本發(fā)明涉及電力系統(tǒng),具體涉及一種基于tsc的饋線可接入容量計(jì)算方法及位置調(diào)整方法。
背景技術(shù):
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,用電量也在逐年上升,配電網(wǎng)經(jīng)常需要接入新負(fù)荷來(lái)滿足負(fù)荷變化的需要,在配電網(wǎng)電源點(diǎn)不足且要滿足n-1安全的前提下,根據(jù)配電網(wǎng)的最大供電能力(totalsupplycapability,tsc),挖掘配電網(wǎng)的供電潛力是非常重要的。
配電網(wǎng)由變電站供出的饋線一般分成若干段,在饋線末端與其它饋線實(shí)現(xiàn)手拉手的聯(lián)絡(luò)。挖掘配電網(wǎng)的供電潛力就是分析配電網(wǎng)變電站間隔、饋線、饋線分段各個(gè)環(huán)節(jié)的最大供電能力,進(jìn)而與現(xiàn)有負(fù)荷大小比較得到可接入容量。所以,可接入容量是在考慮設(shè)備額定容量的情況下,滿足n-1準(zhǔn)則時(shí)各饋線和主變還可以接入的容量。在實(shí)際配電網(wǎng)的業(yè)擴(kuò)工作中,隨時(shí)都會(huì)接入新的負(fù)荷,需要事先判斷是否具有足夠的剩余容量以支撐新負(fù)荷的接入。但實(shí)際情況是目前并沒有對(duì)配電網(wǎng)各級(jí)可用容量的有效測(cè)算手段,規(guī)劃技術(shù)原則中只有關(guān)于配電變壓器裝接容量上限的推薦值,因此實(shí)踐中都是依靠人為的經(jīng)驗(yàn)判斷,可能導(dǎo)致有的饋線接入負(fù)荷過多,給電網(wǎng)運(yùn)行造成一定的安全隱患;有的饋線則接入負(fù)荷過少,寶貴的電網(wǎng)資源得不到充分利用。
tsc正逐漸成為評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的一個(gè)重要指標(biāo),其含義是指當(dāng)配電網(wǎng)所有饋線n-1校驗(yàn)和變電站主變n-1校驗(yàn)均滿足時(shí),該配電網(wǎng)所能帶的最大總負(fù)荷。n-1校驗(yàn)時(shí),需要考慮主變間和饋線間的負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)中主變以及饋線間的聯(lián)絡(luò)關(guān)系、主變和饋線的容量、主變過載系數(shù)等配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行約束。論文《基于饋線互聯(lián)關(guān)系的配電網(wǎng)最大供電能力模型》,出版源為《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》,2011,35(24):47-52;充分考慮主變互聯(lián)和饋線互聯(lián),建立了嚴(yán)格的計(jì)算tsc的線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,并能夠求得最優(yōu)解,也成為了現(xiàn)如今最接近配電網(wǎng)實(shí)際情況的tsc求解方法。
除配電網(wǎng)總體tsc外,tsc模型和計(jì)算還能給出達(dá)到tsc時(shí)各主變、饋線段上的負(fù)荷分布情況,通過進(jìn)一步設(shè)定負(fù)荷均衡目標(biāo)函數(shù),還可以得到tsc下最均衡的負(fù)荷分布。
科學(xué)進(jìn)行配電網(wǎng)可接入容量測(cè)算是業(yè)擴(kuò)工作的迫切需要,對(duì)下一步制定電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)改造計(jì)劃也是第一手的寶貴資料。本文應(yīng)用tsc理論研究了這一實(shí)際問題,并提出了一種基于tsc的饋線段可接入容量計(jì)算方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供一種基于tsc的饋線段可接入容量計(jì)算方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)方案中的只能依靠經(jīng)驗(yàn)判斷饋線接入用戶容量的問題。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的,本發(fā)明一種基于tsc的饋線可接入容量計(jì)算方法,包括如下步驟,
步驟1:獲取各饋線段的現(xiàn)有負(fù)荷;
步驟2:根據(jù)tsc模型計(jì)算得到tsc值;
步驟3:根據(jù)饋線模型計(jì)算得到各饋線的理論負(fù)荷;根據(jù)理論負(fù)荷和現(xiàn)有負(fù)荷計(jì)算各饋線上的可接入負(fù)荷;
饋線模型以可接入負(fù)荷為非負(fù)值的饋線數(shù)最多作為目標(biāo)函數(shù),以tsc模型的條件函數(shù)結(jié)合配電網(wǎng)所帶負(fù)荷為最大供電值作為條件函數(shù);
其中,饋線上的可接入負(fù)荷為饋線的理論負(fù)荷與對(duì)應(yīng)現(xiàn)有負(fù)荷的差值;
步驟4:判斷各饋線段上的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,則將饋線段上的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線段的可接入容量;如果判斷結(jié)果為否,則調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,根據(jù)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整更新饋線上的可接入負(fù)荷,判斷更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,將更新后的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線的可接入容量。
優(yōu)選的,所述調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置的方法為:一個(gè)饋線段偶內(nèi),聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)由可接入負(fù)荷為正的饋線段移向可接入負(fù)荷為負(fù)的饋線段。
優(yōu)選的,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),滿足如下條件:
其中δf表示移動(dòng)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置所引起的饋線段偶內(nèi)的負(fù)荷變化量;
優(yōu)選的,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),如果有多個(gè)位置滿足條件
優(yōu)選的,判斷更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù)時(shí),如果判斷結(jié)果為否,則:調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,根據(jù)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整再次更新饋線段上的可接入負(fù)荷,并判斷再次更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,將再次更新后的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線段的可接入容量。
優(yōu)選的,判斷再次更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù)時(shí),如果判斷結(jié)果為否,則結(jié)束。
優(yōu)選的,步驟2中的tsc模型為:
s.t.
trfmn+fn≤rfn
tsc為最大供電值,fi為主變i所帶負(fù)荷,fm為饋線m的負(fù)荷;trfmn為饋線m發(fā)生n-1故障時(shí)轉(zhuǎn)帶給饋線n的負(fù)荷量;trtij為主變i發(fā)生n-1故障時(shí)轉(zhuǎn)帶給主變j的負(fù)荷量;fm∈ti表示饋線m出自主變i的對(duì)應(yīng)母線;fn∈tj表示饋線n出自主變j的對(duì)應(yīng)母線;rfn為饋線n的額定容量;fn為饋線n的負(fù)荷;rj為主變j的額定容量;ld為某個(gè)重載區(qū)負(fù)荷的下限;z為重載區(qū)所有主變集合。
作為本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種用于饋線可接入容量計(jì)算方法的位置調(diào)整方法,用于調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,在一個(gè)饋線段偶內(nèi),聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)由可接入負(fù)荷為正的饋線段移向可接入負(fù)荷為負(fù)的饋線段。
優(yōu)選的,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),滿足如下條件:
其中δf表示移動(dòng)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置所引起的饋線段偶內(nèi)的負(fù)荷變化量;
優(yōu)選的,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),如果有多個(gè)位置滿足條件
通過實(shí)施本發(fā)明可以取得以下有益技術(shù)效果:可以通過本方法計(jì)算饋線接入容量,根據(jù)本方法計(jì)算的饋線容量進(jìn)行接入,可以使得饋線不會(huì)因?yàn)榻尤胴?fù)荷過多而產(chǎn)生安全隱患,不會(huì)因?yàn)榻尤敕线^少而使得電網(wǎng)資源得不到充分利用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程圖;
圖2為本發(fā)明中聯(lián)絡(luò)開關(guān)變化前的電纜單環(huán)網(wǎng)圖;
圖3為本發(fā)明中聯(lián)絡(luò)開關(guān)變化后的電纜單環(huán)網(wǎng)圖;
圖4為本發(fā)明一種優(yōu)選方案的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解,下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
如圖1所示,本發(fā)明一種基于tsc的饋線可接入容量計(jì)算方法,包括如下步驟,
步驟1:獲取各饋線的現(xiàn)有負(fù)荷;
步驟2:根據(jù)tsc模型計(jì)算得到最大供電值(即tsc值);
步驟3:根據(jù)饋線模型計(jì)算得到各饋線的理論負(fù)荷;根據(jù)理論負(fù)荷和現(xiàn)有負(fù)荷計(jì)算各饋線上的可接入負(fù)荷;
在這里,饋線模型以可接入負(fù)荷為非負(fù)值的饋線數(shù)最多作為目標(biāo)函數(shù),以tsc模型的條件函數(shù)結(jié)合配電網(wǎng)所帶負(fù)荷為最大供電值作為條件函數(shù);
其中,饋線上的可接入負(fù)荷為饋線的理論負(fù)荷與對(duì)應(yīng)現(xiàn)有負(fù)荷的差值;
步驟4:判斷各饋線上的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,則將饋線上的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線的可接入容量。
根據(jù)計(jì)算得出的饋線的可接入容量,進(jìn)行饋線接入,使得饋線不會(huì)因?yàn)榻尤胴?fù)荷過多而產(chǎn)生安全隱患,饋線不會(huì)因?yàn)榻尤敕线^少而使得電網(wǎng)資源得不到充分利用。
步驟2中,tsc模型可以采用背景技術(shù)中所述的《基于饋線互聯(lián)關(guān)系的配電網(wǎng)最大供電能力模型》中的tsc模型。
城市配電網(wǎng)線路長(zhǎng)度往往較短,電壓降較小,且可通過無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)一步調(diào)節(jié),因此電壓約束可在tsc模型中忽略;同時(shí),tsc模型中的饋線出口負(fù)荷已經(jīng)包含了網(wǎng)損。綜合上述分析,tsc模型對(duì)電壓、無(wú)功功率等因素可簡(jiǎn)化處理,簡(jiǎn)化后的tsc模型如下:
其中,tsc為最大供電值,fi為主變i所帶負(fù)荷,
式(1)中:
trfmn+fn≤rfn
本發(fā)明中饋線模型的目標(biāo)函數(shù)為:可接入負(fù)荷為非負(fù)值的饋線數(shù)最多;
本發(fā)明中饋線模型以tsc模型的條件函數(shù)結(jié)合配電網(wǎng)所帶負(fù)荷為最大供電值作為條件函數(shù),具體為:
上式中,tsc為根據(jù)tsc模型計(jì)算得出的最大供電值,
如圖4所示,步驟4中,判斷各饋線上的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù)時(shí),如果判斷結(jié)果為否,則:調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,根據(jù)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整更新饋線上的可接入負(fù)荷(分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整調(diào)整后的現(xiàn)有負(fù)荷會(huì)發(fā)生變化,但理論負(fù)荷不發(fā)生變化,也就是可接入負(fù)荷只需加減對(duì)應(yīng)現(xiàn)有負(fù)荷的變化量即可得出,是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉如果根據(jù)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整更新饋線上的可接入負(fù)荷,此處不進(jìn)行詳細(xì)說明),判斷更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,將更新后的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線的可接入容量。
此處對(duì)調(diào)整開關(guān)位置的具體方法和饋線段偶(dualfeedersections,dfs)做解釋。從一個(gè)分段開關(guān)或者聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)出發(fā),沿著相反方向,總可以搜索到其余分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)或饋線開關(guān),則這兩個(gè)開關(guān)之間的兩個(gè)饋線為一個(gè)饋線段偶。以圖2電纜單環(huán)網(wǎng)為例,內(nèi)有環(huán)網(wǎng)柜1和環(huán)網(wǎng)柜2,聯(lián)絡(luò)開關(guān)為環(huán)網(wǎng)柜2內(nèi)的b,饋線開關(guān)為a、c,則兩段饋線ba和bc即為一對(duì)饋線段偶,饋線段偶中ba段的負(fù)荷包括f0、f1、f2,bc段的負(fù)荷包括f3、f4、f5。
本文中饋線可以為開關(guān)(分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)或饋線開關(guān))與相鄰開關(guān)(分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)或饋線開關(guān))之間的饋線段。
以圖2和圖3為例,假設(shè)ba饋線的可接入容量為正、bc饋線的可接入容量為負(fù),由可接入負(fù)荷的計(jì)算方法
1)方向:在一個(gè)饋線段偶內(nèi),聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)由可接入容量為正的饋線移向可接入容量為負(fù)的饋線;
2)大小:聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)的調(diào)整后,引起的負(fù)荷變化量應(yīng)滿足:
其中δf表示移動(dòng)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置所引起的饋線段偶內(nèi)的負(fù)荷變化量;
饋線段偶的實(shí)質(zhì)是給出了負(fù)荷調(diào)整的最小單元,可接入容量能夠直接導(dǎo)致饋線段偶內(nèi)的負(fù)荷調(diào)整,也即指導(dǎo)聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)位置的移動(dòng),其移動(dòng)的依據(jù)為式(2),這樣通過開關(guān)的移動(dòng),能夠使得配電網(wǎng)擁有最大的可接入容量,并且各饋線的可接入容量都為非負(fù)值。
需要指出的是:1)某個(gè)負(fù)荷所在的饋線段偶可能不止一個(gè),本文對(duì)饋線段偶的選取辦法可以是優(yōu)先選擇包含聯(lián)絡(luò)開關(guān)的饋線段偶;2)有些饋線段偶是否可以實(shí)際操作,要考慮實(shí)際配電網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況,實(shí)際工程可能不能滿足調(diào)整開關(guān)位置的需要,主要原因有:①、通過分段開關(guān)或者聯(lián)絡(luò)開關(guān)調(diào)節(jié)負(fù)荷是離散的,可能始終不滿足上述負(fù)荷變化量不等式;②、配電網(wǎng)自動(dòng)化程度未完全覆蓋,調(diào)節(jié)分段開關(guān)或者聯(lián)絡(luò)開關(guān)費(fèi)時(shí)費(fèi)力等。
作為一種優(yōu)選方案,調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),如果有多個(gè)位置滿足條件
由于一個(gè)饋線段偶內(nèi),判斷更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù)時(shí),如果判斷結(jié)果為否,則:調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,根據(jù)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整再次更新饋線段上的可接入負(fù)荷,并判斷再次更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù),如果判斷結(jié)果為是,將再次更新后的可接入負(fù)荷作為對(duì)應(yīng)饋線段的可接入容量。判斷再次更新后的可接入負(fù)荷是否均為非負(fù)時(shí),如果判斷結(jié)果為否,則結(jié)束。
本發(fā)明公開了一種用于饋線可接入容量計(jì)算方法的位置調(diào)整方法,在此對(duì)該位置調(diào)整方法單獨(dú)說明,本發(fā)明的位置調(diào)整方法用于調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,在一個(gè)饋線段偶內(nèi),聯(lián)絡(luò)開關(guān)或分段開關(guān)由可接入負(fù)荷為正的饋線段移向可接入負(fù)荷為負(fù)的饋線段。
調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),滿足如下條件:
其中δf表示移動(dòng)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置所引起的饋線段偶內(nèi)的負(fù)荷變化量;
根據(jù)本方法實(shí)現(xiàn)分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置,使其可以配合用于饋線可接入容量計(jì)算方法,饋線可接入容量可以更加合理化。
作為一種優(yōu)選方案,當(dāng)調(diào)整分段開關(guān)或聯(lián)絡(luò)開關(guān)的位置時(shí),如果有多個(gè)位置滿足條件
以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例,但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi),所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。