一種直流輸電損耗的在線分析方法
2023-09-24 00:25:05 1
專利名稱：一種直流輸電損耗的在線分析方法
技術領域：
本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種直流輸電損耗的在線分析方法。
背景技術：
高壓直流輸電(High Voltage DC transmission,HVDC)技術是從20世紀50年代開始得到應用的，最早的直流輸電工程是1954年瑞典Gotland輸電工程。經過半個世紀的發展，HVDC技術的應用取得了 長足的進步。目前包括在建工程在內，世界上已有數百個HVDC工程，遍布5大洲20多個國家。輸電損耗是電網運行的重要技術和經濟指標，體現了電力企業的技術和管理水平。直流輸電由於輸送距離遠容量大，輸電損耗不可忽視，對直流輸電損耗的分析具有實際意義。直流輸電技術成熟、發展迅速，國內外學者對直流輸電損耗也進行了深入的研究。國際電工委員會(IX-IEC)於 1999年發布了 IEC 61803-1999標準(《Determination of powerlosses in high-voltage direct current (HVDC) converter stations〉〉)，國家質檢總局(SBTS)也於2007年發布了 GB/T 20989-2007標準(《高壓直流換流站損耗的確定》)，給出了換流站設備損耗的計算方法。現有技術中也已經開發了高壓直流換流站損耗計算軟體，不過這些是離線的分析工具，需要相關技術人員去維護相應參數後再計算相關設備損耗。各電網公司關於損耗的統計分析一般是基於電量採集數據進行，很難對具體設備進行準確的損耗分析。能量管理系統(EMS, Energy Management System)中定義了直流線路和直流站內的大部分設備並採集了相應的量測數據，模型和量測數據可以通過公共信息模型(CIM，Common Information Model)方便快捷的導出，為直流輸電損耗的在線分析提供了便利條件。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種直流輸電損耗的在線分析方法，包括步驟SI，通過建立和拼接CM導入模型和人工輸入模型的方式生成分析直流輸電損耗的計算模型；所述CIM導入模型為EMS系統中通過CIM導出的模型，人工輸入模型為通過人工輸入的方式單獨建立的模型；步驟S2，獲取所述EMS系統中的模型的實時量測數據、氣象數據和諧波電流數據，根據高壓直流換流站損耗的確定標準計算換流站內損耗，根據電力網電能損耗計算導則計算直流線路的損耗；步驟S3，基於步驟S2中的所述損耗計算結果對損耗進行統計分析。本發明的第一優選實施例中所述步驟SI中，接地極模型、直流濾波器電阻器和交流濾波電阻器的模型通過人工輸入的方式建立；其它直流輸電設備模型為EMS系統中通過CIM導出。
本發明的第二優選實施例中將直流濾波器和交流濾波器中的電抗器和電容器在EMS模型裡單獨建模。本發明的第三優選實施例中所述CIM導入模型中包括了直流輸電設備的運行參數，所述運行參數包括容量、阻抗和額定電壓；所述人工輸入模型包括通過人工輸入直流輸電設備的特性參數，所述特性參數包括損耗角正切值和電暈係數；所述人工輸入模型的建立是基於所述CM導入模型，通過關鍵字來匹配；所述人工輸入模型建立時保持直流 輸電設備的關鍵字和中文名與所述CM導入模型一致，所述人工輸入模型保存在商業資料庫中。本發明的第四優選實施例中所述步驟S2中所述換流站內損耗和所述直流線路的損耗進行在線周期計算，所述損耗計算的結果保存在商業資料庫中；獲取所述EMS系統的模型的實時量測數據的方法為通過CM導出EMS的實時量測數據的生數據，遵循電力系統的基爾霍夫定律和歐姆定律對所述量測數據的生數據進行增補和糾錯校正後，得到所述可用於計算的實時量測數據；獲取所述氣象數據的方法為通過FTP方式從第三方氣象軟體來獲取；獲取諧波電流數據的方法為從諧波電流量測系統中獲取或者使用第三方軟體的仿真計算結果。本發明的第五優選實施例中所述步驟S3中的所述損耗統計分析周期運行，統計結果保存在商業資料庫中，所述損耗統計分析包括損耗的分類統計、實時損耗率和電量的統計；所述分類統計為按照換流變總損耗、換流閥總損耗等設備和直流輸電工程進行分類統計；所述實時損耗率為單個直流輸電工程的損耗功率與輸送功率的百分比的實時統計；所述電量為實時損耗的時間段積分。本發明的第六優選實施例中所述方法還包括步驟S4，對所述損耗統計分析結果展示，所述展示的損耗統計分析結果包括損耗數據的報表、圖形和曲線的顯示瀏覽。本發明的第七優選實施例中基於Excel工具實現所述損耗數據的報表顯示瀏覽;基於Qt編程實現所述損耗數據的曲線和圖形的顯示瀏覽。本發明的第八優選實施例中對所述統計結果進行採樣後分析，所述採樣周期與所述計算周期相同，在商業資料庫中保存所述採樣結果；結合電網的潮流分析和安全分析對所述採樣的歷史損耗曲線的對比分析，得到經濟安全的運行方式。本發明提供的一種直流輸電損耗的在線分析方法的有益效果包括I、通過CM導入模型和人工輸入模型互補建立和對應拼接的方式建立直流輸電損耗的全模型，實現對整個系統的直流輸電設備進行損耗計算。2、自動獲取調度系統的量測數據、第三方軟體提供的氣象信息和諧波數據，對直流輸電設備的損耗進行實時計算和相應的損耗統計。
3、對損耗結果進行損耗統計分析，損耗統計分析包括損耗的分類統計、實時損耗率和電量的統計，實現全面、準確的損耗統計分析，為其他分析提供了實時損耗分析數據，其中通過對實時損耗率的分析可以得到直流輸電的經濟特徵曲線，為經濟調度等提供數據服務。4、實現損耗數據以報表、圖形和曲線的多樣瀏覽，方便直觀的為電網調度人員提供損耗數據和分析結果，並且通過對歷史損耗曲線的對比分析，結合電網的潮流分析和安全分析，可以得到相對經濟安全的運行方式，為經濟調度提供了便利的條件。
圖I是本發明提供的一種直流輸電損耗的 在線分析方法的實施例一的流程圖。圖2是本發明提供的一種直流輸電損耗的在線分析方法的實施例二的總體結構圖。圖3是本發明提供的直流輸電損耗的各組成部分圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。實施例一本發明提供的一種直流輸電損耗的在線分析方法，其實施例一的流程圖如圖I所示，包括如下步驟步驟SI，通過建立和拼接CM導入模型和人工輸入模型的方式生成分析直流輸電損耗的計算模型。該CIM導入模型為EMS系統中通過CIM導出的模型，人工輸入模型為通過人工輸入的方式單獨建立的模型。步驟S2，獲取EMS系統中的模型的實時量測數據、氣象數據和諧波電流數據，根據高壓直流換流站損耗的確定標準計算換流站內損耗，根據電力網電能損耗計算導則計算直流線路的損耗。步驟S3，基於步驟S2中的損耗計算結果對損耗進行統計分析。實施例二 如下表表一所不為EMS系統中導入模型和輸入模型的對應關係表。表一 EMS系統中直流輸電設備CIM導入模型和人工輸入模型的對應關係表
權利要求
1.一種直流輸電損耗的在線分析方法，其特徵在於，所述方法包括 步驟SI，通過建立和拼接CM導入模型和人工輸入模型的方式生成分析直流輸電損耗的計算模型； 所述CIM導入模型為EMS系統中通過CIM導出的模型，人工輸入模型為通過人工輸入的方式單獨建立的模型； 步驟S2，獲取所述EMS系統中的模型的實時量測數據、氣象數據和諧波電流數據，根據高壓直流換流站損耗的確定標準計算換流站內損耗，根據電力網電能損耗計算導則計算直流線路的損耗； 步驟S3，基於步驟S2中的所述損耗計算結果對損耗進行統計分析。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟SI中，接地極模型、直流濾波器電阻器和交流濾波電阻器的模型通過人工輸入的方式建立；其它直流輸電設備模型為EMS系統中通過CIM導出。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，將直流濾波器和交流濾波器中的電抗器和電容器在EMS模型裡單獨建模。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述CIM導入模型中包括了直流輸電設備的運行參數，所述運行參數包括容量、阻抗和額定電壓；所述人工輸入模型包括通過人工輸入直流輸電設備的特性參數，所述特性參數包括損耗角正切值和電暈係數； 所述人工輸入模型的建立是基於所述CM導入模型，通過關鍵字來匹配； 所述人工輸入模型建立時保持直流輸電設備的關鍵字和中文名與所述CIM導入模型一致，所述人工輸入模型保存在商業資料庫中。
5.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2中所述換流站內損耗和所述直流線路的損耗進行在線周期計算，所述損耗計算的結果保存在商業資料庫中； 獲取所述EMS系統的模型的實時量測數據的方法為通過CM導出EMS的實時量測數據的生數據，遵循電力系統的基爾霍夫定律和歐姆定律對所述量測數據的生數據進行增補和糾錯校正後，得到所述可用於計算的實時量測數據； 獲取所述氣象數據的方法為通過FTP方式從第三方氣象軟體來獲取； 獲取諧波電流數據的方法為從諧波電流量測系統中獲取或者使用第三方軟體的仿真計算結果。
6.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟S3中的所述損耗統計分析周期運行，統計結果保存在商業資料庫中，所述損耗統計分析包括損耗的分類統計、實時損耗率和電量的統計； 所述分類統計為按照換流變總損耗、換流閥總損耗等設備和直流輸電工程進行分類統計； 所述實時損耗率為單個直流輸電工程的損耗功率與輸送功率的百分比的實時統計； 所述電量為實時損耗的時間段積分。
7.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 步驟S4，對所述損耗統計分析結果展示，所述展示的損耗統計分析結果包括損耗數據的報表、圖形和曲線的顯示瀏覽。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，基於Excel工具實現所述損耗數據的報表顯示瀏覽； 基於Qt編程實現所述損耗數據的曲線和圖形的顯示瀏覽。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵 在於，對所述統計結果進行採樣後分析，所述採樣周期與所述計算周期相同，在商業資料庫中保存所述採樣結果； 結合電網的潮流分析和安全分析對所述採樣的歷史損耗曲線的對比分析，得到經濟安全的運行方式。
全文摘要
本發明提供一種直流輸電損耗的在線分析方法，包括步驟S1，通過建立和拼接CIM導入模型和人工輸入模型的方式生成分析直流輸電損耗的計算模型；所述CIM導入模型為EMS系統中通過CIM導出的模型，人工輸入模型為通過人工輸入的方式單獨建立的模型；步驟S2，獲取所述EMS系統中的模型的實時量測數據、氣象數據和諧波電流數據，根據高壓直流換流站損耗的確定標準計算換流站內損耗，根據電力網電能損耗計算導則計算直流線路的損耗；步驟S3，基於步驟S2中的所述損耗計算結果對損耗進行統計分析。實現對直流輸電全面、準確的損耗統計分析。
文檔編號H02J13/00GK102856896SQ20121028001
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者王禮文, 姚建國, 楊勝春, 楊爭林, 於益軍, 馮樹海, 石飛, 劉俊, 李峰, 王勇, 湯必強, 郭曉蕊, 徐鵬, 潘玲玲 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司