CN105470928B - 基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，该方法基于EMS（能量管理***）的一体化电网模型和运行方式信息，实时接收电网故障信息，并结合备自投动作情况自动分析故障后的电网越限设备和停电范围信息，给出消除设备越限的运行方式调整策略，利用局部快速拓扑方法，采用分层分区的恢复策略，自动生成供电恢复方案，协助***运行人员应对突发事故，有效缩短停电时间，解决目前故障恢复周期长、压力大的问题，进一步提升地区电网供电可靠性。

Description

基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法

技术领域

本发明属于电力***调度自动化领域，尤其涉及一种基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法。

背景技术

电网规模越来越大，***结构和运行方式日益复杂，尽管电网建设及运行水平也在不断提高，但各类事故尤其是难于预料的偶然因素导致的事故是无法完全避免的。因此，一旦电网发生事故，在准确定位电网故障的基础上如何采取有效的措施尽可能地缩小停电范围、缩短停电时间，防止事故的扩大和蔓延，及早恢复供电，是电网调度自动化领域一个十分重要的研究课题。随着居民生活水平的不断提高，对城市电网的供电可靠性也提出了越来越高的要求，传统的故障恢复研究侧重于配电网，高压输电网往往又侧重电网安全稳定性的分析，而城市电网介于高压输电网和低压配电网之间，如何有效解决快速恢复供电的问题目前还是以人工经验操作为主，调度自动化***缺乏有效的技术支撑手段。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，实现了高压配电网故障恢复方案的在线生成，辅助调度运行人员处理事故，快速恢复供电。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下，

一种基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，包括以下步骤：

步骤1、获取EMS***中的电网模型信息、运行方式信息和设备参数信息，建立故障恢复分析的初始断面；

步骤2、在接收到故障设备信息后，在步骤1的初始断面上更新故障设备的开关跳闸信息，并在跳闸开关动作后的断面上启动备自投动作分析，扫描全网母线，通过母线量测信息判断是否失压，如果失压则结合EMS***中的备自投模型和动作逻辑，判断备自投动作情况，得到连接失压母线的开关动作信息；

步骤3、将步骤2中的备自投开关动作信息写入分析断面，在此断面基础上启动停电范围分析，即从故障设备节点出发结合电网潮流方向，采用广度优先搜索算法查找失电区，标记搜索通路上的设备；

步骤4、若步骤3判断出有失电区，即搜索到停电设备的情况下，则启动负荷转移分析，从停电负荷出发，采用广度优先搜索算法，查找搜索通路上的热备用开关，即得到该负荷所属失电区的备用电源点，并通过潮流计算结合设备参数分析该热备用开关投入运行后所连设备的负载率，若导致设备越限则排除该备用电源点；

步骤5、在步骤3得到的断面基础上，将步骤4查找到的热备用开关转为运行，并在更新后的电网断面上利用静态安全分析功能对转供后的电网进行静态风险扫描，确保电网的安全稳定运行；

步骤6、将转供方案分解为开关动作序列，生成辅助调度运行人员故障恢复的操作方案。

进一步的，步骤4中所述的负荷转移分析包括如下步骤：

步骤4a、统计查找故障影响的失电厂站，从故障设备端点出发,采用广度优先搜索算法开始拓扑搜索，搜索过程中不经过断开的开关以及带电设备，搜索路径上的所有设备即为失电设备，在此基础上统计出失电厂站以及每个停电厂站的损失负载信息；

步骤4b、对失电厂站按优先级排序，排序策略包括损失负载大小、厂站重要程度等，可人工对恢复顺序进行修改；

步骤4c、判断是否有失电厂站，如果没有则恢复完成；如果有则循环排序后的失电厂站，分别统计厂站的失电母线，对电网模型中的母线设备进行循环，获取该厂站中的母线，判断该母线是否4a中搜索得到的失电设备；

步骤4d、对该厂站中的失电母线按电压等级排序，电压等级高的母线恢复优先级高；

步骤4e、从母线设备端点出发查找该母线的备用电源点,将该母线设为根节点，采用广度优先搜索，查找该母线周围的连接开关，如果开关状态为分，判断该开关的对侧节点是否带电，如果带电则该开关为备用电源电；

步骤4f、备用电源点分析:若备用电源点投入运行，分析该厂站是否有失电母线，如果有，则回到步骤4e；如果没有，则该厂站恢复成功，得到该厂站的恢复策略，回到步骤4c,重复上述过程，直至所有厂站恢复完毕。

本发明的有益效果是：

1）功能上采用和EMS***一体化设计思路，共享电网模型、实时信息，实现使用人员的免维护。

2）区别传统的离线事故恢复方法，本发明能结合电网实时运行断面在线生成事故恢复方案，提升事故处理的响应速度。

3)传统的恢复方法仅局限在供电路径的查找上，本发明从用户实际操作出发，采用分层分厂站的恢复方法，实现了停电厂站按优先级的逐步恢复，避免了全区域恢复导致的转供电源负载率过高的问题。

4）实现了基于方式调整的越限校正技术，能够在故障发生后快速扫描越限设备，提供消除越限的方式优化方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法的流程图；

图2是负荷转移流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-图2所示，基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，包括以下步骤：

步骤1、获取EMS(Energy Manage System，能量管理***)***中的电网模型信息、运行方式信息和设备参数信息，包括一次设备模型、备自投模型、遥信、遥测、设备参数、连接关系等，建立故障恢复分析的初始断面；

步骤2、在接收到故障设备信息后，在步骤1的初始断面上更新故障设备的开关跳闸信息，并在跳闸开关动作后的断面上启动备自投动作分析，扫描全网母线，通过母线量测信息判断是否失压，如果失压则结合EMS***中的备自投模型和动作逻辑，判断备自投动作情况，得到连接失压母线的开关动作信息；

步骤3、将步骤2中的备自投开关动作信息（即开关状态）写入分析断面，在此断面基础上启动停电范围分析，即从故障设备节点出发结合电网潮流方向，采用广度优先搜索算法查找失电区，标记搜索通路上的设备；

步骤4、若步骤3判断出有失电区，即搜索到停电设备的下，则启动负荷转移分析，从停电负荷出发，采用广度优先搜索算法，查找搜索通路上的热备用开关（找到热备用开关后则停止该通路上的搜索），即得到该负荷所属失电区的备用电源点（热备用开关），并通过潮流计算结合设备参数分析该热备用开关投入运行后所连设备的负载率，若导致设备越限则排除该备用电源点；其中所述的负荷转移分析具体如下：

1）统计查找故障影响的失电厂站，从故障设备端点出发（负荷等终端设备为终点）采用广度优先搜索算法开始拓扑搜索，搜索过程中不经过断开的开关以及带电设备，搜索路径上的所有设备即为失电设备，在此基础上统计出失电厂站以及每个停电厂站的损失负载信息。

2）对失电厂站按优先级排序，排序策略包括损失负载大小、厂站重要程度等，可人工对恢复顺序进行修改。

3）判断是否有失电厂站，如果没有则恢复完成；如果有则循环排序后的失电厂站，分别统计厂站的失电母线，对电网模型中的母线设备进行循环，获取该厂站中的母线，判断该母线是否是步骤1）中搜索得到的失电设备。

4）对该厂站中的失电母线按电压等级排序，电压等级高的母线恢复优先级高。

5）从母线设备端点出发查找该母线的备用电源点。将该母线设为根节点，采用广度优先搜索，查找该母线周围的连接开关，如果开关状态为分，判断该开关的对侧节点是否带电，如果带电则该开关为备用电源电。

6）备用电源点分析。若备用电源点投入运行，分析该厂站是否有失电母线，如果有，则回到步骤5）；如果没有，则该厂站恢复成功，得到该厂站的恢复策略，回到步骤3）。重复上述过程，直至所有厂站恢复完毕。

步骤5、在步骤3得到的断面基础上，将步骤4查找到的热备用开关转为运行，并在更新后的电网断面上利用静态安全分析功能对转供后的电网进行静态风险扫描，确保电网的安全稳定运行；

步骤6、将转供方案分解为开关动作序列，生成辅助调度运行人员故障恢复的操作方案。

最后，采用潮流计算和静态安全分析评估恢复方案的可行性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取EMS***中的电网模型信息、运行方式信息和设备参数信息，建立故障恢复分析的初始断面；

步骤2、在接收到故障设备信息后，在步骤1的初始断面上更新故障设备的开关跳闸信息，并在跳闸开关动作后的断面上启动备自投动作分析，扫描全网母线，通过母线量测信息判断是否失压，如果失压则结合EMS***中的备自投模型和动作逻辑，判断备自投动作情况，得到连接失压母线的开关动作信息；

步骤3、将步骤2中的备自投开关动作信息写入分析断面，在此断面基础上启动停电范围分析，即从故障设备节点出发结合电网潮流方向，采用广度优先搜索算法查找失电区，标记搜索通路上的设备；

步骤4、若步骤3判断出有失电区，即搜索到停电设备的情况下，则启动负荷转移分析，从停电负荷出发，采用广度优先搜索算法，查找搜索通路上的热备用开关，即从母线设备端点出发查找该母线的备用电源点,将该母线设为根节点，采用广度优先搜索，查找该母线周围的连接开关，如果开关状态为分，判断该开关的对侧节点是否带电，如果带电则该开关为备用电源点，并通过潮流计算结合设备参数分析该热备用开关投入运行后所连设备的负载率，若导致设备越限则排除该备用电源点；

步骤5、在步骤3得到的断面基础上，将步骤4查找到的热备用开关转为运行，并在更新后的电网断面上利用静态安全分析功能对转供后的电网进行静态风险扫描，确保电网的安全稳定运行；

步骤6、将转供方案分解为开关动作序列，生成辅助调度运行人员故障恢复的操作方案。

2.根据权利要求1所述的基于城市输电网故障恢复的分区分层负荷转移方法，其特征在于：步骤4中所述的负荷转移分析包括如下步骤：

步骤4a、统计查找故障影响的失电厂站，从故障设备端点出发,采用广度优先搜索算法开始拓扑搜索，搜索过程中不经过断开的开关以及带电设备，搜索路径上的所有设备即为失电设备，在此基础上统计出失电厂站以及每个停电厂站的损失负载信息；

步骤4b、对失电厂站按优先级排序，排序策略包括损失负载大小、厂站重要程度，人工对恢复顺序进行修改；

步骤4c、判断是否有失电厂站，如果没有则恢复完成；如果有则循环排序后的失电厂站，分别统计厂站的失电母线，对电网模型中的母线设备进行循环，获取该厂站中的母线，判断该母线是否为步骤4a中搜索得到的失电设备；

步骤4d、对该厂站中的失电母线按电压等级排序，电压等级高的母线恢复优先级高；

步骤4e、从母线设备端点出发查找该母线的备用电源点,将该母线设为根节点，采用广度优先搜索，查找该母线周围的连接开关，如果开关状态为分，判断该开关的对侧节点是否带电，如果带电则该开关为备用电源点；

步骤4f、备用电源点分析:若备用电源点投入运行，分析该厂站是否有失电母线，如果有，则回到步骤4e；如果没有，则该厂站恢复成功，得到该厂站的恢复策略，回到步骤4c,重复上述过程，直至所有厂站恢复完毕。