CN116148575A - 220千伏变电站主变压器n-1校核分析方法及系统 - Google Patents

220千伏变电站主变压器n-1校核分析方法及系统 Download PDF

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CN116148575A CN202310122031.3A CN202310122031A CN116148575A CN 116148575 A CN116148575 A CN 116148575A CN 202310122031 A CN202310122031 A CN 202310122031A CN 116148575 A CN116148575 A CN 116148575A
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Abstract

本发明公开了一种220千伏变电站主变压器N‑1校核分析方法，包括获取待分析的220千伏变电站的数据信息；构建负荷不可转移比指标；校核线路的极限输送容量；计算变电站主变压器N‑1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比；计算无法转供的110千伏负荷并分析得到变电站最终的不可转移负荷比；计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N‑1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成校核分析。本发明不仅能够实现电网220千伏变电站主变压器N‑1情况下的负载率情况的快速分析，为电网的稳定可靠运行提供基础保障，为未来电网规划建设提供决策依据，而且分析速度快、可靠性高且精确性好。

Description

220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法及系统
技术领域
本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法及系统。
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运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。
N-1原则是判定电力系统安全性的一种准则，又称为单一故障安全准则。N-1运行方式是指电力系统的N个元件中的任一独立元件发生故障而被切除，应不造成因其他设备过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。因此N-1准则主要包含两层含义：一是保证电网稳定；二是保证用户得到符合电能质量要求的连续供电。
对220千伏变电站进行N-1校核分析能够有效提高电力系统的供电可靠性，同时也有助于指导调度运行人员在安排电网运行方式时对负荷的调整。但是，现有方案在分析220千伏变电站主变压器的N-1问题时，通常是将110千伏负荷转供至周边220千伏变电站，但是较少考虑或容易忽视110千伏线路极限输送容量；同时，110千伏线路极限输送容量也是依据最极端条件下进行校核。此外，现有方案也未考虑不同负荷时刻温度对线路极限输送容量的影响，而且也无法快速对220千伏变电站在N-1情况下是否过载进行分析。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种分析速度快、可靠性高且精确性好的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法。
本发明的目的之二在于提供一种实现所述220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法的系统。
本发明提供的这种220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，包括如下步骤：
S1.获取待分析的220千伏变电站的数据信息；
S2.根据获取的数据信息，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标；
S3.基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量；
S4.计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比；
S5.计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比；
S6.基于步骤S5的结果和110千伏线路极限输送容量裕度，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析。
步骤S2所述的根据获取的数据信息，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标，具体包括如下步骤：
对待分析的220千伏变电站的单电源供带的110千伏和10千伏负荷进行分析，计算无法转供负荷值Pcont,220为Pcont,220＝Pcont,110+Pcont,10，其中Pcont,110为无法通过优化运行方式转供的110千伏负荷，Pcont,10为无法通过优化运行方式转供的10千伏负荷；
采用如下算式计算第i座变电站串供110千伏负荷时第一段110千伏线路按容许发热条件的持续极限输送容量Pi,max：
Figure BDA0004080291810000031
式中Ue为额定电压；Imax为导线持续容许电流；Ki为温度修正系数，且若周围空气温度为10℃则Ki＝1.15，若周围空气温度为15℃则Ki＝1.11，若周围空气温度为20℃则Ki＝1.05，若周围空气温度为25℃则Ki＝1.0，若周围空气温度为30℃则Ki＝0.94，若周围空气温度为35℃则Ki＝0.88，若周围空气温度为40℃则Ki＝0.81；
对于串供110千伏线路，线路第一段线路输送功率需要满足下式约束：
Figure BDA0004080291810000032
式中Pi,k,110为第i座220千伏变电站串供线路上第k座110千伏变电站功率；m为串供110千伏变电站的座数，且m≤3。
步骤S3所述的校核线路的极限输送容量，具体包括如下步骤：
计算存在110千伏变电站串供线路，在220千伏主变压器N-1情况下110千伏第一段线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m：
Figure BDA0004080291810000033
式中Pm,max为第m条串供110千伏变电站第一段线路的极限输送容量；Pm,line为串供110千伏变电站第一段线路的实际输送容量。
步骤S4所述的计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比，具体包括如下步骤：
构建220千伏负荷不可转移比指标β为
Figure BDA0004080291810000041
其中Pcont,220为无法转供负荷值，P220为即使可以通过优化运行方式转供但是受限于导线极限输送容量约束而无法转供的110千伏负荷，Pi,ratedload为第i座220千伏变电站的额定功率；
根据实际220千伏变电站主变压器配置情况，采用如下算式计算得到不同主变压器配置情况下出现主变N-1时，为保证剩余主变压器不出现过载情况下的负荷不可转移比βi,N：
Figure BDA0004080291810000042
式中Pj,tran为220千伏变电站中第j台主变压器额定功率。
步骤S5所述的计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比，具体包括如下步骤：
针对变电站主变压器台数为2台或3台，主变压器容量主要为120MVA，180MVA和240MVA；
根据220千伏变电站主变压器容量，计算分析得到220千伏负荷不可转移比指标约束条件，并表示为0.33≤βi,N≤0.67；其中，若βi,N＜0.33，则表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时，不会出现主变压器过载情况；若βi,N＞0.67，表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时会出现主变压器过载情况；若0.33≤βi,N≤0.67，则表明需要根据变电站主变压器容量和转供负荷的方式来进一步分析该变电站主变N-1后的负载率情况。
步骤S6所述的基于步骤S5的结果和110千伏线路极限输送容量裕度，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，具体包括如下步骤：
设定负荷的年增长率δ；
设定x年以后线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m小于等于0，表示为
Figure BDA0004080291810000051
同时分析220千伏变电站不可转移负荷比指标β：
Figure BDA0004080291810000052
通过上式能够在设定负荷年增长率取值条件下，计算得到随着负荷增长而导致线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度。
本发明还公开了一种实现所述220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法的系统，具体包括数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块；数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块依次串联；数据获取模块用于获取待分析的220千伏变电站的数据信息，并将数据上传第一负荷不可转移比计算模块；第一负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标，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，基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量，并将数据上传第二负荷不可转移比计算模块；第二负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比，并将数据上传第三负荷不可转移比计算模块；第三负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比，并将数据上传校核分析模块；校核分析模块用于根据接收到的数据，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析。
本发明提供的这种220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法及系统，通过系统的步骤创新和检核分析方法的理论创新，不仅能够实现电网220千伏变电站主变压器N-1情况下的负载率情况的快速分析，为电网的稳定可靠运行提供基础保障，以及为未来电网规划建设提供决策依据，而且分析速度快、可靠性高且精确性好。
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区域电网结构示意图。
图3为本发明系统的功能模块示意图。
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220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，包括如下步骤：
S1.获取待分析的220千伏变电站的数据信息；
S2.根据获取的数据信息，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标；具体包括如下步骤：
对待分析的220千伏变电站的单电源供带的110千伏和10千伏负荷进行分析，计算无法转供负荷值Pcont,220为Pcont,220＝Pcont,110+Pcont,10，其中Pcont,110为无法通过优化运行方式转供的110千伏负荷，Pcont,10为无法通过优化运行方式转供的10千伏负荷；
采用如下算式计算第i座变电站串供110千伏负荷时第一段110千伏线路按容许发热条件的持续极限输送容量Pi,max：
Figure BDA0004080291810000071
式中Ue为额定电压；Imax为导线持续容许电流；Ki为温度修正系数，且若周围空气温度为10℃则Ki＝1.15，若周围空气温度为15℃则Ki＝1.11，若周围空气温度为20℃则Ki＝1.05，若周围空气温度为25℃则Ki＝1.0，若周围空气温度为30℃则Ki＝0.94，若周围空气温度为35℃则Ki＝0.88，若周围空气温度为40℃则Ki＝0.81；
对于串供110千伏线路，线路第一段线路输送功率需要满足下式约束：
Figure BDA0004080291810000072
式中Pi,k,110为第i座220千伏变电站串供线路上第k座110千伏变电站功率；m为串供110千伏变电站的座数，且m≤3；
通常情况下，110千伏线路采用的导线型号主要为LGJ-185，LGJ-240和LGJ-300。根据《电力系统设计手册》，上述导线在环境温度25℃和导线最高容许温度70℃条件下的长期允许电流如下表所示：
表1不同导线温度条件下的长期允许电流示意表
Figure BDA0004080291810000081
然后根据不同环境温度和上式计算得到线路的极限输送功率。
S3.基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量；具体包括如下步骤：
计算存在110千伏变电站串供线路，在220千伏主变压器N-1情况下110千伏第一段线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m：
Figure BDA0004080291810000082
式中Pm,max为第m条串供110千伏变电站第一段线路的极限输送容量；Pm,line为串供110千伏变电站第一段线路的实际输送容量；
根据以上分析可以进一步得到无法通过优化110千伏运行方式转移的负荷，然后可分析该变电站主变N-1后的运行情况；
分析周边220千伏变电站负载率，在第i座变电站主变压器N-1及考虑负荷转供后，周边220千伏变电站不出现过载情况，若出现过载则表明存在部分负荷无法转供的情况。然后根据下式计算得到220千伏变电站负载率情况：
Figure BDA0004080291810000083
式中Pi',load表示第i座220千伏变电站主变压器N-1并考虑110千伏负荷转供后变电站的实际负荷功率(MW)，Pi,N-1,load表示第i座220千伏变电站主变压器N-1后变电站的额定容量(MVA)；α为选定的220千伏目标变电站在最大负荷情况下，变电站主变压器N-1时，考虑优化运行方式将部分110千伏负荷转供至周边220千伏变电站后选定的目标变电站剩余主变负载率；
S4.计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比；具体包括如下步骤：
构建220千伏负荷不可转移比指标β为
Figure BDA0004080291810000091
其中Pcont,220为无法转供负荷值，P220为即使可以通过优化运行方式转供但是受限于导线极限输送容量约束而无法转供的110千伏负荷，Pi,ratedload为第i座220千伏变电站的额定功率；
根据实际220千伏变电站主变压器配置情况，采用如下算式计算得到不同主变压器配置情况下出现主变N-1时，为保证剩余主变压器不出现过载情况下的负荷不可转移比βi,N：
Figure BDA0004080291810000092
式中Pj,tran为220千伏变电站中第j台主变压器额定功率；
S5.计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比；具体包括如下步骤：
针对变电站主变压器台数为2台或3台，主变压器容量主要为120MVA，180MVA和240MVA；
根据220千伏变电站主变压器容量，计算分析得到220千伏负荷不可转移比指标约束条件，并表示为0.33≤βi,N≤0.67；其中，若βi,N＜0.33，则表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时，不会出现主变压器过载情况；若βi,N＞0.67，表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时会出现主变压器过载情况；若0.33≤βi,N≤0.67，则表明需要根据变电站主变压器容量和转供负荷的方式来进一步分析该变电站主变N-1后的负载率情况；
S6.基于步骤S5的结果和110千伏线路极限输送容量裕度，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析；具体包括如下步骤：
大多数地区电力系统负荷的年增长率在7％～9％之间，为了保障负荷的可靠供电，还需对未来负荷进行预测，进而分析110千伏变电站串供线路考虑未来负荷增长时是否能满足负荷转供需求；因此，设定负荷的年增长率δ，一般取值为0.8；
设定x年以后线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m小于等于0，表示为
Figure BDA0004080291810000101
同时分析220千伏变电站不可转移负荷比指标β：
Figure BDA0004080291810000102
通过上式能够在设定负荷年增长率取值条件下，计算得到随着负荷增长而导致线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，从而可以为该地区电网规划建设提出参考建议。
以下结合一个具体实施例，对本发明方法进行进一步说明：
以某地市级区域电网为例，该区域电网结构如图2所示。以GH220千伏变电站为研究对象，分析2022年夏季某天GH 220千伏变电站发生主变压器N-1情况下，剩余主变负载率情况。图中110千伏变电站名称后数字表示变电站负荷(MW)，110千伏变电站负荷由对应连线颜色相同的220千伏变电站供带；箭头指示为对应线路在考虑温度系数修正情况下的极限输送容量，环境温度以35℃为参考，导线截面主要为LGJ-185，LGJ-240和LGJ-300。LT 220千伏变电站变压器容量为1×240MVA，GH 220千伏变电站变压器容量为2×150MVA，BML 220千伏变电站变压器容量为1×180+1×240MVA，新投产的CJ 220千伏变电站变压器容量为1×240MVA。
GH220千伏变电站发生主变压器N-1时，周围220千伏变电站负荷分别为：BML165.2MW，GH 286.35MW，LT 140MW。由上图中可以看出，SQ，LJT，CLC及MQ共4座110千伏变电站和10kV负荷仅通过GH 220千伏变电站单电源供电，其不可转供负荷为：
Pcont,220＝Pcont,110+Pcont,10＝79.99MW
因此可以得到单电源供电情况下的不可转移负荷比为：
Figure BDA0004080291810000111
若考虑110kV负荷转供，LTP 110kV变的28.8MW负荷可通过GH～LT 110kV线路(线路输送容量为102MW)转由LT 220kV变供带，YJL 110kV变的20.2MW负荷可通过成110kV线路(线路输送容量为110MW)转由CJ 220kV变供带，XYC 110kV变的42.59MW负荷可通过GCY110kV线路(线路输送容量为102MW)转由CJ 220kV变供带。但是XY 110千伏站由于LT～SJ线路极限输送容量约束，XY110千伏站负荷无法转供至LT站。考虑110千伏负荷由于线路极限输送容量约束而无法转供的负荷后，负荷不可转移比指标为0.47，因此还需进一步分析是否还可以通过优化运行方式，转供110千伏负荷。
Figure BDA0004080291810000121
因为负荷不可转移比指标为0.47，该值在(0.33，0.67)之间，因此需要进一步判断GH 220千伏变电站主变压器N-1情况下的负载率情况。
负荷全部转出后，GH 220kV变正常方式下最大负荷可减少至218.69MW，未重载，且主变N-1方式下，GH 220千伏变电站主变压器负载率α＝93.26％，主变压器重载。然后计算220千伏变电站负荷增长可能导致的过载情况，考虑8％的年自然增长率，GH 220千伏变电站不可转移负荷比指标为：
Figure BDA0004080291810000122
计算得出：x＝1。因此GH 220千伏变电站在CJ 220千伏变电站投运后且考虑负荷增长后，在主变压器N-1时将会出现过载的情况。因此尽管CJ 220千变电站投运，但是该地区依然缺少变电容量，在CJ 220千伏主变N-1时，YJL 110千伏变电站和XYC 110千伏变电站负荷将无法转供。
而对于线路GH～XY～SJ，若LT线路故障或是LT 220千伏变电站主变压器N-1时，计算其裕度情况并分析x年以后线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m小于等于0，即线路输送功率满载或过载，如下式所示。
Figure BDA0004080291810000123
计算得出：x＝1。因此随着负荷增长，当LT线路故障或是LT 220千伏变电站主变压器N-1时，SJ 110千伏变电站负荷将无法转供。
因此综合上述分析，随着负荷增长，对于该区域GH 220千伏变电站主变压器N-1情况下变电容量将不足，因此需要增加GH 220千伏变电站的变电容量，增强GH 220千伏变电站的供电能力。同时考虑GH～XY 110千伏线路的极限输送容量，在LT线路故障或是LT 220千伏变电站主变压器N-1时SJ负荷无法进行转供，因此需增强SJ 110千伏变电站与周围220千伏变电站或110千伏变电站之间的联络，增加110千伏联络线，提高供电可靠性。本专利所提方法能快速分析电网220千伏变电站主变压器N-1情况下的负载率情况，同时考虑了110千伏线路的极限输送容量，进而为电网规划建设提供决策依据，具有十分重要的工程实践意义。
如图3所示为本发明系统的功能模块示意图：本发明公开的这种实现所述220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法的系统，具体包括数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块；数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块依次串联；数据获取模块用于获取待分析的220千伏变电站的数据信息，并将数据上传第一负荷不可转移比计算模块；第一负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标，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，基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量，并将数据上传第二负荷不可转移比计算模块；第二负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比，并将数据上传第三负荷不可转移比计算模块；第三负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比，并将数据上传校核分析模块；校核分析模块用于根据接收到的数据，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析。

Claims (7)

1.一种220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，包括如下步骤：
S1.获取待分析的220千伏变电站的数据信息；
S2.根据获取的数据信息，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标；
S3.基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量；
S4.计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比；
S5.计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比；
S6.基于步骤S5的结果和110千伏线路极限输送容量裕度，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析。
2.根据权利要求1所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，其特征在于步骤S2所述的根据获取的数据信息，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标，具体包括如下步骤：
对待分析的220千伏变电站的单电源供带的110千伏和10千伏负荷进行分析，计算无法转供负荷值Pcont,220为Pcont,220＝Pcont,110+Pcont,10，其中Pcont,110为无法通过优化运行方式转供的110千伏负荷，Pcont,10为无法通过优化运行方式转供的10千伏负荷；
采用如下算式计算第i座变电站串供110千伏负荷时第一段110千伏线路按容许发热条件的持续极限输送容量Pimax：
Figure FDA0004080291790000011
式中Ue为额定电压；Imax为导线持续容许电流；Ki为温度修正系数，且若周围空气温度为10℃则Ki＝1.15，若周围空气温度为15℃则Ki＝1.11，若周围空气温度为20℃则Ki＝1.05，若周围空气温度为25℃则Ki＝1.0，若周围空气温度为30℃则Ki＝0.94，若周围空气温度为35℃则Ki＝0.88，若周围空气温度为40℃则Ki＝0.81；
对于串供110千伏线路，线路第一段线路输送功率需要满足下式约束：
Figure FDA0004080291790000021
式中Pi,k,110为第i座220千伏变电站串供线路上第k座110千伏变电站功率；m为串供110千伏变电站的座数，且m≤3。
3.根据权利要求2所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，其特征在于步骤S3所述的校核线路的极限输送容量，具体包括如下步骤：
计算存在110千伏变电站串供线路，在220千伏主变压器N-1情况下110千伏第一段线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m：
Figure FDA0004080291790000022
式中Pm,max为第m条串供110千伏变电站第一段线路的极限输送容量；Pm,line为串供110千伏变电站第一段线路的实际输送容量。
4.根据权利要求3所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，其特征在于步骤S4所述的计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比，具体包括如下步骤：
构建220千伏负荷不可转移比指标β为
Figure FDA0004080291790000023
其中Pcont,220为无法转供负荷值，P220为即使可以通过优化运行方式转供但是受限于导线极限输送容量约束而无法转供的110千伏负荷，Pi,ratedload为第i座220千伏变电站的额定功率；
根据实际220千伏变电站主变压器配置情况，采用如下算式计算得到不同主变压器配置情况下出现主变N-1时，为保证剩余主变压器不出现过载情况下的负荷不可转移比βi,N：
Figure FDA0004080291790000031
式中Pj,tran为220千伏变电站中第j台主变压器额定功率。
5.根据权利要求4所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，其特征在于步骤S5所述的计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比，具体包括如下步骤：
针对变电站主变压器台数为2台或3台，主变压器容量主要为120MVA，180MVA和240MVA；
根据220千伏变电站主变压器容量，计算分析得到220千伏负荷不可转移比指标约束条件，并表示为0.33≤βi,N≤0.67；其中，若βi,N＜0.33，则表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时，不会出现主变压器过载情况；若βi,N＞0.67，表明变电站主变N-1后，若可转供的负荷均能转出时会出现主变压器过载情况；若0.33≤βi,N≤0.67，则表明需要根据变电站主变压器容量和转供负荷的方式来进一步分析该变电站主变N-1后的负载率情况。
6.根据权利要求5所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法，其特征在于步骤S6所述的基于步骤S5的结果和110千伏线路极限输送容量裕度，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，具体包括如下步骤：
设定负荷的年增长率δ；
设定x年以后线路极限输送容量裕度ηN-1,line,m小于等于0，表示为
Figure FDA0004080291790000041
同时分析220千伏变电站不可转移负荷比指标β：
Figure FDA0004080291790000042
通过上式能够在设定负荷年增长率取值条件下，计算得到随着负荷增长而导致线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度。
7.一种实现权利要求1～6之一所述的220千伏变电站主变压器N-1校核分析方法的系统，其特征在于具体包括数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块；数据获取模块、第一负荷不可转移比计算模块、极限输送容量计算模块、第二负荷不可转移比计算模块、第三负荷不可转移比计算模块和校核分析模块依次串联；数据获取模块用于获取待分析的220千伏变电站的数据信息，并将数据上传第一负荷不可转移比计算模块；第一负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，对待分析的220千伏变电站的单电源供电负荷进行分析，构建负荷不可转移比指标，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，基于环境温度对线路极限输送容量的影响，校核线路的极限输送容量，并将数据上传第二负荷不可转移比计算模块；第二负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算待分析的220千伏变电站主变压器N-1情况下剩余变压器不出现过载情况的负荷不可转移比，并将数据上传第三负荷不可转移比计算模块；第三负荷不可转移比计算模块用于根据接收到的数据，计算无法转供的110千伏负荷，分析得到待分析的220千伏变电站最终的不可转移负荷比，并将数据上传校核分析模块；校核分析模块用于根据接收到的数据，计算得到负荷增长时线路无法满足负荷转供需求和不可转移负荷导致变电站主变压器N-1情况下剩余变压器过载的时间长度，完成220千伏变电站主变压器N-1校核分析。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522747A (zh) * 2011-12-26 2012-06-27 天津大学 一种配电系统供电能力的计算方法
CN102622711A (zh) * 2012-03-31 2012-08-01 天津大学 一种基于最大供电能力的配电网规划方法
CN104091289A (zh) * 2014-06-27 2014-10-08 国家电网公司 基于接线模式规则的大规模配电网n-1快速校验方法
CN105207213A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 国家电网公司 一种考虑分段负荷转移的配电网n-1校验方法
CN106099917A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 国网上海市电力公司 一种变电站负荷转供方案快速确定的方法
CN107492883A (zh) * 2017-07-12 2017-12-19 天津大学 计及变电站低压侧接线的配电网最大供电能力计算方法
CN110518586A (zh) * 2019-09-19 2019-11-29 广东电网有限责任公司 一种基于典型联络模型的主变理想负载率计算方法
CN113888350A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院 一种考虑过渡期供电可靠性的电网规划项目排序方法
WO2022033069A1 (zh) * 2020-08-11 2022-02-17 广东顺德电力设计院有限公司 一种城市规划新片区的电网规划方法
CN114977171A (zh) * 2022-06-30 2022-08-30 国网山东省电力公司潍坊供电公司 一种配电网负荷转供方法及装置
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 (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522747A (zh) * 2011-12-26 2012-06-27 天津大学 一种配电系统供电能力的计算方法
CN102622711A (zh) * 2012-03-31 2012-08-01 天津大学 一种基于最大供电能力的配电网规划方法
CN104091289A (zh) * 2014-06-27 2014-10-08 国家电网公司 基于接线模式规则的大规模配电网n-1快速校验方法
CN105207213A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 国家电网公司 一种考虑分段负荷转移的配电网n-1校验方法
CN106099917A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 国网上海市电力公司 一种变电站负荷转供方案快速确定的方法
CN107492883A (zh) * 2017-07-12 2017-12-19 天津大学 计及变电站低压侧接线的配电网最大供电能力计算方法
CN110518586A (zh) * 2019-09-19 2019-11-29 广东电网有限责任公司 一种基于典型联络模型的主变理想负载率计算方法
WO2022033069A1 (zh) * 2020-08-11 2022-02-17 广东顺德电力设计院有限公司 一种城市规划新片区的电网规划方法
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
CN113888350A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院 一种考虑过渡期供电可靠性的电网规划项目排序方法
CN114977171A (zh) * 2022-06-30 2022-08-30 国网山东省电力公司潍坊供电公司 一种配电网负荷转供方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨晓梅 等: "基于线路分段负荷转移的中压配电系统N-1校验", 电工电能新技术, no. 08, 23 August 2016 (2016-08-23), pages 69 - 75 *
甘子莘 等: "考虑风电接入和负荷转供的配电网可靠性成本", 广东电力, vol. 34, no. 08, 31 August 2021 (2021-08-31), pages 22 - 28 *

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