區域電網的合環轉電風險處理方法及系統的製作方法
2023-05-05 06:11:36 2
專利名稱：區域電網的合環轉電風險處理方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及合環轉電技術領域，尤其涉及一種區域電網的合環轉電風險處理方法和一種區域電網的合環轉電風險處理系統。
背景技術：
區域電網一般採用閉環設計、開環運行的供電方式。在這種供電方式下每一個負荷由單一的母線供電，不同母線所帶的負荷區域用聯絡開關隔離，形成供電負荷島，正常情況下聯絡開關開斷運行。合環轉電操作是指:在具有聯絡開關的配網接線模式下，當母線由於檢修等原因需要退出運行時，通過聯絡開關和變電站出線開關的倒閘操作將負荷轉移到另一側饋線。圖1為配電網中一個常見的合環轉電操作的接線示意圖，以圖1所示中壓配電網常見的「2-1」接線模式為例，聯絡開關正常運行時處於斷開狀態，兩側輸電線路沒有聯繫，當其中一側母線需要退出運行時，運行人員將聯絡開關合上，變電站的出線開關斷開，將需退出運行的母線所帶的線路上的負荷轉移到另一側母線來供電。在這個過程中，將出現一段時間內兩條母線直接通過線路連接，由於母線間存在電壓矢量差，根據歐姆定律，將在線路上產生新增的電流，而線路上原本有負荷電流，根據疊加原理，兩個電流進行疊加，形成合環過程中的合環電流。合環電流主要受母線電壓矢量差、線路阻抗大小以及線路負荷電流的影響，在一定條件下其數值遠超過負荷電流，即在合環過程中線路中將流過很大的電流，超過線路的載流量(線路的熱穩定電流值)，在長時間運行時線路發熱嚴重，對供電設備和網絡安全造成危害。目前對合環轉電操作風險的處理，多是在現場依靠運行人員的經驗來判斷是否進行合環。這種做法具有很大的不確定性，不僅很容易出現判斷偏差，而且對合環電流缺少量化的分析，無法定量分析合環轉電的風險狀況。特別是對於包含大量合環轉電線路的區域電網而言，更迫切地需要一種準確合理的方法來判斷各條合環轉電線路的風險水平，為區域電網開展合環轉電工作提供依據。
發明內容
基於此，本發明提供了一種區域電網的合環轉電風險處理方法和一種區域電網的合環轉電風險處理系統。一種區域電網的合環轉電風險處理方法，包括以下步驟:獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值；根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較；根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預警信號。與一般技術相比，本發明區域電網的合環轉電風險處理方法以母線載流量為標準對區域電網內各條合環轉電線路的風險水平進行定量評價，可通過對比合環電流與母線的載流量來判斷區域電網內的合環轉電風險，並發出預警信號。本發明可幫助電網運行人員規避合環轉電風險，更加合理地進行合環轉電操作。從而提高合環轉電成功率和電網的供電可靠性。一種區域電網的合環轉電風險處理系統，包括獲取模塊、合環電流計算模塊、比較模塊和執行模塊；所述獲取模塊，用於獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值；所述合環電流計算模塊，用於根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；所述比較模塊，用於將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較；所述執行模塊，用於根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預
警信號。與一般技術相比，本發明區域電網的合環轉電風險處理系統以母線載流量為標準對區域電網內各條合環轉電線路的風險水平進行定量評價，可通過對比合環電流與母線的載流量來判斷區域電網內的合環轉電風險，並發出預警信號。本發明可幫助電網運行人員規避合環轉電風險，更加合理地進行合環轉電操作。從而提高合環轉電成功率和電網的供電可靠性。
圖1為配電網中一個常見的合環轉電操作的接線示意圖；圖2為本發明區域電網的合環轉電風險處理方法的流程示意圖；圖3為本發明區域電網的合環轉電風險處理系統的結構示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本發明的技術方案，進行清楚和完整的描述。請參閱圖2，為本發明區域電網的合環轉電風險處理方法的流程示意圖。本發明區域電網的合環轉電風險處理方法，包括以下步驟:S201獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值；採集風險評估所需信息，包括母線電壓相角與幅值，線路參數，線路的負荷電流。在評價區域電網合環轉電風險時，需要對大量的合環轉電線路的數據進行處理。具體做法可以是母線電壓相角和幅值數據採集區域電網中夏大、夏小、冬大、冬小四種運行方式下的潮流計算數據，線路的負荷電流採集最大、平均電流兩種電流值，線路參數仍採用電網規劃設計的數據。採集到的數據以一定的形式進行儲存。作為其中一個實施例，分別獲取在夏大、夏小、冬大和冬小四種區域電網運行形式下各條合環轉電線路兩側母線的電壓相角與幅值；分別獲取在最大電流和平均電流兩種負荷電流形式下各條合環轉電線路兩側母線的負荷電流；
S202根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；作為其中一個實施例，將所述合環轉電線路兩側母線上的電壓相減，計算兩側母線之間的電壓降；將計算的所述電壓降與所述合環轉電線路的線路阻抗相除，計算合環轉電產生的新增電流；將計算的所述新增電流分別與兩側母線上原有的負荷電流疊加，得到所述合環轉電線路兩側母線上的合環電流。基於採集的數據，利用既定算法進行計算，可獲得區域電網在各種運行方式和負荷電流下合環電流的數值。根據獲取的上述數據，將夏大、夏小、冬大和冬小四種區域電網運行形式與最大電流和平均電流兩種負荷電流形式進行組合，對所述各條合環轉電線路兩側母線均建立八種相應形式的數據組；分別採用上述八種形式的數據組，計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；例如，具體計算流程可如下:在母線電壓數據集合中有四個元素，在線路負荷電流數據集合中有兩個元素，共有8組數據，從中選擇一組數據；利用選擇的數據進行合環電流計算，具體步驟與單條線路合環轉電風險評估方法中的合環電流計算步驟相同；保存計算結果並按數據組合元素命名，如選擇夏大方式和最大電流，則命名為「夏大-最大」;選擇另一組尚未計算的數據進行計算，直到所有組數據均進行了計算。S203將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較；合環計算得到大量的計算結果，為方便後面對數據進行分析，需要對計算結果進行處理，具體的處理可主要包括以下兩個步驟:以線路的載流量為對比標準，合環電流超過載流量則標記為「0」，合環電流低於載流量則標記為「1」，對所有線路的合環電流進行處理，將有名值的合環電流轉為邏輯值。在一組計算結果中包括兩側線路合環電流的計算結果，將兩側線路合環電流經步驟I轉化後的邏輯值相與，得到整個合環線路的合環轉電風險值，「I」為安全，「0」為危險。將分別採用上述八種形式的數據組計算的所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流逐個與對應母線的載流量進行比較。S204根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預警信號。作為其中一個實施例，根據比較結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果其兩側母線上的合環電流均不超過相應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為安全，否則，判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為危險。作為其中一個實施例，根據分別在上述八種形式的數據組對應情況下進行比較的結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果在一種形式的數據組對應情況下，其兩側母線上的合環電流均不超過對應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路在該種形式的數據組對應情況下，其合環轉電風險水平為安全，否則，判斷該合環轉電線路在該種形式的數據組對應情況下，其合環轉電風險水平為危險。根據合環計算結果，對區域電網中的合環轉電風險狀況進行定量評價，尋找合環轉電風險最大和最小的兩種運行方式，具體步驟可如下:以計算結果為「I」的線路數除於總線路數，得到的百分數定義為合環轉電成功率，分別計算各組結果的合環轉電成功率；將各組結果的合環轉電轉電成功率進行求平均值計算，得到區域電網的合環轉電平均成功率，表徵區域電網的合環轉電風險水平；將夏大運行方式下的兩組結果的合環轉電成功率進行求平均值計算，得到區域電網在夏大方式下的合環轉電成功率，同理對其他運行方式進行計算；將最大負荷電流的四組結果的合環轉電成功率求平均值計算，得到區域電網在最大負荷電流的合環轉電成功率，同理對平均電流進行計算；對各組結果的合環轉電成功率進行比較，得到成功率最低和最高的兩組結果，表徵合環轉電風險最大和最小的兩種運行方式。作為其中一個實施例，在根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平之後，對於一條合環轉電線路，如果判斷其合環轉電風險水平為安全，則按照預定計劃對其進行合環轉電操作；對於一條合環轉電線路，如果判斷其合環轉電風險水平為危險，則停止對其進行合環轉電操作。作為其中一個實施例，在根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平之後，對於一條合環轉電線路，如果在八種形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平均為安全，則將該合環轉電線路劃分為一類線路；對於一條合環轉電線路，如果在部分形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平為安全，則將該合環轉電線路劃分為二類線路；對於一條合環轉電線路，如果在八種形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平均為危險，則將該合環轉電線路劃分為三類線路。合環線路歸類模塊將多條合環轉電線路進行分類，針對各類的特點對電網運行中合環轉電操作提供指導原則，具體分類如下:一類:若該合環線路在所有8組數據下計算的得到的結果均為「1」，則為一類合環線路，可認為其合環轉電風險性很低，在電網沒有大規模變化時可進行合環轉電操作。二類:若該合環線路在部分組數據下計算的得到的結果為「0」，則為二類合環線路，可認為其合環轉電風險性和運行方式相關，應儘量選擇在計算結果為「I」的運行方式進行合環轉電操作。三類:若該合環線路在所有8組數據下計算的得到的結果均為「0」，則為三類合環線路，可認為其合環轉電風險性很高，不應進行合環轉電操作。與一般技術相比，本發明區域電網的合環轉電風險處理方法以母線載流量為標準對區域電網內各條合環轉電線路的風險水平進行定量評價，可通過對比合環電流與母線的載流量來判斷區域電網內的合環轉電風險，並發出預警信號。本發明可幫助電網運行人員規避合環轉電風險，更加合理地進行合環轉電操作。從而提高合環轉電成功率和電網的供電可靠性。請參閱圖3，為本發明區域電網的合環轉電風險處理系統的結構示意圖。本發明區域電網的合環轉電風險處理系統，包括獲取模塊301、合環電流計算模塊302、比較模塊303和執行模塊304 ；所述獲取模塊301，用於獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值；採集風險評估所需信息，包括母線電壓相角與幅值，線路參數，線路的負荷電流。在評價區域電網合環轉電風險時，需要對大量的合環轉電線路的數據進行處理。具體做法可以是母線電壓相角和幅值數據採集區域電網中夏大、夏小、冬大、冬小四種運行方式下的潮流計算數據，線路的負荷電流採集最大、平均電流兩種電流值，線路參數仍採用電網規劃設計的數據。採集到的數據以一定的形式進行儲存。所述合環電流計算模塊302，用於根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；作為其中一個實施例，所述合環電流計算模塊包括電壓降計算模塊、新增電流計算模塊和疊加模塊；所述電壓降計算模塊，用於將所述合環轉電線路兩側母線上的電壓相減，計算兩側母線之間的電壓降；所述新增電流計算模塊，用於將計算的所述電壓降與所述合環轉電線路的線路阻抗相除，計算合環轉電產生的新增電流；所述疊加模塊，用於將計算的所述新增電流分別與兩側母線上原有的負荷電流疊加，得到所述合環轉電線路兩側母線上的合環電流。所述比較模塊303，用於將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較；合環計算得到大量的計算結果，為方便後面對數據進行分析，需要對計算結果進行比較處理。所述執行模塊304，用於根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送
預警信號。作為其中一個實施例，所述執行模塊用於根據比較結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果其兩側母線上的合環電流均不超過相應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為安全，否則，判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為危險。與一般技術相比，本發明區域電網的合環轉電風險處理系統以母線載流量為標準對區域電網內各條合環轉電線路的風險水平進行定量評價，可通過對比合環電流與母線的載流量來判斷區域電網內的合環轉電風險，並發出預警信號。本發明可幫助電網運行人員規避合環轉電風險，更加合理地進行合環轉電操作。從而提高合環轉電成功率和電網的供電可靠性。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: 獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值； 根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流； 將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較； 根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預警信號。
2.根據權利要求1 所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，所述計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流的步驟，包括以下步驟: 將所述合環轉電線路兩側母線上的電壓相減，計算兩側母線之間的電壓降； 將計算的所述電壓降與所述合環轉電線路的線路阻抗相除，計算合環轉電產生的新增電流； 將計算的所述新增電流分別與兩側母線上原有的負荷電流疊加，得到所述合環轉電線路兩側母線上的合環電流。
3.根據權利要求1所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，所述根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平的步驟，包括以下步驟: 根據比較結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果其兩側母線上的合環電流均不超過相應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為安全，否則，判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為危險。
4.根據權利要求3所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，在所述根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平的步驟之後，包括以下步驟: 對於一條合環轉電線路，如果判斷其合環轉電風險水平為安全，則按照預定計劃對其進行合環轉電操作； 對於一條合環轉電線路，如果判斷其合環轉電風險水平為危險，則停止對其進行合環轉電操作。
5.根據權利要求1所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，所述獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值的步驟，包括以下步驟: 分別獲取在夏大、夏小、冬大和冬小四種區域電網運行形式下各條合環轉電線路兩側母線的電壓相角與幅值； 分別獲取在最大電流和平均電流兩種負荷電流形式下各條合環轉電線路兩側母線的負荷電流； 所述計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流的步驟，包括以下步驟:根據獲取的上述數據，將夏大、夏小、冬大和冬小四種區域電網運行形式與最大電流和平均電流兩種負荷電流形式進行組合，對所述各條合環轉電線路兩側母線均建立八種相應形式的數據組； 分別採用上述八種形式的 數據組，計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電 流； 所述將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較的步驟，包括以下步驟:將分別採用上述八種形式的數據組計算的所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流逐個與對應母線的載流量進行比較。
6.根據權利要求5所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，所述根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平的步驟，包括以下步驟: 根據分別在上述八種形式的數據組對應情況下進行比較的結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果在一種形式的數據組對應情況下，其兩側母線上的合環電流均不超過對應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路在該種形式的數據組對應情況下，其合環轉電風險水平為安全，否則，判斷該合環轉電線路在該種形式的數據組對應情況下，其合環轉電風險水平為危險。
7.根據權利要求6所述的區域電網的合環轉電風險處理方法，其特徵在於，在所述根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平的步驟之後，包括以下步驟: 對於一條合環轉電線路，如果在八種形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平均為安全，則將該合環轉電線路劃分為一類線路； 對於一條合環轉電線路，如果在部分形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平為安全，則將該合環轉電線路劃分為二類線路； 對於一條合環轉電線路，如果在八種形式的數據組對應情況下，判斷其合環轉電風險水平均為危險，則將該合環轉電線路劃分為三類線路。
8.一種區域電網的合環轉電風險處理系統，其特徵在於，包括獲取模塊、合環電流計算模塊、比較模塊和執行模塊； 所述獲取模塊，用於獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值； 所述合環電流計算模塊，用於根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流； 所述比較模塊，用於將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較； 所述執行模塊，用於根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預警信號。
9.根據權利要求8所述的區域電網的合環轉電風險處理系統，其特徵在於，所述合環電流計算模塊包括電壓降計算模塊、新增電流計算模塊和疊加模塊； 所述電壓降計算模塊，用於將所述合環轉電線路兩側母線上的電壓相減，計算兩側母線之間的電壓降； 所述新增電流計算模塊，用於將計算的所述電壓降與所述合環轉電線路的線路阻抗相除，計算合環轉電產生的新增電流； 所述疊加模塊，用於將計算的所述新增電流分別與兩側母線上原有的負荷電流疊加，得到所述合環轉電線路兩側母線上的合環電流。
10.根據權利要求8所述的區域電網的合環轉電風險處理系統，其特徵在於，所述執行模塊用於根據比較結果，判斷所述各條合環轉電線路的合環轉電風險水平；其中，對於一條合環轉電線路，如果其兩側母線上的合環電流均不超過相應母線的載流量，則判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為安全， 否則，判斷該合環轉電線路的合環轉電風險水平為危險。
全文摘要
本發明公開了一種區域電網的合環轉電風險處理方法，包括獲取區域電網中各條合環轉電線路的線路阻抗以及兩側母線的負荷電流、電壓相角與幅值；根據獲取的上述數據計算所述各條合環轉電線路兩側母線上的合環電流；將計算的所述合環電流分別與對應母線的載流量進行比較；根據比較結果判斷區域電網的合環轉電風險水平，並發送預警信號。此外，還公開了一種區域電網的合環轉電風險處理系統。本發明可通過對比合環電流與母線的載流量來判斷區域電網內的合環轉電風險，並發出預警信號。本發明可幫助電網運行人員規避合環轉電風險，更加合理地進行合環轉電操作。從而提高合環轉電成功率和電網的供電可靠性。
文檔編號H02J3/00GK103107539SQ20131006259
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月27日 優先權日2013年2月27日
發明者蔡瑩, 王斐, 王莉, 蔡澤祥, 王珂, 李晶, 李芳紅, 華煌聖, 梁毅, 張承周, 庫曉斐 申請人:廣州供電局有限公司