一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法
【專利摘要】一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法：輸入高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；確定接線模式，包括同電源不同母線輻射接線模式，不同電源雙T型接線模式；通過潮流計算驗證轉(zhuǎn)供后是否有電壓越限的情況發(fā)生；對配電網(wǎng)線路進(jìn)行預(yù)處理分析，通過判斷配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)情況并存入表中保存；對存入需要“N-1”校驗的元件表中線路按照開關(guān)數(shù)優(yōu)先的路徑選擇方法進(jìn)行“N-1”校驗；結(jié)合城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)分析得到負(fù)荷供電級；根據(jù)配電網(wǎng)運行維護(hù)的平均倒閘操作時間判定出不同線路轉(zhuǎn)供時間；并給措施。本發(fā)明的一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，可以為高壓配電網(wǎng)的安全供電提供量化分析方法，對高壓配電網(wǎng)的評估提供標(biāo)準(zhǔn)，同時可以為高壓配電網(wǎng)建設(shè)提供指導(dǎo)意見。
【專利說明】一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種供電安全診斷分析方法。特別是涉及一種適用于我國電網(wǎng)診斷工 作的高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，高壓配電網(wǎng)對供電安全性 和供電可靠性水平提出了更高的要求，如何滿足用戶可接受的供電安全性和供電可靠性要 求，成為我國城市電網(wǎng)面臨的主要問題和技術(shù)難點。
[0003] 目前一般采用可靠性評估作為考量電網(wǎng)現(xiàn)狀和綜合運營水平的重要手段，可靠性 評估主要集中在停電頻率、停電時間和停電范圍3個方面，通過可靠性指標(biāo)可以反映整個 電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)對各用戶的供電情況。而在停電頻率方面，現(xiàn)階段主要依靠人為統(tǒng)計方法， 實際評估中人為因素較大，不能客觀的反映電網(wǎng)實際情況；而停電時間和停電范圍可以通 過網(wǎng)絡(luò)獲取，需要一個量化指標(biāo)進(jìn)行衡量，判斷停電時間和停電范圍是否達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。因 此，迫切需要根據(jù)我國城市電網(wǎng)的實際情況，科學(xué)合理地利用數(shù)據(jù)資源與運行經(jīng)驗，進(jìn)行供 電安全判據(jù)研宄，為我國城市電網(wǎng)供電安全的發(fā)展與完善提供理論依據(jù)和方法保障。創(chuàng)造 性地進(jìn)行供電安全判據(jù)研宄，為我國高壓配電網(wǎng)供電安全提供診斷流程和方法保障。
[0004] 因此，構(gòu)建計及高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，是亟待解決的實際問題，具 有良好的應(yīng)用價值和工程價值。
[0005] 我國電力體制改革經(jīng)歷了多個發(fā)展階段，已初步建立了競爭、開放的區(qū)域電力市 場，在產(chǎn)業(yè)上經(jīng)歷了用電需求從"萌芽成長"到"高速增長"的過程，正向"波動上升"階段 邁進(jìn)。目前，城市電網(wǎng)的電壓等級序列、變壓器容量系列己基本穩(wěn)定，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有待完善， 電網(wǎng)自動化水平與發(fā)達(dá)國家接近，供電可靠性水平呈逐步上升趨勢，但與發(fā)達(dá)國家的城市 電網(wǎng)相比仍有一定的差距。我國城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)作為電網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性文件，其核 心思想為：作為電網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性文件，其核心思想為：以最終客戶的供電可靠性作 為規(guī)劃目標(biāo)，將系統(tǒng)安全性與客戶負(fù)荷大小相關(guān)聯(lián)，按照負(fù)荷組大小劃分級別，用"N-1"和 法則作為衡量手段，給出各級電網(wǎng)所應(yīng)達(dá)到的不同的安全和可靠水平。
[0006] 另外，我國電網(wǎng)自動化程度不高。電網(wǎng)性能越完善，自動化程度越高，系統(tǒng)整體水 平越先進(jìn)，提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性越高。目前我國電網(wǎng)整體自動化程度不高，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源 需要人工統(tǒng)計完成，在數(shù)據(jù)收集階段人為因素較大，部分?jǐn)?shù)據(jù)真實性存在問題。因此構(gòu)建一 套基于供電安全標(biāo)準(zhǔn)的中壓配電網(wǎng)診斷方法具有重要的應(yīng)用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用以診斷我國高壓配電網(wǎng)的安全性的高 壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，包括如 下步驟：
[0009] 1)輸入高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括元件信息、線路長度、各負(fù)荷位置及負(fù)荷峰值、 斷路器及隔離開關(guān)位置、配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)關(guān)系，對高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，得到線路 之間的聯(lián)絡(luò)關(guān)系；
[0010] 2)確定接線模式，包括同電源不同母線輻射接線模式，不同電源雙T型接線模式；
[0011] 3)通過潮流計算驗證轉(zhuǎn)供后是否有電壓越限的情況發(fā)生，采用的直流潮流計算方 法：忽略并聯(lián)支路，支路的有功潮流方程寫成：

【權(quán)利要求】
1. 一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 輸入高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括元件信息、線路長度、各負(fù)荷位置及負(fù)荷峰值、斷路 器及隔離開關(guān)位置、配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)關(guān)系，對高壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，得到線路之間 的聯(lián)絡(luò)關(guān)系； 2) 確定接線模式，包括同電源不同母線輻射接線模式，不同電源雙T型接線模式； 3) 通過潮流計算驗證轉(zhuǎn)供后是否有電壓越限的情況發(fā)生，采用的直流潮流計算方法： 忽略并聯(lián)支路，支路的有功潮流方程與成： 6 =(以-(從7sin式中，Pij表示有功功率，U表示節(jié)點電壓，S表 示相角差，i表示相鄰兩個節(jié)點中的始節(jié)點，j表示相鄰兩個節(jié)點中的終節(jié)點， 將線路有功功率潮流乃=代入A=(巧-cos%%-RA---，求 得各支路終節(jié)點的電壓，當(dāng)終節(jié)點的電壓值超過供電安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓值，認(rèn)為電 壓越限，式中，？1是m維支路有功潮流列向量，XmSmXm電抗對角陣，M是nXm維節(jié)點支路 關(guān)聯(lián)矩陣，矩陣N為在n階單位對角矩陣中的第i-1行和第i行之間插入全為零的一行向 量而得的矩陣，X'表示去掉平衡節(jié)點的電抗對角陣，P'表示去掉平衡節(jié)點的有功潮流列向 量； 4) 對配電網(wǎng)線路進(jìn)行預(yù)處理分析，通過判斷配電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)情況，找出不能通過 "N-1"校驗的線路，并把它們輸入到結(jié)果表中保存，其余數(shù)據(jù)存入需要"N-1"校驗的元件表 中； 5) 對存入需要"N-1"校驗的元件表中線路按照開關(guān)數(shù)優(yōu)先的路徑選擇方法進(jìn)行"N-1" 校驗，所述開關(guān)數(shù)優(yōu)先的路徑選擇方法具體包括： (1) 形成與需要轉(zhuǎn)供區(qū)域聯(lián)絡(luò)的開關(guān)集合； (2) 選擇主轉(zhuǎn)供路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)供； (3) 主轉(zhuǎn)供路徑以外的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)供； (4) 對導(dǎo)致電壓越限的負(fù)荷部分進(jìn)行轉(zhuǎn)移； (5) 得到能夠通過"N-1"校驗和不能通過"N-1"校驗的線路，分別記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié) 果，生成"N-1"校驗結(jié)果分析表； 6) 結(jié)合城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)對步驟5)得到"N-1"校驗結(jié)果分析表進(jìn)行分析，得到負(fù)荷供 電級； 7) 根據(jù)配電網(wǎng)運行維護(hù)的平均倒閘操作時間，以及轉(zhuǎn)供路徑開關(guān)數(shù)的多少，判定出不 同線路轉(zhuǎn)供時間，判斷轉(zhuǎn)供時間是否達(dá)到城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間要求； 8) 轉(zhuǎn)供時間達(dá)到城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間要求，修訂供電安全標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)供時間未 達(dá)到城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間要求，改造線路、提升運行維護(hù)水平，把結(jié)果和措施匯 總，得到診斷報告。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，其特征在于，步 驟 3)在公式巧=c〇s《)^ -L1:%sin#.,中，當(dāng)Ui=U』=1，sin8U= 1，rU= 0,那么上式化簡為：Pij=-b"( 5r5」）=(5r5j)/Xij，對于一個包括n個節(jié)點，m條支路 的電力系統(tǒng)，將上式寫成矩陣形式，支路功率計算如下計算中，假設(shè)參考節(jié) 點8 = 〇, ？1是111維支路有功潮流列向量，XmSmXm電抗對角陣M是nXm維節(jié)點支路關(guān) 聯(lián)矩陣，線路首端為1，線路末端為-1，S為n維節(jié)點相角列向量，平衡節(jié)點對應(yīng)行和列分 別為零。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，其特征在于，步 驟3)所述的線路有功功率潮流乃=Xw1M7AQTP'獲取過程是：選取節(jié)點i，根據(jù)功率平衡，
流模型而言，平衡節(jié)點即為參考節(jié)點，電壓為1，電壓相角為0,而B中包含平衡節(jié)點，故B是 奇異矩陣，故要去除平衡節(jié)點，即將平衡節(jié)點對應(yīng)的行和列去掉得到：P' =B'S'，式中B' 為非奇異陣，假設(shè)B' = (X'）'那么有：S' =X'P'，假設(shè)平衡節(jié)點為第i個節(jié)點，矩陣N為 在n階單位對角矩陣中的第i-1行和第i行之間插入全為零的一行向量而得的矩陣，在式 S' =X'P'中，左右兩邊都左乘矩陣N可得到S=NS' =NX'P'，則線路有功功率潮流為： 巧，增量形式表示為：M=Zffl1MYXiAP',上式中AP'不包括平衡節(jié)點， 表示平衡節(jié)點有功功率不變化，式中，&是111維支路有功潮流列向量，XmSmXrn電抗對角 陣，M是nXm維節(jié)點支路關(guān)聯(lián)矩陣，矩陣N為在n階單位對角矩陣中的第i-1行和第i行 之間插入全為零的一行向量而得的矩陣，X'表示去掉平衡節(jié)點的電抗對角陣，P'表示去掉 平衡節(jié)點的有功潮流列向量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓配電網(wǎng)的供電安全診斷分析方法，其特征在于，步驟8) 中所述的城市供電安全標(biāo)準(zhǔn)中的時間規(guī)定為： (1)維修完成時間，根據(jù)維修對象的不同，從幾個小時到幾天；（2)通過人工操作重構(gòu) 電網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)供負(fù)荷，使得負(fù)荷恢復(fù)供電所需要的時間為3h; (3)遙控操作重構(gòu)電網(wǎng)，使得電 網(wǎng)恢復(fù)供電的時間15min; (4)通過自動裝置完成操作60s。
【文檔編號】H02J3/00GK104505825SQ201410778054
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】凌峰, 謝珍建, 歸三榮, 高正平, 凌俊斌, 劉洪 , 李騰 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 天津大學(xué)