CN111130116A - 一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,包括以下步骤:a、构建电网的待校核网络拓扑关系;b、录入调度指令,和/或调度指令集;c、计算指令和/或指令集中的指令对所述拓扑关系的改变,并构建改变关系表;d、根据步骤c中的所述改变关系表提取关键拓扑变动指令;e、调用潮流校核算法,逐项对所述关键拓扑变动指令作用下的所述待校核网络进行潮流校核运算。改造测试中,已用于1340张调度操作票的潮流校核任务。与传统的全过程逐步扫描式潮流校核相比,减少校核工作量近90%,且无一例漏校核、误校核,大大提升了调度操作票潮流校核的执行效率。
Description
技术领域
本发明涉及电网调度技术领域,涉及电网调度过程中的潮流校核技术,具体涉及一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法。
背景技术
电网调度操作潮流校核,是指根据电网实际运行状态,动态计算调度操作前后的电网潮流变化的过程,以避免由于操作不当导致运行断面越限、线路超额定容量运行等异常情况发生。由于电网运行断面越限、线路超额定容量运行等异常情况容易导致其他运行设备过载,进而引发连锁故障。为防止由于调度操作而引发的电网事故,当前调度运行相关规程中均要求调度操作应进行潮流校核。
然而,每一项调度操作任务均涉及几步到几百步调度操作项,如何合理的选择最有效的关键调度操作步骤,开展调度操作潮流校核,成为该领域研究的核心问题。目前的调度操作潮流校核本质上来说还属于一种全过程的逐步扫描式校核方法。当操作任务较为复杂,过程较多时,单一调度操作票所包含的操作指令可能超过200条,若每一步都需要进行潮流校核,则总时间可能超过30分钟。尽管当前已有研究采用分布式计算等高效率计算方法,提升单次潮流校核的速度,然而对计算效率的提升并不显著。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题在于电网调度潮流校核过程计算量巨大,计算时间长的不足,提出了一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法。
依据本发明的一个方面,提供一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、构建电网的待校核网络拓扑关系;
b、录入调度指令,和/或调度指令集;
c、计算指令和/或指令集中的指令对所述拓扑关系的改变,并构建改变关系表;
d、根据步骤c中的所述改变关系表提取关键拓扑变动指令;
e、调用潮流校核算法,逐项对所述关键拓扑变动指令作用下的所述待校核网络进行潮流校核运算。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中,构建待校核网络拓扑关系,其拓扑关系包括节点和链路,所述节点与待校核网络中的变电站一一对应,输电线为所述节点间的链路连接线路。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,节点是否有效的判定规则为:
与一节点连接的任一线路处于运行状态,所述节点即为有效状态;
当且仅当所有与一节点连接的线路均处于停运状态,所述节点即为无效状态。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其中线路与所连接的变电站之间包括连接开关,其特征在于,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,线路是否有效的判定规则为:
一线路两侧开关中任一侧处于停运状态,拓扑图中的连接线路即为无效状态;
当且仅当一线路两侧开关均处于运行状态,拓扑图中的连接线路即为有效状态。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤d中,所述根据改变关系表提取关键拓扑变动指令的方法为:对比指令执行前后的有效拓扑关系,如果在所述指令的作用下有效拓扑关系发生变化,则所述指令为关键拓扑变动指令;
其中,有效拓扑关系为由有效节点和有效链路组成的拓扑关系。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,包括操作指令内容转换单元,用于将操作指令内容变换为对应的操作对象和操作方式。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中待校核网络获取自电网模型数据。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述电网模型数据自动或手动获取自电网能量管理***。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤b中,所述调度指令和/或调度指令集获取自电网调度中的调度票。
作为本发明可选的一个方面,本发明的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述调度票自动或手动获取自电网生产管理***。
本发明所提供的调度操作潮流校核方法,改造测试中,已用于1340张调度操作票的潮流校核任务。与传统的全过程逐步扫描式潮流校核相比,减少校核工作量近90%,且无一例漏校核、误校核,大大提升了调度操作票潮流校核的执行效率。
附图说明
图1为本发明实施例的基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法中电网网络拓扑图;
图2为图1中电网网络拓扑图经过一定操作指令后更新的电网网络拓扑图;
图3为本发明一实施例的基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法的实施步骤;
图4为本发明一实施例的基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法执行的***架构。
具体实施方式
以下配合图式及本发明的较佳实施例,进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
本发明一可选实施例中,提供了一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,包括以下步骤:构建电网的待校核网络拓扑关系;录入调度指令,和/或调度指令集;计算指令和/或指令集中的指令对所述拓扑关系的改变,并构建改变关系表;根据步骤c中的所述改变关系表提取关键拓扑变动指令;调用潮流校核算法,逐项对所述关键拓扑变动指令作用下的所述待校核网络进行潮流校核运算。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤a中,构建待校核网络拓扑关系,其拓扑关系包括节点和链路,所述节点与待校核网络中的变电站一一对应,输电线为所述节点间的链路连接线路。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,节点是否有效的判定规则为:与一节点连接的任一线路处于运行状态,所述节点即为有效状态;当且仅当所有与一节点连接的线路均处于停运状态,所述节点即为无效状态。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,线路是否有效的判定规则为:一线路两侧开关中任一侧处于停运状态,拓扑图中的连接线路即为无效状态;当且仅当一线路两侧开关均处于运行状态,拓扑图中的连接线路即为有效状态。所述开关为线路与所连接的变电站之间的连接开关。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤d中,所述根据改变关系表提取关键拓扑变动指令的方法为:对比指令执行前后的有效拓扑关系,如果在所述指令的作用下有效拓扑关系发生变化,则所述指令为关键拓扑变动指令;其中,有效拓扑关系为由有效节点和有效链路组成的拓扑关系。
作为本发明实施例可选的一个方面,包括操作指令内容转换单元,用于将操作指令内容变换为对应的操作对象和操作方式。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤a中待校核网络获取自电网模型数据。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述电网模型数据自动或手动获取自电网能量管理***。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述步骤b中,所述调度指令和/或调度指令集获取自电网调度中的调度票。
作为本发明实施例可选的一个方面,所述调度票自动或手动获取自电网生产管理***。
以下结合一实施例方案对本发明构思的效果进行进一步描述:
关键拓扑变动项是指调度操作项执行前后,将导致电网拓扑结构发生较大变化,对电网潮流分布产生较大影响的操作项。电网操作前后,只有当电网拓扑连接关系发生较大变化时,才会导致电网潮流分布产生改变。之所以能够将关键拓扑变动项作为调度操作潮流校核的关键校核项,原因在于:
(1)从电网潮流分布特性来说,当且仅当电网拓扑发生变化时,电网潮流才会出现较大幅度的改变,否则一般电网潮流呈平稳变化的过程,对调度操作潮流校核来说,对可能导致电网拓扑变化的操作项进行重点分析,实际上就能掌握电网潮流变化的要点;
(2)从电网运行控制要求来说,当且仅当电网拓扑发生变化时,电网运行控制要求才会发生改变,可能产生运行断面的增减调整,而由于电网运行期间不允许出现调度操作后新增运行断面越限的情况,因此必须要求对拓扑变化后的潮流分布进行校核。
对调度操作项进行拓扑变化分析时,必须对电网设备进行规范化编号,才能够将文本形式记录的调度操作指令中的操作对象与电网运行设备对应。在此基础上,关键拓扑变动项辨识主要经过两个步骤。
(1)操作指令内容转换:由于当前的调度指令规范性较高,可直接采用神经网络、规则学习等方法,将文本形式记录的调度指令语句转化为操作对象、操作方式的内容组合方式。采用上述方法,对操作指令转换后所得到的转换模式如表1所示。
表1典型操作指令转换结果对照
(2)网络拓扑更新及对比:所谓电网网络拓扑,是指根据电网中设备运行状态将电网网架转换为抽象的连接图形式。如图1所示,常见的转换模式为将每个变电站作为一个节点,将输电线路作为节点间的连接线,据此将其转化为点线连接形式的网络拓扑图形式。根据电网操作指令对设备运行状态的影响,改变网络拓扑图中设备的运行状态,从而调整网络图结构,掌握网络拓扑图的变化情况。
根据电网网络拓扑图的基本结构,可以得到节点和连接线运行与停运的如下判定条件:对于变电站节点,与其连接的任一线路处于运行状态,该节点即处于运行状态;对于变电站节点,当且仅当所有与其连接的线路均处于停运状态,该节点处于停运状态;对于连接线,对应的线路两侧开关中任一侧处于停运状态,拓扑图中的连接线即处于停运状态;对于连接线,当且仅当线路两侧开关均处于运行状态,拓扑图中的连接线才处于运行状态。
则根据转换后的调度操作指令,即可以掌握开关、刀闸等设备的动作情况,并首先可以判定线路运行状态的变化情况,在此基础上进一步结合已有的拓扑结构和线路运行状态的变化,判定电网网络拓扑是否发生变化。该操作对应的网络拓扑图将变为图2所示。
以图1中网架结构为例,调度指令内容为“断开Sta1变电站220kVLine1线201开关”,其调度操作对象为“Sta1变电站220kVLine1线201开关”,操作方式为“断开开关”。该操作将导致Line1线路不能传输潮流,视为线路停运。对应到网络拓扑图中,该线路对应的连接线即判定为停运。
而在上面调度指令的基础上,若继续下令“断开Sta2变电站220kVLine1线201开关”,则由于该线路实际上已处于停运状态,因此对网络拓扑图没有影响。该操作对应的网络拓扑图将与上一操作一致,均如图2所示。
对比上述两步调度指令,由于指令“断开Sta1变电站220kVLine1线201开关”将导致网络拓扑图发生变化,该操作即为关键拓扑变化项;而后一步指令“断开Sta2变电站220kVLine1线201开关”并不会导致网络拓扑变化,并不是本文所提出的关键拓扑变化项。
实施框架:基于上述关键拓扑变化项辨识方法,本发明所提出的调度操作潮流校核方法实施流程如图3所示。整个基于关键拓扑变动项辨识的调度潮流校核方法包括三个关键步骤。
(1)基础数据导入及处理:所需要导入的基础数据包括:①电网模型数据,包括在运行的变电站、输电线路及其连接关系,该数据从电网能量管理***获取;②待校核的调度操作票数据,该数据主要是从电网生产管理***中获取。在获取上述基础数据的基础上,需要根据电网模型数据生成电网网络拓扑图。
(2)关键拓扑变动项辨识:基于本发明所提出的调度操作票关键拓扑变动项辨识方法,逐项校验调度操作票中所涉及的各调度操作指令,判定其是否属于关键拓扑变化项,并记录各关键拓扑变化项执行前后对电网网络拓扑结构的变化情况。
(3)逐项潮流校核:根据各关键拓扑变化项执行前后电网网架拓扑的变化情况,调用电网潮流计算程序包,计算变化后电网潮流分布,并根据潮流分布对运行断面是否越限、线路潮流是否超限额、是否存在重载输变电设备等项目进行校核。
***架构:根据上述实施步骤,本文所提出的潮流校核方法可在当前电网生产管理***中调度操作票模块基础上改造实现,改造后的***数据传输关系如图4所示。
所涉及到的***主要包括电网能量管理***和电网生产管理***两个,调度员可以通过服务器登陆访问与***交互。按照实施流程其业务流程如下:
调度票生成:由调度员在其终端填写操作表,并传输至生产管理***中的调度操作票模块,启动调度操作潮流校核流程。
调度操作潮流校核准备:调度员启动潮流校核流程后,调度操作票模块负责从能量管理***中收取电网模型数据,并生成电网网架拓扑图等基础数据。
潮流校核:按照本文所提出的方法,辨识调度操作票中的关键拓扑变动项,并根据拓扑变化,调用能量管理系中的潮流计算模块进行潮流计算分析。根据计算结果对照网架变化后的运行控制要求,得到潮流校核结果。
3.1实施情况:本发明所提出的基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法已在贵州某地区电网得到实际应用。通过对生产管理***中的调度操作票模块进行改造,实现了对原调度操作票执行过程的关键拓扑变动项辨识、潮流计算、潮流校核。***改造后的数据传输架构如图4所示,该方法应用实施过程如图3所示。
3.2实际案例分析:
下面将以某线路停电操作为例介绍该方法的实施过程,以图1为例,操作任务为将线路Line1由运行转冷备用,操作票内容如表2所示。
表2线路停电操作票
对上述操作指令逐一进行内容转换,并进行拓扑分析后易知,第一步操作完成后该线路实际上已经不能传输潮流,在网络拓扑图中该连接线即判定为停运。后续三步操作实际上并不会改变网络拓扑图中的拓扑结构。因此该调度操作票第一步为关键拓扑变动项。根据该步操作对网络拓扑的影响,调用能量管理***中潮流计算模块,即可计算得到操作执行后的潮流分布,并对其进行安全校核。相较于传统的逐步校核方法,能够减少75%的校核工作计算量。
以上所述仅是本发明的优选实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本实用发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、构建电网的待校核网络拓扑关系;
b、录入调度指令,和/或调度指令集;
c、计算指令和/或指令集中的指令对所述拓扑关系的改变,并构建改变关系表;
d、根据步骤c中的所述改变关系表提取关键拓扑变动指令;
e、调用潮流校核算法,逐项对所述关键拓扑变动指令作用下的所述待校核网络进行潮流校核运算。
2.根据权利要求1所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中,构建待校核网络拓扑关系,其拓扑关系包括节点和链路,所述节点与待校核网络中的变电站一一对应,输电线为所述节点间的链路连接线路。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,节点是否有效的判定规则为:
与一节点连接的任一线路处于运行状态,所述节点即为有效状态;
当且仅当所有与一节点连接的线路均处于停运状态,所述节点即为无效状态。
4.根据权利要求1-3之任一项权利要求所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其中线路与所连接的变电站之间包括连接开关,其特征在于,所述步骤a中,待校核网络拓扑中,线路是否有效的判定规则为:
一线路两侧开关中任一侧处于停运状态,拓扑图中的连接线路即为无效状态;
当且仅当一线路两侧开关均处于运行状态,拓扑图中的连接线路即为有效状态。
5.根据权利要求4所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤d中,所述根据改变关系表提取关键拓扑变动指令的方法为:对比指令执行前后的有效拓扑关系,如果在所述指令的作用下有效拓扑关系发生变化,则所述指令为关键拓扑变动指令;
其中,有效拓扑关系为由有效节点和有效链路组成的拓扑关系。
6.根据权利要求1-5之任一项权利要求所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,包括操作指令内容转换单元,用于将操作指令内容变换为对应的操作对象和操作方式。
7.根据权利要求1-6之任一项权利要求所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤a中待校核网络获取自电网模型数据。
8.根据权利要求7所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述电网模型数据自动或手动获取自电网能量管理***。
9.根据权利要求1-6之任一项权利要求所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述步骤b中,所述调度指令和/或调度指令集获取自电网调度中的调度票。
10.根据权利要求9所述的一种基于关键拓扑变动项辨识的调度操作潮流校核方法,其特征在于,所述调度票自动或手动获取自电网生产管理***。
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