特高壓受端電網分層分區的方法
2024-01-25 13:04:15 1
專利名稱：特高壓受端電網分層分區的方法
技術領域：
本發明具體涉及一種特高壓受端電網分層分區的方法。
背景技術：
隨著電力系統的不斷發展和500kV輸電線路的大量建設，以及新的500kV_220kV電磁環網的不斷形成，電磁環網已成為影響電力系統安全穩定運行的重要事故隱患。且一旦發生故障，極易引起大範圍停電事故，停電用戶、損失負荷、停電時間所帶來的損失均遠超過普通電力系統運行方式。對特高壓受端電網實現分層分區，解開特高壓與受端輸電網之間的電磁環網，可有效限制電網中的短路電流，利於進行事故處理和潮流控制，充分發揮特高壓電網的輸電優勢。在中國許多地方存在著500kV 220kV電磁環網，近年來相繼通過 潮流、穩定性分析、短路容量以及網損計算等評價指標進行了分層分區方案計算。然而，傳統的分層分區方法主要依賴於操作人員的實際經驗，缺乏完整的、系統的電網分層分區策略與方案。
發明內容
為解決現有技術存在的缺點，本發明提供了一種特高壓受端電網分層分區的方法。結合受端電網分層分區金字塔原理，本發明建立一種電網分層分區的金字塔模型，的具體步驟如下I)對高端電網進行分層，按照電壓等級由高到低將高端電網分為不同層次，分層原則包括保證不削弱主要潮流斷面的穩定限額；保證網架安全，在一個受端電網大區域內應有兩個及以上500kV聯絡點、三臺及以上500kV主變，各大區之間至少應有兩個通道或三條500kV線路相互聯繫；2)對同一級電網進行分區，按照每層電網的分區原則包括；保證可靠供電，受端電網每一個分區內以一個或若干個500kV變電站作為主要供電電源，並配合本地區內部的大容量發電廠，經一個或多個220kV樞紐變電站向區內供電；各分區內有電源、電壓支撐，各供電分區內具有電壓、無功調節能力，各供電分區內具備一定容量的發電機組或動態無功補償裝置；區域電網之間具有相互支撐能力，採用備自投、低頻低壓減載的安全自動裝置；分區方案兼顧下級電網供電可靠性；3)下一級的一個分區的電能供應可匯聚到上一級電網的一個或多個電源點，並對上一級的電網進行分區，以此類推；4)確保每一級的各個分區相互獨立但又互為備用。在步驟2)中的電源點是指電廠或變電站。所述的分層後的每一層網絡接線的抽象模型，用圖論的方法表示為用「點」代表原始電網中的電源點，連接「點」之間的「邊」表示兩點之間的電力供應關係，同時省略線路上的一些開關設備，網絡結構抽象模型G (V，E)，其中V表示節點、E代表邊。
所述的分層後的每一層網絡接線的抽象模型，用框架的方法表示為信息框架分為「邊槽」和「點槽」，其中每個「邊槽」包括每條線路的起始點位置、名稱、長度、型號；「點槽」包括每個節點的位置、名稱、電壓等級、裝機容量。所述的保證不削弱主要斷面的穩定限額是指受端電網採取分層供電方案後，應使主網具有足夠的安全穩定性和供電可靠性，不削弱主要輸電通道以及主要斷面與系統的電氣聯繫和穩定輸送限額。合理的電網結構是電力系統安全穩定運行的基礎，目標網架應有較大的抗擾動能力，並滿足《導則》中規定的有關安全穩定標準。所述的保證網架安全滿足一個500kV變電站全停或一條500kV線路故障，不至於造成局部系統解列。滿足上述條件的500kV與220kV電磁環網，可考慮分層運行。所述的保證可靠供電是以保證每個相對獨立的供電分區內用戶供電的可靠性，區內網絡結構應能適應不同運行方式下的潮流變化，並具備一定的靈活性。所述的各分區內應有電源、電壓支撐，受端電網採取分區供電方案後，無功補償應以分層分區和就地平衡為原則。各供電分區內應具有電壓、無功調節能力，以保證供電分區 內的母線具有合格的電壓水平。各供電分區內應儘量具備一定容量的發電機組或動態無功補償裝置，以提高動態電壓無功支撐能力，並滿足整個電網的調峰和旋轉備用要求。所述的區域電網之間具有一定的相互支撐能力，受端電網分層分區供電後，不同的區域之間應具有相應的事故支援能力。當電網需要時，可採用備自投、低頻低壓減載等安全自動裝置，提高運行設備的安全性，以提高整個電網的供電可靠性。所述的分區方案應兼顧下級電網供電可靠性，受端電網分層分區方案不能削弱下級供電可靠性，如220kV電網分區供電方案應結合IlOkV電網運行方式調整進行綜合考慮，保證分區供電不削弱IlOkV電網供電可靠性。本發明的有益效果是採用電網金字塔模型有效的簡化了特高壓和受端電網模型的複雜度，使得分層分區問題清晰明了，為進一步研究分層分區前後受端電網的運行性能奠定了基礎，為特高壓電網的引入和發展提供技術支撐。
圖I分層分區前的電網金字塔模型，圖2分層分區後的電網金字塔模型，圖3a圖論方法表示的抽象模型，圖3b框架方法表示的抽象模型，圖中，I.上級區域電網電源，2.下級供電區域，3.分層後電壓層斷面，X1.特高壓電網，X2、第2層電壓電網，Xlri.第η-I層電壓電網，
具體實施例方式如圖I圖2所示對高端電網進行分層，按照電壓等級由高到低將高端電網分為不同層次，包括特高壓電網X1，第2層電壓電網X2，第η-I層電壓電網Xlri，第η層電壓電網Χη。金字塔中的每一個平面表示分層後的供電區域斷面3。如圖2所示，對同一級電網進行分區，按照每層電網的分區原則包括；保證可靠供電，受端電網每一個分區內以一個或若干個500kV變電站作為主要供電電源，並配合本地區內部的大容量發電廠，經一個或多個220kV樞紐變電站向區內供電；各分區內有電源、電壓支撐，各供電分區內具有電壓、無功調節能力，各供電分區內具備一定容量的發電機組或動態無功補償裝置；區域電網之間具有相互支撐能力，採用備自投、低頻低壓減載的安全自動裝置；分區方案兼顧下級電網供電可靠性；圖I中上級區域電網電源I表示某一層中的電源(可以為電廠或變電站),可以為下級網絡的某個區域供電，如圖I中的橢圓形區域所示下級供電區域2。對同一級電網進行分區，分層分區後，上一層的一個區域電網可以給下級電網的若干個區域供電，如圖2中Xlri層的右邊區域可以給下級Xn層的三個區域供電。下一級的一個分區的電能供應可匯聚到上一級電網的一個或多個電源點，並對上一級的電網進行分區，以此類推；確保每一級的各個分區相互獨立但又互為備用。圖I和圖2中&層的淺色區域給出了一個網絡分區的實例，在分區以前，整塊區域的網絡拓撲結構見圖I中的虛線矩形框；分層分區後的網絡拓撲結構見圖2的虛線矩形框，此時原本由環網連接在一起的供電區域已分成供需平衡的獨立區域。由此可見，採用電網金字塔模型有效的簡化了特高壓和受端電網模型，使得分層分區問題清晰明了，為進一步的研究奠定了基礎。 金字塔模型給出了受端電網分層分區的宏觀構架，為便於對電網的分析計算，根據圖論和框架表示法建立特高壓受端電網接線方式的抽象模型，即金字塔模型中每一層網絡接線的抽象模型，以完善對受端電網分層分區模型的建立。結合電網接線方式的特點，用圖論的方法表示為用「點」代表原始電網中的電源點(變電站或發電廠)，連接「點」之間的「邊」表示兩點之間的電力供應關係，同時省略線路上的開關等設備，構建網絡結構抽象模型G(V，E)，其中V表示節點、E代表邊。一個簡單網絡的抽象模型如圖3a所示。結合受端電網實際情況，用框架的方法表示為將其信息框架分為「邊槽」和「點槽」，其中每個「邊槽」包括每條線路的起始點位置、名稱、長度、型號等；「點槽」包括每個節點的位置、名稱、電壓等級、裝機容量等，如圖3b所示。圖論和信息框架的結合使用，便於在後續的計算中根據網絡結構快速定位信息框架中需要的參數，以提高計算效率。
權利要求
1.特高壓受端電網分層分區的方法，其特徵在於，建立一種電網分層分區的金字塔模型，其步驟包括 1)對高端電網進行分層，按照電壓等級由高到低將高端電網分為不同層次，分層時保證不削弱分層後的供電區域斷面的穩定限額；在一個受端電網大區域內應有兩個及以上500kV聯絡點、三臺及以上500kV主變，各大區之間至少應有兩個通道或三條500kV線路相互聯繫； 2)對同一層級電網再進行分區，按照每層電網的分區時保證受端電網每一個分區內以一個或若干個500kV變電站作為主要供電電源，並配合本地區內部的大容量發電廠，經一個或多個220kV樞紐變電站向區內供電；各分區內有電源、電壓支撐，各供電分區內具有電壓、無功調節能力，各供電分區內具備一定容量的發電機組或動態無功補償裝置；區域電網之間具有相互支撐能力，採用備自投、低頻低壓減載的安全自動裝置；分區方案兼顧下級電網供電可靠性； 3)下一級的一個分區的電能供應可匯聚到上一級電網的一個或多個電源點，並對上一級的電網進行分區，以此類推； 4)確保每一級的各個分區相互獨立但又互為備用。
2.如權利要求I所述的特高壓受端電網分層分區的方法，其特徵在於在步驟2中的電源點是指電廠或變電站。
3.如權利要求I所述的特高壓受端電網分層分區的方法，其特徵在於所述的分層後的每一電壓等級的網絡接線的抽象模型，用圖論表示的方法為用「點」代表原始電網中的電源點，連接「點」之間的「邊」表示兩點之間的電力供應關係，同時省略線路上的一些開關設備，網絡結構抽象模型G (V，E)，其中V表示節點、E代表邊。
4.如權利要求I所述的特高壓受端電網分層分區的方法，其特徵在於所述的分層後的每一電壓等級的網絡接線的抽象模型，用框架表示的方法為信息框架分為「邊槽」和「點槽」，其中每個「邊槽」包括每條線路的起始點位置、名稱、長度、型號點槽」包括每個節點的位置、名稱、電壓等級、裝機容量。
全文摘要
本發明具體公開了一種特高壓受端電網分層分區的優化方法，包括1)對高端電網進行分層，按照電壓等級由高到低將對高端電網分為不同層次；2)對同一級電網進行分區，確保每個分區屬於同一個電壓等級；3)下一級的一個分區的電能供應可匯聚到上一級電網的一個或多個電源點，並對上一級的電網進行分區，以此類推；4)確保每一級的各個分區相互獨立但又互為備用；本發明的有益效果是採用電網金字塔模型有效的簡化了特高壓和受端電網模型的複雜度，使得分層分區問題清晰明了，為進一步研究分層分區前後受端電網的運行性能奠定了基礎，為特高壓電網的引入和發展提供技術支撐。
文檔編號H02J3/00GK102810862SQ201210301628
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者麻常輝, 周春生, 張磊, 武乃虎, 蔣哲 申請人:山東電力集團公司電力科學研究院, 國家電網公司