CN104299172A - 一种电网薄弱环节全景识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网薄弱环节全景识别方法，包括步骤：根据电网CI M模型数据、遥测数据以及遥信数据建立电网IEEE CDF数据模型；步骤S2，根据所述电网IEEE CDF数据模型，将母线Bus和变压器类型Branch按照其所属厂站信息划分为多个集合；根据电网IEEE CDF数据模型，将电网拓扑按照不同电压等级划分为多个子拓扑；建立新的子拓扑代替步骤S3中的子拓扑；根据所述新的子拓扑，识别可能因线路单一故障而发生全停的厂站；识别可能因母线单一故障而发生全停的厂站；识别可能因变压器单一故障而发生全停的厂站。本发明可实时对电网存在的薄弱环节进行全景识别并预警，帮助调度运行人员全面感知电网运行潜在的安全问题，以便及时采集控制措施消除风险，保障电网安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于电网拓扑分析技术领域，具体涉及一种电网薄弱环节全景识别方法。
背景技术
电网中存在一些厂站处于枢纽位置，在电网中起到关键性的作用，需要重点关注，一旦发生厂站全停事故，有可能造成片区电网负荷全丢或全网功率不能平衡，造成严重的停电事故，影响社会正常秩序。因此，一般要求厂站需要至少满足N-1条件，但当电网安排检修设备数量过多或设备发生故障时，某些厂站有可能出现单线、单主变或单母线情况，存在电网安全事故隐患，需要着重关注，并及时采取调整运行方式等措施，消除安全隐患。
根据电网实时运行状态，分析电网拓扑结构，全面获知可能因线路、变压器或母线单一故障引发全停的电厂或变电站，称为电网薄弱环节全景识别。
电网的运行风险往往存在于电网中的薄弱环节，对薄弱环节进行全景识别、实时监控，并以此为基础对电网进行局部性管理和预控，可以从源头上控制电网的安全水平，确保电网安全运行。
因此，设计良好有效的电网薄弱环节全景识别方法是本申请人致力于解决的问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电网薄弱环节全景识别方法，能够全景识别可能由单一设备故障造成全停的厂站，通过该方法可实时对电网存在的薄弱环节进行全景识别并预警，帮助调度运行人员全面感知电网运行潜在的安全问题，以便及时采集控制措施消除风险，保障电网安全稳定运行。
实现上述目的的技术方案是：
一种电网薄弱环节全景识别方法，包括下列步骤：
步骤S1，根据电网CIM(Common Information Model，通用信息)模型数据、遥测数据以及遥信数据建立电网IEEE CDF数据模型；
步骤S2，根据步骤S1中的所述电网IEEE CDF(Common Data Format，通用数据格式)数据模型，将母线Bus和变压器类型Branch按照其所属厂站信息划分为多个集合，将集合名称命名为相应厂站名；
步骤S3，根据电网IEEE CDF数据模型，将电网拓扑按照不同电压等级划分为多个子拓扑；
步骤S4，将步骤S3中的所述每个子拓扑中包含的所有母线Bus按照所述步骤S2中的多个集合一一对应地坍缩为多个虚拟母线Bus，建立新的子拓扑代替步骤S3中的子拓扑；
步骤S5，根据所述步骤S4中的所述新的子拓扑，识别可能因线路单一故障而发生全停的厂站；
步骤S6，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因母线单一故障而发生全停的厂站；
步骤S7，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因变压器单一故障而发生全停的厂站。
上述的电网薄弱环节全景识别方法，其中，所述步骤S5包括步骤：
步骤S51，针对所述步骤S4中的新的子拓扑，以每个新的子拓扑中包含的全部Branch作为预想故障集，依次进行N-1故障扫描；
步骤S52，针对每个N-1故障，判断相应的新的子拓扑是否出现解列，若否，返回步骤S51，进行下一个N-1故障扫描，若是，进行步骤S53；
步骤S53，获取解列的局部拓扑中的所有虚拟母线Bus，由这些虚拟母线Bus的名称获知可能因线路单一故障而发生全停的厂站；
步骤S54，判断相应的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S55；
步骤S55，判断所述步骤S4中的所有的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S6。
上述的电网薄弱环节全景识别方法，其中，所述步骤S6包括步骤：
步骤S61，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S62，识别每个集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S63；
步骤S63，根据该母线Bus的名称获知可能因母线单一故障而发生全停的厂站；
步骤S64，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S7。
上述的电网薄弱环节全景识别方法，其中，所述步骤S7包括步骤：
步骤S71，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S72，根据每个集合内的变压器类型Branch依次识别该集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，进行步骤S73；
步骤S73，根据该变压器对应变压器类型Branch连接的母线Bus的名称获知可能因变压器单一故障而发生全停的厂站；
步骤S74，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，结束。
本发明的有益效果是：
本发明通过电网CIM模型数据、遥测数据、遥信数据构建实时的电网IEEE CDF模型；从电网IEEE CDF模型出发，将母线Bus和变压器类型Branch划分到多个集合；从电网IEEE CDF模型出发，由线路类型Branch和母线Bus形成多个子拓扑，并构建虚拟母线Bus形成新的坍缩后的子拓扑；对每个新的子拓扑进行N-1故障扫描，分析获取可能由线路单一故障引发全停的厂站；对每个集合进行分析，分析获取可能由母线单一故障和由变压单一故障引发全停的厂站。从而使得任意电网通过本发明的识别方法能全景获知电网薄弱环节，帮助调度运行人员把握电网潜在安全问题的根源，以便及时采集控制措施消除安全隐患。
附图说明
图1是本发明的电网薄弱环节全景识别方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的电网薄弱环节全景识别方法，包括下列步骤：包括下列步骤：
步骤S1，根据电网CIM模型数据、遥测数据以及遥信数据建立电网IEEE CDF数据模型；
步骤S2，根据步骤S1中的所述电网IEEE CDF数据模型，将母线Bus和变压器类型Branch按照其所属厂站信息划分为多个集合，将集合名称命名为相应厂站名；
步骤S3，根据电网IEEE CDF数据模型，将电网拓扑按照不同电压等级划分为多个子拓扑；
步骤S4，将步骤S3中的所述每个子拓扑中包含的所有母线Bus按照所述步骤S2中的多个集合一一对应地坍缩为多个虚拟母线Bus，建立新的子拓扑代替步骤S3中的子拓扑，坍缩含义为：将子拓扑中处于相同集合即属于同一厂站的所有母线Bus归并为一个虚拟母线Bus，每个虚拟母线Bus命名为“对应厂站名+XXX”；
步骤S5，根据所述步骤S4中的所述新的子拓扑，识别可能因线路单一故障而发生全停的厂站，具体包括：
步骤S51，针对所述步骤S4中的新的子拓扑，以每个新的子拓扑中包含的全部Branch作为预想故障集，依次进行N-1故障扫描；
步骤S52，针对每个N-1故障，判断相应的新的子拓扑是否出现解列，若否，返回步骤S51，进行下一个N-1故障扫描，若是，进行步骤S53；
步骤S53，获取解列的局部拓扑中的所有虚拟母线Bus，由这些虚拟母线Bus的名称获知可能因线路单一故障而发生全停的厂站；
步骤S54，判断相应的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S55；
步骤S55，判断所述步骤S4中的所有的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S6；
步骤S6，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因母线单一故障而发生全停的厂站，具体包括：
步骤S61，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S62，识别每个集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S63；
步骤S63，根据该母线Bus的名称获知可能因母线单一故障而发生全停的厂站；
步骤S64，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S7；
步骤S7，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因变压器单一故障而发生全停的厂站，具体包括：
步骤S71，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S72，根据每个集合内的变压器类型Branch依次识别该集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，进行步骤S73；
步骤S73，根据该变压器对应变压器类型Branch连接的母线Bus的名称获知可能因变压器单一故障而发生全停的厂站；
步骤S74，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，结束。
本发明中，电网薄弱环节包含以下内容：
1)可能因线路单一故障而发生全停的电厂或变电站；
2)可能因母线单一故障而发生全停的电厂或变电站；
3)可能因变压器单一故障而发生全停的电厂或变电站。
步骤S1中，建立电网IEEE CDF数据模型时母线Bus的名称由由厂站名和编号构成，具体命名规则如下：
1)名称符号总个数为6个；
2)前3个符号为汉字符号，标明母线Bus所属的电厂或变电站；
3)后3个符号为任意英文字母或***数字，标明母线Bus在所属厂站的编号，
步骤S3中，电网拓扑划分规则如下：
1)线路类型的Branch按照其两端母线的电压等级确定其电压等级，然后划入对应电压等级的子拓扑；
2)变压器类型的Branch舍弃，不划入任何电压等级的子拓扑；
3)母线Bus按照其电压等级划入对应电压等级的子拓扑，其中三绕组变压器的中性点Bus除外。
步骤S7中，根据变压器类型Branch判断变压器个数的方法为：若有三个变压器Branch的一端母线Bus相同，则这三个变压器Branch是一个整体，对应实际中一个三绕组变压器(IEEE CDF模型将一个三绕组变压器等效为三个变压器Branch)。除该情况外的每个变压器Branch均对应一个双绕组变压器(IEEE CDF模型将一个双绕组变压器等效为一个变压器Branch)。将所有三绕组变压器的个数和双绕组变压器的个数相加，即得到所有变压器的个数。
综上所述，通过电网CIM模型数据、遥测数据、遥信数据构建实时电网IEEE CDF模型；从电网IEEE CDF模型出发，将母线Bus和变压器类型Branch划分到多个集合；从电网IEEE CDF模型出发，由线路类型Branch和母线Bus形成多个子拓扑，并构建虚拟母线Bus形成新的坍缩后的子拓扑；对每个子拓扑进行N-1故障扫描，分析获取可能由线路单一故障引发全停的厂站；对每个集合进行分析，分析获取可能由母线单一故障和由变压单一故障引发全停的厂站。从而使得任意电网通过本发明的识别方法能全景获知电网薄弱环节，帮助调度运行人员把握电网潜在安全问题的根源，以便及时采集控制措施消除安全隐患，帮助调度运行人员全面感知电网运行潜在的安全问题，以便及时采集控制措施消除风险，保障电网安全稳定运行。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (4)
1.一种电网薄弱环节全景识别方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S1，根据电网CIM模型数据、遥测数据以及遥信数据建立电网IEEE CDF数据模型；
步骤S2，根据步骤S1中的所述电网IEEE CDF数据模型，将母线Bus和变压器类型Branch按照其所属厂站信息划分为多个集合，将集合名称命名为相应厂站名；
步骤S3，根据电网IEEE CDF数据模型，将电网拓扑按照不同电压等级划分为多个子拓扑；
步骤S4，将步骤S3中的所述每个子拓扑中包含的所有母线Bus按照所述步骤S2中的多个集合一一对应地坍缩为多个虚拟母线Bus，建立新的子拓扑代替步骤S3中的子拓扑；
步骤S5，根据所述步骤S4中的所述新的子拓扑，识别可能因线路单一故障而发生全停的厂站；
步骤S6，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因母线单一故障而发生全停的厂站；
步骤S7，根据所述步骤S2中的多个集合，识别可能因变压器单一故障而发生全停的厂站。
2.根据权利要求1所述的电网薄弱环节全景识别方法，其特征在于，所述步骤S5包括步骤：
步骤S51，针对所述步骤S4中的新的子拓扑，以每个新的子拓扑中包含的全部Branch作为预想故障集，依次进行N-1故障扫描；
步骤S52，针对每个N-1故障，判断相应的新的子拓扑是否出现解列，若否，返回步骤S51，进行下一个N-1故障扫描，若是，进行步骤S53；
步骤S53，获取解列的局部拓扑中的所有虚拟母线Bus，由这些虚拟母线Bus的名称获知可能因线路单一故障而发生全停的厂站；
步骤S54，判断相应的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S55；
步骤S55，判断所述步骤S4中的所有的新的子拓扑中的N-1故障扫描是否完成，若否，返回步骤S51，若是，进行步骤S6。
3.根据权利要求1所述的电网薄弱环节全景识别方法，其特征在于，所述步骤S6包括步骤：
步骤S61，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S62，识别每个集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S63；
步骤S63，根据该母线Bus的名称获知可能因母线单一故障而发生全停的厂站；
步骤S64，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的母线Bus总数是否为1，若否，返回步骤S61，若是，进行步骤S7。
4.根据权利要求1所述的电网薄弱环节全景识别方法，其特征在于，所述步骤S7包括步骤：
步骤S71，依次选取所述步骤2中的每个集合；
步骤S72，根据每个集合内的变压器类型Branch依次识别该集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，进行步骤S73；
步骤S73，根据该变压器对应变压器类型Branch连接的母线Bus的名称获知可能因变压器单一故障而发生全停的厂站；
步骤S74，判断所述步骤2中的所有集合是否都依次选取并完成识别相应的集合内的变压器总数是否为1，若否，返回步骤S71，若是，结束。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150121 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |