CN107834545A - 一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，包括：生成包含电网拓扑信息的初始邻接矩阵；获取合环两侧220kV的连接路径；进行第一次合环仿真测试，若通过则将此合环方案储存至计算结果表中；将站点信息存储至站点信息表中；对计算结果表中站点进一步筛选，得到筛选后的站点总数；对可转移负荷合环操作的站点逐个进行仿真迭代计算，若通过校验则将其储存至结算结果表中；否则进行下一个站点的仿真计算，直到遍历完所有筛选后的站点；若计算结果表仍然为空，则通过搜索最短路径找到跨区域间两个最优220kV合环站点；实现了得到的分区方案有效性更高，解决传统方案的局限性，保证了供电可靠性的技术效果。

Description

一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法

技术领域

本发明涉及城市电网研究领域，具体地，涉及一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法。

背景技术

随着我国电压等级的不断发展，受端电网分区势在必行，正如《电力***安全稳定导则》中明确指出的：“随着高一级电压电网的建设，下级电压电网应逐步实现分区运行，相邻分区之间保持互为备用，应避免和消除影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网”。

由于我国电网“闭环设计，开环运行”的运行方式，城市电网110kV及以下电压等级电网大部分采用放射型双电源形式运行：每个负荷点均包含一个接入电源与一个备用电源，通常情况下负荷由单一电源供电。一旦运行线路出现故障，便可进行合断电操作，再将备用电源投入使用，从而部分保证了供电的可靠性、持续性。故障时通常情况下会采用两种方式进行维修，一是通过“冷倒”的方式进行故障负荷的转移，即断开故障线路对故障负荷进行停电处理，再将备用线路联络开关合环。这种检修方式的优势在于合环操作保守，对电网运行影响小，可靠性高，而缺点在于会造成短暂停电，对停电用户的正常生活生产造成一定的损失，但是对于重要负荷，诸如医院、政府机关、工厂等，停电则可能造成无法估量的损失。二是将合环两侧220kV站点进行合环操作，即先加强合环两侧的电气联系，再进行110kV线路合环操作，因为220kV等级电网线路、变压器设计冗余量大，同时其与上级500kV电压等级电磁环网运行，是以220kV之间的合环操作较为安全；但另一方面，由于220kV线路合环对电网负荷潮流的影响较大，必然会导致合环后整个地区电网潮流的改变。

所以采用传统合环方式，对于合环后的潮流分布情况及合环后高等级电压安全性校验会耗费极大的资源。同时，我国电网公司负责110kV电压等级运行维护的市级电力公司没有220kV电压等级的调度权限，若向上级调度中心申请，则需要大量的时间和行政成本，从而边界站点在故障时期的后备线路不能第一时间切入运行，因此故障无法第一时间切除，有停电的风险。

发明内容

本发明提供了一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，解决了解决传统合环方案在电网分区运行背景下不再适用的问题，实现了得到的分区方案有效性更高，解决传统方案的局限性，保证了供电可靠性的技术效果。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，所述方法包括：

步骤1：读取电网数据，获取电网220kV变电站数据、交流线数据及与电网500kV变电站有直接电气连接的220kV变电站节点号，生成包含电网拓扑信息的初始邻接矩阵；

步骤2：基于初始邻接矩阵，使用深度优先搜索算法获取合环两侧220kV的连接路径，若其最短路径经过500kV站点，则判断其为分区运行；否则则为同区域合环情况。深度优先搜索法是一种高效可靠的拓扑结构识别算法。将整个图中极点分为两个部分，即访问后的极点与未访问极点。再从指定极点出发，基于深度优先的原则，对所有未访问节点进行搜索访问，直到所有同一区域下的极点均被访问为止。其特点在于所有节点均可以访问，并且可以得到最大深度的搜索结果。

步骤3：进行第一次合环仿真测试，若通过则将此合环方案储存至计算结果表中；否则进行步骤4。

步骤4：采用广度优先搜索算法对合环两侧220kV可转移负荷站点信息进行识别，将这些站点信息存储至站点信息表中。广度优先搜索算法是一种盲目搜寻法，目的是***地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果。换句话说，它并不考虑结果的可能位置，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止，所得到结果为图中最宽广路径。

步骤5：根据合环两侧220kV母线相角的情况，对计算结果表中站点进一步筛选，相角大的一侧保留可移入站点，相角小的一次保留可移出站点，得到筛选后的站点总数；

步骤6：对可转移负荷合环操作的站点逐个进行仿真迭代计算，若通过校验则将其储存至结算结果表中；否则进行下一个站点的仿真计算，直到遍历完步骤5中所有筛选后的站点。

步骤7：若步骤6后计算结果表仍然为空，则进行传统合环方案，即通过搜索最短路径找到跨区域间两个最优220kV合环站点，即先将合环两侧进入电磁环网运行，在进行110kV合环操作。

根据上述方案，在所述步骤2中，采用深度优先搜索算法进行辨识500kV变电站的运行格局，具体为：获取电网220kV站点的邻接关系矩阵；采用深度优先搜索算法获取当前方案的分区数目及其包含的220kV站点。

根据上述方案，还包括步骤3和步骤6：采用调用PSASP软件工具包的方式，对所得合环方案进行静态安全分析和短路电流校验，保存并输出校验通过的分区方案。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1)通过加入基于深度优先搜索算法辨识500kV变电站的运行格局模块，该方法取代了人工制定分区方案的形式，得到的分区方案有效性更高。

2)基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，使其能够获得可行的合环方案，解决传统方案的局限性，保证了供电可靠性。并且使整个合环策略均在110kV的电压等级操作，从而可以极大的提高地市级电网运维公司的运行效率。

3)采用调用PSASP软件工具包的方式，对所得分区方案进行静态安全分析和短路电流校验，保存并输出校验通过的方案，使整个算法能够自动的输出所有满足分区原则及通过指标校验的分区方案。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法的流程示意图；

图2是XY110kV站接线示意图；

图3是XY110kV-SY110kV合环前示意图；

图4是XY110kV-SY110kV合环后示意图；

图5是XY110kV-SY110kV改变TF110kV运行方式示意图；

图6是XY110kV-SY110kV新方案合环后示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，解决了解决传统合环方案在电网分区运行背景下不再适用的问题，实现了得到的分区方案有效性更高，解决传统方案的局限性，保证了供电可靠性的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1-图6，本申请提供了一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，所述方法包括：

步骤1：读取电网数据，基于读取的数据生成包含电网拓扑信息的初始邻接矩阵；

步骤2：基于初始邻接矩阵，获取合环两侧220kV的连接路径，若其最短路径经过500kV站点，则判断其为分区运行；否则为同区域合环情况；

步骤3：进行第一次合环仿真测试，若通过则将此合环方案储存至计算结果表中；否则进行步骤4；

步骤4：对合环两侧220kV可转移负荷站点信息进行识别，将站点信息存储至站点信息表中；

步骤5：根据合环两侧220kV母线相角的情况，对计算结果表中站点进一步筛选，相角大的一侧保留可移入站点，相角小的一次保留可移出站点，得到筛选后的站点总数；

步骤6：对可转移负荷合环操作的站点逐个进行仿真迭代计算，若通过校验则将其储存至结算结果表中；否则进行下一个站点的仿真计算，直到遍历完步骤5中所有筛选后的站点；

步骤7：若步骤6后计算结果表仍然为空，则通过搜索最短路径找到跨区域间两个最优220kV合环站点。

某地区XY110kV站点联络线接线图如图2所示。通常情况下，其由HTC220kV电站供电，并且SY220kV是其备用线路，通过联络线相连。

合环两侧分区结果识别，根据深度优先搜索算法的结果，从HTC220kV至SY220kV的最短路径为“HTC220kV”>“WH220kV”>“LX220kV”>“SZ220kV”>“JS220kV”>“SY220kV”，判断结果：在不同分区运行。

该区域的运行结构如图3所示。

首先我们将XY110kV和SY110kV直接合环，分析合环数据，判断是否能够满足***参数限制。

合环前后的数据在表1中显示：

表1 XY110kV合环前后数据统计

已知该地区110kV母线以LGJ-120/150型号电缆为主，由结果可见，如果将XY110kV-SY110kV直接合环，其潮流已经超过了该110kV线路容量。由于在于合环前线路之间的较大的母线相角差(-6.1°)，因此合环潮流超过了线路最大承受值。因此直接合环的方案不符合要求。

表2 各种类导线限制表

由图3中所示，XY110kV相角小于SY110kV相角，XY110kV的电源站点HTC220kV中可以转出的站点只有TF110kV，而SY220kV站点不存在可以转入站点，所以按照合环方案流程，其操作如下：

1)连接TF110kV与WH110kV母线

2)断开TF110kV与HTC110kV母线

3)连接XY110kV与SY110kV母线

4)断开XY110kV与HTC110kV母线

操作过程如图5和图6所示。

表3 XY110kV站点合环前后数据统计

由表3中数据可得，与直接合环的方案相比，新方案因为TF110kV站点负荷的转移，XY110kV线路母线相角与SY110kV母线相角差从-6.1°缩小到-4.1°，从而使合环潮流从99.8+j24.2MVa下降到了67.8+j18.0MVa。此时合环潮流处于线路容量允许范围之内。

同时静态安全分析亦通过，证明了本方案的有效性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：读取电网数据，基于读取的数据生成包含电网拓扑信息的初始邻接矩阵；

步骤2：基于初始邻接矩阵，获取合环两侧220kV的连接路径，若其最短路径经过500kV站点，则判断其为分区运行；否则为同区域合环情况；

步骤3：进行第一次合环仿真测试，若通过则将此合环方案储存至计算结果表中；否则进行步骤4；

步骤4：对合环两侧220kV可转移负荷站点信息进行识别，将站点信息存储至站点信息表中；

步骤5：根据合环两侧220kV母线相角的情况，对计算结果表中站点进一步筛选，相角大的一侧保留可移入站点，相角小的一次保留可移出站点，得到筛选后的站点总数；

步骤6：对可转移负荷合环操作的站点逐个进行仿真迭代计算，若通过校验则将其储存至结算结果表中；否则进行下一个站点的仿真计算，直到遍历完步骤5中所有筛选后的站点；

步骤7：若步骤6后计算结果表仍然为空，则通过搜索最短路径找到跨区域间两个最优220kV合环站点。

2.根据权利要求1所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，读取电网数据，获取电网220kV变电站数据、交流线数据及与电网500kV变电站有直接电气连接的220kV变电站节点号。

3.根据权利要求1所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，基于初始邻接矩阵，使用深度优先搜索算法获取合环两侧220kV的连接路径。

4.根据权利要求1所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，采用广度优先搜索算法对合环两侧220kV可转移负荷站点信息进行识别。

5.根据权利要求1所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，所述步骤7还包括：先将合环两侧进入电磁环网运行，在进行110kV合环操作。

6.根据权利要求3所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，在所述步骤2中，采用深度优先搜索算法进行辨识500kV变电站的运行格局，具体为：获取电网220kV站点的邻接关系矩阵；采用深度优先搜索算法获取当前方案的分区数目及其包含的220kV站点。

7.根据权利要求1所述的基于转移负荷法的城市110kV电网合环方法，其特征在于，步骤3和/或步骤6还包括：采用调用PSASP软件工具包的方式，对所得合环方案进行静态安全分析和短路电流校验，保存并输出校验通过的分区方案。