一種面向電網的事故潮流變化分析方法
2023-06-18 16:26:31 3
一種面向電網的事故潮流變化分析方法
【專利摘要】本發明提供了一種面向電網的事故潮流變化分析方法，包括以下步驟：A.確定分析範圍，查找與故障設備關係緊密的設備；以故障設備所屬廠站為中心，查找與故障廠站相連的廠站，並將之作為第一級相關廠站；以第一級相關廠站為中心，查找與之相連的廠站，作為故障廠站的第二級相關廠站；依此類推，得到設定的第N級相關廠站；獲取第N級相關廠站的設備，作為分析對象，其中，N為自然數，所確定的相關廠站內的設備就是與故障設備關係緊密的設備；B.對步驟A中所確定的關係緊密的設備進行數據分析。本發明在未影響分析精度的同時保證了很好的實時性。
【專利說明】一種面向電網的事故潮流變化分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電網潮流計算方法，尤其涉及一種在發生電網故障時計算潮流變 化的分析方法，屬於電力系統調度【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 隨著智能電網的迅速發展，分布式電源的大量不確定接入，配電網的故障信息越 來越複雜，故障的快速準確分析診斷越來越困難。近些年來，國內外學者從不同的角度出 發，提出了一系列故障診斷的方法和思路。這些方法可以分為數據驅動和模型驅動兩類， 主要有專家系統法、人工神經網絡法、模糊集方法、粗糙集方法等。這方面的研究工作雖然 取得了一定的進展和成果。但由於上述方法中，有些方法要求採集的電網的數據完備而且 正確可信，信息需求量大，容錯性不佳，實用化難度大；有些方法所依據的故障信息單一而 局部，診斷結果難以體現全網運行狀況，準確度不高；有些診斷工具過多地依賴人工智慧方 法，而對電網的物理特性考慮不夠。
[0003] 另一方面，當電網發生永久故障時，隨著故障設備的退出運行，電網潮流會發生變 化。因此，從電網潮流變化的角度可以輔助調度運行人員更好掌握事故的影響。目前，針對 潮流變化採用的分析方法是在全網範圍內做故障前後潮流的對比，待故障後潮流也進入歷 史庫後，用故障後的潮流值減去歷史庫中記錄的故障前一時刻的潮流值。上述潮流分析方 法存在以下問題：1.全網範圍的分析耗時長，通常需要幾十秒甚至一分鐘，無法在故障發 生時實時得到潮流的變化，從而無法快速為調度員提供所需信息。2.容易將非故障引起的 潮流變化計算在內。3.等待故障前後潮流都入歷史庫後才能進行分析，時間長、效率偏低。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題在於提供一種事故潮流變化分 析方法。
[0005] 為實現上述發明目的，本發明採用下述的技術方案：
[0006] 一種面向電網的事故潮流變化分析方法，包括以下步驟，
[0007] A.確定分析範圍，查找與故障設備關係緊密的設備；
[0008] 當故障設備為站內設備時，以所述故障設備所屬廠站為中心，查找與所述故障廠 站相連的廠站，並將之作為第一級相關廠站；以所述第一級相關廠站為中心，查找與之相連 的廠站，作為所述故障廠站的第二級相關廠站；依此類推，得到設定的第N級相關廠站；獲 取所述第N級相關廠站的設備，作為分析對象；其中，N為自然數，所確定的相關廠站內的設 備就是與故障設備關係緊密的設備；
[0009] 或者，當故障設備為交流線路時，獲取故障交流線路兩端廠站，並以所述兩端廠站 為中心，查找與所述故障廠站相連的廠站，並將之作為第一級相關廠站；以所述第一級相關 廠站為中心，查找與之相連的廠站，作為所述故障廠站的第二級相關廠站；依此類推，得到 設定的第N級相關廠站；獲取所述第N級相關廠站的設備，作為分析對象；其中，N為自然 數，所確定的相關廠站內的設備就是與故障設備關係緊密的設備；
[0010] B.對步驟A中所確定的關係緊密的設備進行數據分析。
[0011] 其中較優地，所述步驟A進一步包括：
[0012] 獲取所述步驟A中所述分析對象故障前後的量測數據；對所述量測數據進行比較 和排序，從而得到潮流的變化情況。
[0013] 其中較優地，所述分析對象故障前的量測數據來自歷史數據；故障後的量測數據 來自SCADA實時數據。
[0014] 與現有技術相比較，本發明具有如下有益效果：
[0015] 1.分析範圍定位準確，去掉與電網故障不相關的潮流變化情況，大大減少了計算 量；
[0016] 2.採用實時數據和歷史數據相結合的處理方式，提高了處理速度並且節省了程序 存儲空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明所提供的，與故障設備關係緊密設備的查找方法流程圖；
[0018] 圖2是本發明所提供的，確定分析對象後的數據分析方法流程圖；
[0019] 圖3是本發明的一個實施例中，故障設備及相關級設備示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術內容做進一步的詳細說明。
[0021] 由於整個電網中的設備數量非常龐大，對所有設備故障前後的潮流情況進行分析 排序耗時長，效率低下，而設備故障時，潮流受其影響較大的均為與故障設備電氣連接關係 較為緊密的設備，所以縮小分析範圍是本發明的首要任務。
[0022] 電網發生故障可以分為變電站內部設備（發電機、變壓器、母線）故障和交流線路 故障。當變電站內部設備發生故障時，以故障設備所屬廠站為中心，尋找通過線路與故障廠 站相連的廠站，作為第一級相關廠站；以第一級相關廠站為中心，尋找其相關廠站，除去已 找到的廠站，可以得到故障設備所屬廠站的第二級相關廠站，依此類推，可以進行任意級廠 站的查找。查找的級數可以根據電網特徵進行設置，電網發生設備故障時，潮流變化以故障 設備為中心逐漸減弱，通常僅僅分析第一級廠站即可滿足要求，出於對結果準確性和運行 效率的綜合考慮，對於國調和網調級調度系統，由於電網模型非常大，歷史數據讀取耗時較 長，可以分析到一級廠站，對於省、地級調度系統，分析到二級廠站，仍可以保證較高的運行 效率。相關廠站確定後，獲取廠站內的變壓器、發電機、母線設備和廠站出線等作為分析的 對象；如果故障設備為交流線路，首先獲取線路兩端廠站，以兩端廠站為中心，進行相關廠 站的查找，查找方式同上。
[0023] 如圖1所示，首先判斷發生故障的設備是站內設備還是交流線路，如果為站內設 備，則以故障設備所屬廠站為中心，尋找通過線路與故障廠站相連的廠站，作為第一級相關 廠站，再根據電網特徵進行設備查找級數N ;當查找的級數不滿足N級時，以第N級相關廠 站為中心，尋找其相關廠站，可以得到故障設備所屬廠站的第N+1級相關廠站，繼續判定查 找的級數是否滿足N級，如果不滿足，則重複上一步驟，如果滿足查找級數，則確定相關廠 站，獲取廠站內的設備，包括變壓器、發電機、母線、交流線路等作為分析的對象分析結束。 如果判斷該設備是交流線路，獲取線路兩端廠站，以兩端廠站為中心，進行相關廠站的查 找，作為第一級相關廠站；再根據電網特徵進行設置查找級數N，當查找的級數不滿足N級 時，以第N級相關廠站為中心，尋找其相關廠站，可以得到故障設備所屬廠站的第N+1級相 關廠站，繼續判定查找的級數是否滿足N級，如果不滿足，則重複上一步驟，如果滿足查找 級數，則確定相關廠站，獲取廠站內的設備，包括變壓器、發電機、母線、交流線路等作為分 析的對象。這裡所確定的相關廠站內的設備就是與故障設備關係緊密的設備。
[0024] 如圖2所示，分析對象確定後，需要對其故障前後的相關量測進行獲取、比較和 排序，對於故障前的量測數據，從調度技術支持系統的歷史數據中讀取，故障後的數據，從 SCADA實時數據中獲取，按故障前後數據變化的絕對數值對分析對象的量測進行排序，便得 到了電網故障引起潮流變化情況。
[0025] 以某省的電網為例，其主站系統模型中廠站數量為611個，歷史庫中存儲的量測 數量多達16萬個點。如果每個量測點每分鐘存儲一個量測值，則一天達到1440個，從大量 的數據中查找兩個時刻量測值，並進行差值運算與排序，本身耗時非常可觀；加之，所得結 果中存在大量與故障設備關聯程度非常小的量測，需要逐個分析過濾與所屬廠站無關的數 據，更增加了系統運行時消耗。
[0026] 而我們實際關注的是與故障設備電氣連接較為緊密電氣設備的有功或者電壓變 化，包括但不限於發電機、變壓器、線路等設備，根據電網連接關係縮小分析範圍後，本發明 僅需對少量設備的量測進行分析即可。以線路故障為例，查找2級相關廠站，分析對象可以 降至100個以內。需要說明的是，本發明並不是簡單地從大量數據中選擇少量數據進行固 定監測，而是動態選擇與故障設備關係緊密的少量數據。當故障設備發生變化時，所對應的 少量數據也會隨之發生變化。通過動態選擇，有效減少了電力調度系統的資源消耗，提高了 對電網事故的反應效率。
[0027] 以該省電網某次實際發生二灘廠和石板箐間的二石一線、二石二線同時永久故障 為例，根據本方法對該故障影響進行分析。
[0028] 如圖3所示，直線2經過的兩條線路為故障設備，橢圓1內標記的為故障線路兩側 廠站，橢圓3、橢圓4和橢圓5標記的為一級相關廠站，僅對線路兩側廠站和一級相關廠站內 的設備進行潮流變化分析，在歷史庫中讀取線路故障前的量測，在實時庫中讀取故障後量 測數值，對變化的差值進行排序，如表1所示，故障發生前後潮流變化情況。
[0029]
【權利要求】
1. 一種面向電網的事故潮流變化分析方法，其特徵在於，包括以下步驟， A. 確定分析範圍，查找與故障設備關係緊密的設備； 當故障設備為站內設備時，以所述故障設備所屬廠站為中心，查找與所述故障廠站相 連的廠站，並將之作為第一級相關廠站；以所述第一級相關廠站為中心，查找與之相連的廠 站，作為所述故障廠站的第二級相關廠站；依此類推，得到設定的第N級相關廠站；獲取所 述第N級相關廠站的設備，作為分析對象，其中，N為自然數，所確定的相關廠站內的設備就 是與故障設備關係緊密的設備； B. 對步驟A中所確定的關係緊密的設備進行數據分析。
2. -種面向電網的事故潮流變化分析方法，其特徵在於，包括以下步驟， A. 確定分析範圍，查找與故障設備關係緊密的設備； 當故障設備為交流線路時，獲取故障交流線路兩端廠站，並以所述兩端廠站為中心，查 找與所述故障廠站相連的廠站，並將之作為第一級相關廠站；以所述第一級相關廠站為中 心，查找與之相連的廠站，作為所述故障廠站的第二級相關廠站；依此類推，得到設定的第 N級相關廠站；獲取所述第N級相關廠站的設備，作為分析對象，所確定的相關廠站內的設 備就是與故障設備關係緊密的設備，其中，N為自然數； B. 對步驟A中所確定的關係緊密的設備進行數據分析。
3. 如權利要求1或2所述的事故潮流變化分析方法，其特徵在於，所述步驟A進一步包 括， 獲取所述步驟A中所述分析對象故障前後的量測數據；對所述量測數據進行比較和排 序，從而得到潮流的變化情況。
4. 如權利要求1或2所述的事故潮流變化分析方法，其特徵在於， 所述分析對象故障前的量測數據來自歷史數據；故障後的量測數據來自SCADA實時數 據。
【文檔編號】H02J3/00GK104242301SQ201410428252
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】劉豔, 趙軍, 翟勇, 王順江, 程大闖, 佟碩, 陳昕, 孫湃, 賈海婷, 金芬蘭, 王昊, 張波 申請人:國家電網公司, 北京科東電力控制系統有限責任公司, 國網遼寧省電力有限公司