ I线以及CYP～BQII线在更换间隔导线后在15℃环温下其极限输送功率可满足潮流结果。CYP 750MVA主变下网负荷，未超过其1.2倍过载能力。
因此在方案一中，更换间隔导线数量为2，负荷增长比例为6％，更换间隔导线前线路最大过载比例为0.36。
方案二的供电方案如图3所示：
不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况如下表4所示：
表4不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况示意表
Figure BDA0004080293430000141
由表4可以看出，当CYP 1000MVA主变N-1和CYP～TanJ II线N-1时，CYP～BQ I回潮流分别为495.2MW和426MW，而该回线路在15℃环温情况下实际控制功率为340MW。过载比例分别达到0.46和0.25，其他N-1故障校核时，未出现过载情况。
随着负荷增长后，不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况如下表5所示：
表5不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况示意表
N-1故障 1000MVA主变 CYP～MF线 HJ～QS线
750MVA主变 <![CDATA[<u>808.4</u>]]> 417.6 522.7
1000MVA主变 / 553.2 665.3
CYP～BQ I线 <![CDATA[<u>452.6</u>]]> 236.1 272
CYP～BQ II线 278.1 62.5 28.9
CYP～TanJ I线 27.1 147.1 190
CYP～TanJ II线 333.3 257 297.3
CYP～LS线 76.8 133.3 170.6
CYP～XY线 486.4 399.5 429.7
TJ～BQ线 <![CDATA[<u>325.2</u>]]> 292.3 268.8
HJ～QS线 229.6 207.4 /
由表5可以看到，N-1校核时，当CYP 1000MVA主变N-1时，CYP～BQ线路在更换间隔导线后，在15℃环温下其极限输送功率可满足潮流。CYP 750MVA主变下网负荷，未超过其1.2倍过载能力。TJ～BQ线潮流功率为325.2MW，超控制功率320MW。
因此在方案二中，更换间隔导线数量为1，负荷增长比例为6％，更换间隔导线前线路最大过载比例为0.46。
方案三的供电方案如图4所示：
不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况如下表6所示：
表6不同N-1故障情况下区域电网潮流分布情况示意表
Figure BDA0004080293430000161
由表6可知，在主变N-1或线路N-1校核时未出现过载情况，均满足校核。地区负荷增长6％后，N-1校核潮流如下表7所示：
表7N-1校核潮流情况示意表
Figure BDA0004080293430000171
根据表7可以看到，该方式下，CYP 750MVA主变下网负荷487.6MW，负载率65.01％；1000MVA主变下网620.0MW，负载率62.0％。根据潮流结果，CYP～TanJ II线在更换间隔导线后，可满足潮流。因此在更换间隔导线后，CYP主变压器下网负荷与线路功率均为出现过载情况。
因此在方案三中，更换间隔导线数量为1，负荷增长比例为6％，更换间隔导线前线路无过载情况。
方案四的供电方式如图5所示：
潮流校核结果如表8所示：
表8潮流校核结果示意表
正常方式 750MVA主变N-1 1000MVA主变N-1
750MVA主变 486.3 / <![CDATA[<u>765.2</u>]]>
1000MVA主变 531.8 789.2 /
CYP～BQ I线 159.6 276.1 268.9
CYP～BQ II线 54.4 96.9 341.9
CYP～TanJ I线 234.2 192.7 244.2
CYP～TanJ II线 199.7 163.6 207.5
CYP～LS线 186.2 124.8 214.1
CYP～XY线 324.1 233.1 373.8
TJ～BQ线 195.8 280 282.3
HJ～QS线 131.0 201 180.5
由表8可以看出，CYP 1000MVA主变N-1时，另一台主变下网负荷为765.2MW，过载2.02％，未超主变1.2倍过负荷能力。
地区负荷增长6％后，在N-1校核时，当CYP 1000MVA主变N-1时，TJ～BQ线潮流为318MW，CYP 750MVA主变下网负荷823.9MW，未超过其1.2倍过载能力。
CYP～XY N-1时，CYP～TanJ I回线路潮流356MW，CYP～TanJI回在更换间隔导线后，在15℃环温下其极限输送功率可满足潮流结果。CYP～TanJII回N-1时，CYP～TanJI回潮流为410.2MW，CYP～TanJI回在更换间隔导线后，在15℃环温下其极限输送功率可满足潮流结果。
因此在方案四中，更换间隔导线数量为2，负荷增长比例为6％，更换间隔导线前线路无过载情况。
综上所述，四种供电方案的结果如表9所示：
表9四种供电方案的结果示意表
Figure BDA0004080293430000191
因此，根据申请的步骤7中的具体内容，对目标函数值相等的方案再次进行二次判断，最终可以判断出四种运行方案的排序如下：方案三>方案四>方案二>方案一。
因此，选定供电方案三作为最终的区域电网500kV变电站供电方案。
如图6所示为本发明系统的系统功能模块示意图：本发明公开的这种实现所述区域电网500kV变电站供电方案选择方法的系统，包括数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块；数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块依次串联；数据获取模块用于获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案，并将数据上传环境温度计算模块；环境温度计算模块用于根据接收到的数据，计算给定运行方式下的环境温度，并将数据上传线路允许电流计算模块；线路允许电流计算模块用于根据接收到的数据，计算输电线路允许电流，并将数据上传过负荷能力阈值设定模块；过负荷能力阈值设定模块用于根据接收到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值，并将数据上传极限输送容量计算模块；极限输送容量计算模块用于根据接收到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，并将数据上传更换设备数量计算模块；更换设备数量计算模块用于根据接收到的数据，计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量，并将数据上传供电方案选择模块；供电方案选择模块用于根据接收到的数据，根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择。

Claims (10)

1.一种区域电网500kV变电站供电方案选择方法，包括如下步骤：
S1.获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案；
S2.根据步骤S1获取的方案，计算给定运行方式下的环境温度；
S3.基于步骤S1获取的方案和步骤S2得到的环境温度，计算输电线路允许电流；
S4.根据步骤S3得到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值；
S5.根据步骤S2和S3得到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量；
S6.计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；
S7.根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择。
2.根据权利要求1所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S2所述的计算给定运行方式下的环境温度，具体包括如下步骤：
在给定运行方式下，采用如下算式计算得到所在月份每日最高气温的平均值Tave，并将所述平均值作为给定运行方式下的环境温度：
Figure FDA0004080293400000011
式中Ti,max为当月第i天的最高气温；N为当月天数。
3.根据权利要求2所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S3所述的计算输电线路允许电流，具体包括如下步骤：
采用如下算式计算得到输电线路允许电流Imax：
Imax＝min(Iline,max,Istation,max,ICT,max)
式中Iline,max为输电线路安全控制电流；Istation,max为变电站内间隔导线安全控制电流；ICT,max为电流互感器安全控制电流。
4.根据权利要求3所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于当变电站内间隔导线安全控制电流Istation,max小于电流互感器安全控制电流ICT,max时，通过更换变电站内的间隔导线改变其安全控制电流Is'tation,max，从而提高输电线路的极限输送能力；此时，计算输电线路允许电流的算式如下：
I'max＝min(Iline,max,I′station,max,ICT,max)
其中，要求Istation,max＜min(Iline,max,ICT,max)；将得到的I'max作为新的Imax，并进行后续计算。
5.根据权利要求4所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S4所述的设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值，具体包括如下步骤：
采用如下算式设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值PT：
Pk,trans≤PT＝βPk,trans,N
式中Pk,trans为第k台主变压器实际下网负荷；Pk,trans,N为第k台主变压器额定容量；β为设定的阈值倍数。
6.根据权利要求5所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S5所述的计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，具体包括如下步骤：
采用如下算式计算第j条输电线路的极限输送容量Pj,line,limit：
Figure FDA0004080293400000031
式中Ue为输电线路的额定电压；Ij,max为第j条输电线路的输电线路安全控制电流；
Figure FDA0004080293400000032
为功率因素；K为温度修正系数，且取值规则为若环境温度为10℃则K＝1.15，若环境温度为15℃则K＝1.11，若环境温度为20℃则K＝1.05，若环境温度为25℃则K＝1.0，若环境温度为30℃则K＝0.94，若环境温度为35℃则K＝0.88，若环境温度为40℃则K＝0.81。
7.根据权利要求6所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S6所述的计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量，具体包括如下步骤：
计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，然后计算500千伏变电站主变压器N-1和供电区域内220千伏和500千伏输电线路N-1情况下各条线路潮流情况，得到不同N-1故障下的过载情况；
针对线路过载情况，通过设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值和输电线路的极限输送容量，确定解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量M'。
8.根据权利要求7所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于步骤S7所述的根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，具体包括如下步骤：
针对目标年供电区域负荷增长α，建立如下目标函数和约束条件：
目标函数：
Figure FDA0004080293400000033
式中Pload,initial为当前给定运行方式下初始负荷；M'为解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量；
约束条件：I'max＝min(Iline,max,Is'tation,max,ICT,max)、Ptrans≤βPtrans,N和Pj,line≤Pj,line,limit，式中Pj,line为第j条输电线路的输送容量；
选取对应的目标函数值最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
9.根据权利要求8所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法，其特征在于所述的步骤S7，还包括如下步骤：
若目标函数值相等，则针对目标函数值相等时所对应的供电方案，计算如下指标：
Figure FDA0004080293400000041
Figure FDA0004080293400000042
ε＝min[max(ηm,j,μm,k)]
式中ηj为第j条线路在未更换间隔导线下的线路过载比例；μk为第k台主变压器超出其额定功率的比例；max(ηm,j,μm,k)为第m个运行方案下所有主变压器和输电线路过载率指标中的最大值，下标m表示第m个运行方案；ε为在m个方案对应的最大主变压器或输电线路过载率指标中的最小值；
计算得到指标后，选取目标年供电区域负荷增长α后目标函数值F最大的供电方案作为最终的未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案。
10.一种实现权利要求1～9之一所述的区域电网500kV变电站供电方案选择方法的系统，其特征在于包括数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块；数据获取模块、环境温度计算模块、线路允许电流计算模块、过负荷能力阈值设定模块、极限输送容量计算模块、更换设备数量计算模块和供电方案选择模块依次串联；数据获取模块用于获取待选择的区域电网500kV变电站供电方案，并将数据上传环境温度计算模块；环境温度计算模块用于根据接收到的数据，计算给定运行方式下的环境温度，并将数据上传线路允许电流计算模块；线路允许电流计算模块用于根据接收到的数据，计算输电线路允许电流，并将数据上传过负荷能力阈值设定模块；过负荷能力阈值设定模块用于根据接收到的数据，设定500千伏变电站主变压器的过负荷能力阈值，并将数据上传极限输送容量计算模块；极限输送容量计算模块用于根据接收到的数据，计算各个供电方案中各条输电线路的极限输送容量，并将数据上传更换设备数量计算模块；更换设备数量计算模块用于根据接收到的数据，计算不同供电方案下，解决线路过载问题需更换的变电站内间隔导线设备数量，并将数据上传供电方案选择模块；供电方案选择模块用于根据接收到的数据，根据负荷增长规律，计算并确定未来负荷增加时的区域电网500kV变电站供电方案，完成区域电网500kV变电站供电方案的选择。
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