CN116090782B - 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统 - Google Patents

区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116090782B
CN116090782B CN202310122036.6A CN202310122036A CN116090782B CN 116090782 B CN116090782 B CN 116090782B CN 202310122036 A CN202310122036 A CN 202310122036A CN 116090782 B CN116090782 B CN 116090782B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
max
line
supply scheme
overload
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310122036.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116090782A (zh
Inventor
梁剑
谢宇峥
张劲帆
苏筱凡
李梦骄
章德
杨高才
罗国才
谢煜东
蒋俊杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, State Grid Hunan Electric Power Co Ltd, Economic and Technological Research Institute of State Grid Hunan Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202310122036.6A priority Critical patent/CN116090782B/zh
Publication of CN116090782A publication Critical patent/CN116090782A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116090782B publication Critical patent/CN116090782B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06315—Needs-based resource requirements planning or analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/10—Office automation; Time management
    • G06Q10/103—Workflow collaboration or project management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

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：
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：
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；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：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：
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：
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：
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；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：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：
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
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
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 778.5 411.2 516.6
1000MVA主变 / 559.6 672
CYP～BQ I线 482.2 227.9 263.1
CYP～BQ II线 438.1 106.1 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
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 808.4 417.6 522.7
1000MVA主变 / 553.2 665.3
CYP～BQ I线 452.6 236.1 272
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 325.2 292.3 268.8
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
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
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 / 765.2
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
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 (3)

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；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：
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；
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；
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；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：
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；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：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,I'station,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；
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：
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。
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。
3.一种实现权利要求1或2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。
CN202310122036.6A 2023-02-16 2023-02-16 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统 Active CN116090782B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310122036.6A CN116090782B (zh) 2023-02-16 2023-02-16 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310122036.6A CN116090782B (zh) 2023-02-16 2023-02-16 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116090782A CN116090782A (zh) 2023-05-09
CN116090782B true CN116090782B (zh) 2024-01-30

Family

ID=86206340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310122036.6A Active CN116090782B (zh) 2023-02-16 2023-02-16 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116090782B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103839116A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 国家电网公司 一种基于不同供电区域的变电站容量配置方法
CN105471094A (zh) * 2014-08-07 2016-04-06 国家电网公司 变电站的主动配电网规划方法
CN106487012A (zh) * 2016-11-30 2017-03-08 云南电网有限责任公司 一种高压配电网供电模式的选择方法和系统
CN112909918A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 国网青海省电力公司经济技术研究院 一种基于主变n-1的中压配电网目标网架制定方法
WO2022016622A1 (zh) * 2020-07-22 2022-01-27 南京东博智慧能源研究院有限公司 真双极柔性直流输电系统故障下的自适应优化调控方法
WO2023010760A1 (zh) * 2021-08-04 2023-02-09 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 配售电竞争态势下区域配电网的供电能力评估方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103839116A (zh) * 2014-03-21 2014-06-04 国家电网公司 一种基于不同供电区域的变电站容量配置方法
CN105471094A (zh) * 2014-08-07 2016-04-06 国家电网公司 变电站的主动配电网规划方法
CN106487012A (zh) * 2016-11-30 2017-03-08 云南电网有限责任公司 一种高压配电网供电模式的选择方法和系统
CN112909918A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 国网青海省电力公司经济技术研究院 一种基于主变n-1的中压配电网目标网架制定方法
WO2022016622A1 (zh) * 2020-07-22 2022-01-27 南京东博智慧能源研究院有限公司 真双极柔性直流输电系统故障下的自适应优化调控方法
WO2023010760A1 (zh) * 2021-08-04 2023-02-09 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 配售电竞争态势下区域配电网的供电能力评估方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
交直流混合配电网结构优选和设备容量优化;张释中;裴玮;杨艳红;孔力;袁晓冬;袁宇波;李强;;中国电机工程学报(第09期);全文 *
陕西330kV电网线路导线截面的选择;张世强;姚金雄;张磊;;陕西电力(05);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116090782A (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102044885B (zh) 用于减小太阳能收集器系统损耗的系统和方法
Senjyu et al. Optimal distribution voltage control and coordination with distributed generation
US20090218817A1 (en) Windfarm collector system loss optimization
CN105490281B (zh) 基于边界条件的分层分区无功电压分析方法
CN103269079B (zh) 一种基于静态、暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法
CN105119267B (zh) 一种电网静态电压稳定水平分析方法
Zhou et al. An optimal expansion planning of electric distribution network incorporating health index and non-network solutions
CN104701856A (zh) 一种风电场并网点无功电压控制方法
CN110929212A (zh) 大电网薄弱热稳定断面搜索及限额制定的在线计算方法
CN114362246B (zh) 一种电网可接入分布式光伏容量测算方法
CN116090782B (zh) 区域电网500kV变电站供电方案选择方法及系统
CN106655150A (zh) 一种配电网运行方式优化方法
CN105067877A (zh) 一种多变压器并列供电系统功率损耗平均值的计算方法
CN111340360A (zh) 基于运行及网架风险的综合能源系统实时风险评估方法
CN114925916A (zh) 一种基于数字孪生的重要用户保电应急辅助决策方法
CN110458314B (zh) 一种用于电网日前潮流预报的负荷预测数据分解方法
CN110661268B (zh) 一种新能源汇集站点的动态无功补偿需求确定方法及系统
CN114069606A (zh) 一种模拟变电站全停时负荷转移的自动计算系统
CN116148575A (zh) 220千伏变电站主变压器n-1校核分析方法及系统
Jo et al. Efficient day-ahead scheduling voltage control scheme of ULTC and Var of distributed generation in distribution system
CN114336756B (zh) 一种新能源孤岛直流外送系统的调相机配置方法和系统
CN117411002A (zh) 220千伏关键线路辨识方法及系统
Jiang et al. Compensation Algorithm for Voltage Dip at Transmission End of Distribution Network Considering Uncertainty of Wind Power
Wang et al. Analysis and Evaluation of Bearing Capacity of Distributed Photovoltaic Connected to Hunan Power Grid
CN108092278A (zh) 一种考虑低压设备影响的无功补偿方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant