專利名稱：：電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)安全分析方法，更準(zhǔn)確地說(shuō)本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法。屬于電力
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對(duì)供電可靠性要求不斷提高，配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和管理也有了新的目標(biāo)，要求更加可靠、合理、高效。大規(guī)模的城市電網(wǎng)改造后，10kV配電網(wǎng)通過(guò)改造大多達(dá)到了"閉環(huán)結(jié)線，開環(huán)運(yùn)行"的供電方式。其中每一個(gè)負(fù)荷都是由單一的母線供電，不同母線所帶的負(fù)荷區(qū)域用聯(lián)絡(luò)開關(guān)隔離，形成供電負(fù)荷。正常情況下，為保證配電網(wǎng)的輻射狀運(yùn)行結(jié)構(gòu)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)一般開斷運(yùn)行。隨著配電網(wǎng)雙向供電和多電源供電的情況日益增多，若選擇適當(dāng)?shù)墓╇娐窂竭M(jìn)行合環(huán)操作，可以增強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性，保證配電網(wǎng)絡(luò)的供電靈活性，提高配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。但由此引起的環(huán)流，對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行有很大的影響。在合環(huán)操作中，可能會(huì)引發(fā)很大的環(huán)流，致使過(guò)流保護(hù)或速斷保護(hù)動(dòng)作，嚴(yán)重的過(guò)電流甚至能燒毀供電設(shè)備，影響供電的可靠性和系統(tǒng)的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備爆炸而引起人員傷亡，這主要是由于合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)母線電壓存在幅值、相位等差異而造成的。因此，在合環(huán)之前進(jìn)行合環(huán)潮流的分析和計(jì)算，通過(guò)仿真研究以確定能否進(jìn)行合環(huán)，避免由于環(huán)流引起的事故發(fā)生，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，具有很大現(xiàn)實(shí)意義。但是目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)完整的合環(huán)風(fēng)險(xiǎn)分析方法，且國(guó)內(nèi)現(xiàn)有類似工具面臨著三個(gè)方面的問(wèn)題1、離線分析系統(tǒng)。電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不能從能量管理系統(tǒng)中在線獲得，電力系統(tǒng)運(yùn)方或調(diào)度人員必須根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行情況手動(dòng)的建立等值模型，十分繁瑣且無(wú)法保證準(zhǔn)確，不具有通用型；2、環(huán)路阻抗釆用粗略累加計(jì)算，導(dǎo)致在此基礎(chǔ)上計(jì)算的合環(huán)信息結(jié)果往往誤差不可避免，不具有實(shí)用性；3、缺乏從環(huán)路路徑檢査、環(huán)路相位校驗(yàn)、合環(huán)電流校驗(yàn)到合環(huán)后在線潮流分析的完整風(fēng)險(xiǎn)提示機(jī)制。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，可以根據(jù)對(duì)合環(huán)電流等參數(shù)的計(jì)算，給出合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)提示，共電力調(diào)度或運(yùn)方人員參考，保證合環(huán)操作的安全。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，包括下列步驟(1)在線電網(wǎng)模型及數(shù)據(jù)斷面的獲取從調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)中取得實(shí)時(shí)或研究方式下的數(shù)據(jù)斷面，在線獲得的信息包括電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、電網(wǎng)的運(yùn)行方式和量測(cè)；將這些信息導(dǎo)入該產(chǎn)品的層次數(shù)據(jù)庫(kù)作為生成計(jì)算模型和參數(shù)的基礎(chǔ)；(2)合環(huán)操作點(diǎn)的設(shè)置電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員直接在調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)的電網(wǎng)模型中，將電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備設(shè)置為合環(huán)設(shè)備，設(shè)置合環(huán)操作點(diǎn)；(3)合環(huán)路徑的全網(wǎng)自動(dòng)拓?fù)渌阉鲗⒑檄h(huán)操作點(diǎn)設(shè)置為初始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行在線電網(wǎng)拓?fù)浞治?，將每條閉合的線路支路和變壓器支路進(jìn)行編號(hào)并與各自的兩端端點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后根據(jù)此信息對(duì)各電氣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)并記錄下每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)支路連接的其它節(jié)點(diǎn)集，之后從初始節(jié)點(diǎn)開始向下一層推，記錄本節(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)并記錄與本節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)號(hào)，再?gòu)拇讼噙B節(jié)點(diǎn)向更下一層推，直至找到終止節(jié)點(diǎn)，之后從終止節(jié)點(diǎn)開始找每一個(gè)節(jié)點(diǎn)搜索表的父節(jié)點(diǎn)一直反推至初始節(jié)點(diǎn)，從而找到合環(huán)路徑；(4)合環(huán)端口阻抗的計(jì)算根據(jù)能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的在線電網(wǎng)模型，得到全網(wǎng)的導(dǎo)納陣，采用處理后的數(shù)值解法對(duì)導(dǎo)納陣進(jìn)行部分求逆，得到合環(huán)環(huán)路阻抗，再結(jié)合合環(huán)環(huán)路阻抗從而得到合環(huán)端口阻抗；(5)合環(huán)電流的在線計(jì)算在能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面和方式的基礎(chǔ)上，進(jìn)行潮流計(jì)算，得到合環(huán)前合環(huán)點(diǎn)的電壓幅值和相位，由前面計(jì)算得到合環(huán)端口阻抗，得到RL環(huán)路中合環(huán)電流的強(qiáng)制分量和自由分量的衰減周期，從而計(jì)算出合環(huán)電流在各個(gè)時(shí)刻的最大值和有效值；(6)合環(huán)后電網(wǎng)狀態(tài)的分析計(jì)算根據(jù)計(jì)算得到的合環(huán)電流和合環(huán)母線的電壓幅值、相角，計(jì)算出合環(huán)潮流，修改合環(huán)母線的注入潮流，再次進(jìn)行在線全網(wǎng)潮流計(jì)算，得到由合環(huán)操作而引起越限的設(shè)備的列表；(7)合環(huán)操作的風(fēng)險(xiǎn)提示根據(jù)合環(huán)電流、合環(huán)潮流及合環(huán)后電網(wǎng)潮流計(jì)算的結(jié)果和合環(huán)路徑的拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，判斷該合環(huán)操作是否為跨大區(qū)域操作，判斷合環(huán)路徑上變壓器支路是否造成合環(huán)相位差，判斷合環(huán)電流的在某一時(shí)刻(如0.2秒)的有效值能否躲過(guò)合環(huán)線路的保護(hù)整定值，判斷合環(huán)電流的穩(wěn)態(tài)值是否會(huì)超過(guò)合環(huán)開關(guān)的電流限，判斷合環(huán)后是否會(huì)造成電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的越限，從而給出合環(huán)是否合理的提示消息供電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員參考。前述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于在上述的步驟3中，在將合環(huán)路徑上各支路描述出來(lái)的同時(shí)，對(duì)合環(huán)路徑上的變壓器繞組接線方式進(jìn)行相位校驗(yàn)，搜索結(jié)果以環(huán)路拓?fù)湔箞D和列表、消息的形式予以展現(xiàn)。前述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于對(duì)于變壓器繞組接線方式為"Yndll"或"Ydll"的變壓器，如果合環(huán)電流流經(jīng)環(huán)路，合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的相位差超過(guò)30度，則不應(yīng)該進(jìn)行合環(huán)操作。前述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于在上述的步驟4中，采用修正后的高斯消元法求取合環(huán)端口阻抗。本發(fā)明的有益效果是1、保證了電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員不必為了進(jìn)行合環(huán)計(jì)算分析而手動(dòng)建立一個(gè)粗略的等值模型，從而提高了實(shí)用性和準(zhǔn)確性；2、實(shí)現(xiàn)根據(jù)在線電網(wǎng)運(yùn)行方式和合環(huán)點(diǎn)設(shè)置的自動(dòng)全網(wǎng)拓?fù)渌阉?，找出合環(huán)路徑，給出合環(huán)拓?fù)鋱D信息展示；3、根據(jù)合環(huán)路徑上變壓器支路所屬變壓器的接線方式類別，進(jìn)行合環(huán)路徑相位檢驗(yàn)；4、實(shí)現(xiàn)根據(jù)電力系統(tǒng)全網(wǎng)模型的在線環(huán)路阻抗計(jì)算。本發(fā)明能夠充分考慮多環(huán)路情況，準(zhǔn)確無(wú)誤的計(jì)算出合環(huán)端口的環(huán)路阻抗；5、實(shí)現(xiàn)根據(jù)在線電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)的合環(huán)電流計(jì)算和合環(huán)后電網(wǎng)越限設(shè)備的分析計(jì)算，并能夠給出合環(huán)電流的時(shí)域仿真結(jié)果及合環(huán)操作引起設(shè)備越限分析；6、實(shí)現(xiàn)根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果提出合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)提示，保證合環(huán)操作安全。圖l:電網(wǎng)合環(huán)接線示意圖；圖2:合環(huán)后的潮流影響示意圖；圖3:合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算流程圖；圖4:合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析模塊機(jī)制結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，包括下列步驟(1)在線電網(wǎng)模型及數(shù)據(jù)斷面的獲取從調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)中取得實(shí)時(shí)或研究方式下的數(shù)據(jù)斷面，在線獲得的信息包括電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、電網(wǎng)的運(yùn)行方式和量測(cè)；將這些信息導(dǎo)入該產(chǎn)品的層次數(shù)據(jù)庫(kù)作為生成計(jì)算模型和參數(shù)的基礎(chǔ)；(2)合環(huán)操作點(diǎn)的設(shè)置電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員直接在調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)的電網(wǎng)模型中，將電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備設(shè)置為合環(huán)設(shè)備，設(shè)置合環(huán)操作點(diǎn)；(3)合環(huán)路徑的全網(wǎng)自動(dòng)拓?fù)渌阉鲗⒑檄h(huán)操作點(diǎn)設(shè)置為初始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行在線電網(wǎng)拓?fù)浞治?，將每條閉合的線路支路和變壓器支路進(jìn)行編號(hào)并與各自的兩端端點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后根據(jù)此信息對(duì)各電氣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)并記錄下每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)支路連接的其它節(jié)點(diǎn)集，之后從初始節(jié)點(diǎn)開始向下一層推，記錄本節(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)并記錄與本節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)號(hào)，再?gòu)拇讼噙B節(jié)點(diǎn)向更下一層推，直至找到終止節(jié)點(diǎn)，之后從終止節(jié)點(diǎn)開始找每一個(gè)節(jié)點(diǎn)搜索表的父節(jié)點(diǎn)一直反推至初始節(jié)點(diǎn)，從而找到合環(huán)路徑；(4)合環(huán)端口阻抗的計(jì)算根據(jù)能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的在線電網(wǎng)模型，得到全網(wǎng)的導(dǎo)納陣，采用處理后的數(shù)值解法對(duì)導(dǎo)納陣進(jìn)行部分求逆，得到合環(huán)環(huán)路阻抗，再結(jié)合合環(huán)環(huán)路阻抗從而得到合環(huán)端口阻抗；(5)合環(huán)電流的在線計(jì)算在能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面和方式的基礎(chǔ)上，進(jìn)行潮流計(jì)算，得到合環(huán)前合環(huán)點(diǎn)的電壓幅值和相位，由前面計(jì)算得到合環(huán)端口阻抗，得到RL環(huán)路中合環(huán)電流的強(qiáng)制分量和自由分量的衰減周期，從而計(jì)算出合環(huán)電流在各個(gè)時(shí)刻的最大值和有效值；(6)合環(huán)后電網(wǎng)狀態(tài)的分析計(jì)算根據(jù)計(jì)算得到的合環(huán)電流和合環(huán)母線的電壓幅值、相角，計(jì)算出合環(huán)潮流，修改合環(huán)母線的注入潮流，再次進(jìn)行在線全網(wǎng)潮流計(jì)算，得到由合環(huán)操作而引起越限的設(shè)備的列表；(7)合環(huán)操作的風(fēng)險(xiǎn)提示根據(jù)合環(huán)電流、合環(huán)潮流及合環(huán)后電網(wǎng)潮流計(jì)算的結(jié)果和合環(huán)路徑的拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，判斷該合環(huán)操作是否為跨大區(qū)域操作，判斷合環(huán)路徑上變壓器支路是否造成合環(huán)相位差，判斷合環(huán)電流的在某一時(shí)刻(如0.2秒)的有效值能否躲過(guò)合環(huán)線路的保護(hù)整定值，判斷合環(huán)電流的穩(wěn)態(tài)值是否會(huì)超過(guò)合環(huán)開關(guān)的電流限，判斷合環(huán)后是否會(huì)造成電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的越限，從而給出合環(huán)是否合理的提示消息供電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員參考。在上述方案中，披露了一種基于在線的全網(wǎng)模型合環(huán)路徑自動(dòng)拓?fù)渌阉鞣椒?，搜索的目的是為電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員給出合環(huán)路徑的拓?fù)鋱D的直觀展示，確認(rèn)合環(huán)操作所形成的環(huán)路-首先建立2個(gè)向量容器和1個(gè)鏈表(見表1):表l:自動(dòng)合環(huán)路徑拓?fù)渌阉魅萜鹘Y(jié)構(gòu)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(1)、支路結(jié)構(gòu)向量容器，稱為容器l。包括支路號(hào)、支路類型、支路名及首節(jié)點(diǎn)號(hào)、末節(jié)點(diǎn)號(hào)共5個(gè)成員，分別稱為容器1的成員1、成員2、成員3、成員4、成員5。(2)、電氣節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)向量容器，稱為容器2。包括節(jié)點(diǎn)的邏輯母線號(hào)和該節(jié)點(diǎn)相連節(jié)點(diǎn)集的結(jié)構(gòu)向量容器共2個(gè)成員，分別稱為容器2的成員1、成員2。對(duì)于每一個(gè)容器2的元素來(lái)說(shuō)，成員2中的元素個(gè)數(shù)大于或等于1。對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)概念，一個(gè)活的電氣節(jié)點(diǎn)與l個(gè)或多個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)相連。(3)、搜索路徑鏈表，稱為鏈表l。包括節(jié)點(diǎn)的邏輯母線號(hào)、父節(jié)點(diǎn)邏輯母線號(hào)、與其父記錄邏輯母線相連的邏輯支路號(hào)、與父節(jié)點(diǎn)相連的支路的類型和與父節(jié)點(diǎn)相連的支路名稱共5個(gè)成員，分別稱為鏈表l的成員l、成員2、成員3、成員4、成員5。從能量管理系統(tǒng)中取出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面。對(duì)模型中所有的閉合線路以及閉合變壓器支路作循環(huán)遍歷，對(duì)這些支路進(jìn)行編號(hào)，并將每個(gè)支路的支路號(hào)、支路類型、支路名及首節(jié)點(diǎn)號(hào)、末節(jié)點(diǎn)號(hào)都分別存儲(chǔ)在容器l的成員1、成員2、成員3、成員4和成員5中。對(duì)每個(gè)支路結(jié)構(gòu)向量的成員作循環(huán)遍歷，發(fā)現(xiàn)新的電氣節(jié)點(diǎn)后，建立一個(gè)新的容器2元素，將該節(jié)點(diǎn)的邏輯母線號(hào)放入容器2的成員1中，并將此遍歷支路對(duì)端的節(jié)點(diǎn)號(hào)加入容器2的成員2中，遍歷別的支路時(shí)如果發(fā)現(xiàn)此支路的首或末節(jié)點(diǎn)號(hào)等于已有的容器2中某一元素成員1的值，則將此遍歷支路的對(duì)端節(jié)點(diǎn)號(hào)加入容器2中該元素的成員2中。將初始節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào)置為鏈表1成員1的值和成員2的值，然后利用廣度優(yōu)先搜索法，將從初始節(jié)點(diǎn)開始的搜索路徑中的節(jié)點(diǎn)信息存入鏈表l中，其中，鏈表1成員1存儲(chǔ)支路對(duì)端節(jié)點(diǎn)號(hào)，成員2存儲(chǔ)支路本端節(jié)點(diǎn)號(hào)，成員3存儲(chǔ)成員1與成員2相連的支路在容器1中的支路號(hào)，成員4存儲(chǔ)成員1與成員2相連的支路在容器1中的支路類型，成員5存儲(chǔ)成員1與成員2相連的支路在容器1中的支路名稱。如果通過(guò)此搜索法無(wú)法找到終止節(jié)點(diǎn)，則得出通過(guò)閉合支路不構(gòu)成合環(huán)操作的結(jié)論；如果通過(guò)此搜索法能夠找到終止節(jié)點(diǎn)，則由終止節(jié)點(diǎn)起，尋找上層父節(jié)點(diǎn)直至初始節(jié)點(diǎn)，由鏈表1中的信息獲得節(jié)點(diǎn)號(hào)，支路類型和支路名稱，從而完成合環(huán)路徑的拓?fù)渌阉?。根?jù)自動(dòng)在線合環(huán)路徑拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，對(duì)合環(huán)路徑上所有的變壓器進(jìn)行檢查。對(duì)于"Yndll"或"Ydll"的變壓器接線方式的變壓器，二次側(cè)的線電壓滯后或超前一次側(cè)線電壓30度。因此，在做合環(huán)路徑拓?fù)渌阉鲿r(shí)，需要遍歷合環(huán)路徑包含的變壓器支路并進(jìn)行變壓器繞組接線方式進(jìn)行相位校驗(yàn)，搜索結(jié)果以環(huán)路拓?fù)湔宫F(xiàn)圖和列表、消息的形式予以展現(xiàn)。如果合環(huán)電流流經(jīng)環(huán)路，合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的相位差超過(guò)30度，則不應(yīng)該進(jìn)行合環(huán)操作。另外，在本發(fā)明的上述方案中，還披露了一種基于全網(wǎng)在線模型的合環(huán)端口阻抗計(jì)算方法。圖1是電網(wǎng)合環(huán)接線示意圖。在合環(huán)操作中，要計(jì)算出合環(huán)電流，從而計(jì)算出合環(huán)潮流以及其對(duì)電網(wǎng)的影響，就必須要計(jì)算出兩母線間的合環(huán)端口阻抗。合環(huán)端口阻抗由兩部分組成，分別是合環(huán)線路阻抗，稱為阻抗l;合環(huán)之前電網(wǎng)的端口阻抗，稱為阻抗2。對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員來(lái)說(shuō)，阻抗l是已知的，所以所做的工作主要是為了求解阻抗2。對(duì)于阻抗2的求解，傳統(tǒng)的求取方法是由電力系統(tǒng)運(yùn)方人員畫出環(huán)路的路徑，將路徑上各支路的阻抗求和，這是一個(gè)非常粗略的方法，當(dāng)存在多環(huán)情況時(shí)，所得的端口阻抗不準(zhǔn)確，會(huì)引起合環(huán)電流和潮流計(jì)算的誤差，影響分析結(jié)論。本發(fā)明中所采用的方法，是根據(jù)全網(wǎng)導(dǎo)納陣信息求取端口阻抗。對(duì)于一個(gè)合環(huán)端口，有Z=Zf+Z&(1)式中，Z為合環(huán)端口阻抗，合環(huán)之前電網(wǎng)的端口阻抗即為兩電氣母線/與J之間的阻抗2,，即為阻抗2;A為合環(huán)線路阻抗，即為阻抗l。根據(jù)下式Z,=+Z力.-2;(2)可以對(duì)導(dǎo)納陣進(jìn)行部分求逆，以求得Z,。由于阻抗陣是導(dǎo)納陣的逆陣，艮口rA=J(3)式中，/為單位陣，r,為導(dǎo)納陣。因此有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中Z"為母線(4)自阻抗，z力為母線y自阻抗，Z,.為母線,'和母線J互阻抗，L為導(dǎo)納陣中元素，《為導(dǎo)納陣階數(shù)即該電氣島電氣節(jié)點(diǎn)數(shù)。這樣就轉(zhuǎn)化為一個(gè)解線性方程問(wèn)題，可以直接采用按行消去、按行回代的高斯消云法來(lái)求解。對(duì)于本發(fā)明的計(jì)算方法，求解該方程有三個(gè)特點(diǎn)-1、由于導(dǎo)納陣是稀疏陣，整個(gè)過(guò)程中需要運(yùn)用稀疏存儲(chǔ)技術(shù)；2、導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元是一行中的主元素，絕對(duì)值最大，因此在解該方程時(shí)不必增加選擇主元的步驟；3、由于合環(huán)之前電網(wǎng)的端口阻抗只需求取一次，不必采用因子表法，此時(shí)可以將方程右側(cè)的常數(shù)列代入消去和回代。首先進(jìn)行消去和規(guī)格化以求得上三角陣，之后再按行回代以求取Z,和Z,，從而求得Z,，即阻抗2，再將其與阻抗l相加，求得合環(huán)端口阻抗Z。同時(shí)，在本發(fā)明的方案中，還披露了一種基于全網(wǎng)在線潮流的合環(huán)電流及潮流的計(jì)算方法。在得到合環(huán)端口阻抗之后，可以求解出合環(huán)電流，并對(duì)合環(huán)后的電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行分析。由于電網(wǎng)的線路和變壓器支路上含有電阻和電抗，因此合環(huán)操作完成后，環(huán)路可以看作為RL串聯(lián)電路，其合環(huán)電流的計(jì)算過(guò)程也可以看作RL串聯(lián)電路在正弦輸入情況下得零狀態(tài)響應(yīng)。首先，可以根據(jù)合環(huán)前的在線基態(tài)潮流信息求出理想電源的電壓&:=(f/,*cos6,—*cos&)+img(t/,.*sin《—t/乂*sin)(5)該式的前半部分為實(shí)部，后半部分為虛部，用iMg表示。其中，z'和7為合環(huán)兩端電氣母線，",為母線/的電壓幅值，C/,為母線/的電壓幅值，g為母線z'的電壓相角，《為母線J的電壓相角。對(duì)于RL電路，外施電壓源為正弦電壓(6)其中，"'為合環(huán)電壓表達(dá)式，K為理想電源的幅值，^為合環(huán)時(shí)電源電壓的初相角，它取決于合環(huán)的時(shí)刻，所以可以稱作接入相位角。份為角速度，/為時(shí)間。合環(huán)后，電路方程為其中/、Z為一階RL電路的電阻和電抗，/為合環(huán)支路電流。不難解出，合環(huán)電流如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中，設(shè)7=丄，&^=^，z為合環(huán)端口阻抗。根據(jù)上式可以看出，合環(huán)電流分為前半部的強(qiáng)制分量和后半部分的自由分量組成，其狀態(tài)與合環(huán)時(shí)電源電壓的初相角即接入相位角有關(guān)，當(dāng)％=3時(shí)，后半部自由分量為O，即合環(huán)后直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。由于無(wú)法控制合環(huán)時(shí)的接入相位角，在進(jìn)行合環(huán)操作前，應(yīng)該預(yù)計(jì)合環(huán)后可能產(chǎn)生的極致情況。當(dāng)^=^±|時(shí)，有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(9)從而得到合環(huán)電流的時(shí)域特性。之后可以計(jì)算合環(huán)操作對(duì)電網(wǎng)的影響。對(duì)于需要快速計(jì)算環(huán)網(wǎng)合環(huán)潮流分布的調(diào)度人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)用等值發(fā)電機(jī)原理和重疊原理是較為適合的方法。圖2為合環(huán)后的潮流影響示意圖，由5,=",^,即可求出合環(huán)點(diǎn)的合環(huán)沖擊潮流值^和A，等效后的注入量計(jì)算公式分別為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(10)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(11)e〃e廠A(13)其中，^為合環(huán)支路視在功率，f/,為母線z'的電壓幅值，々為合環(huán)支路的電流，a、《分別為合環(huán)支路上的有功、無(wú)功潮流，《、a、s、a分別為等效注入前母線；和/的有功無(wú)功注入，/r、"、巧、《分別為等效注入后母線/和/的有功無(wú)功注入。為了計(jì)算合環(huán)沖擊潮流在其它支路設(shè)備上的分布，我們可以利用穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算的程序，將合環(huán)沖擊潮流的影響等效為合環(huán)支路兩端的邏輯母線的有功無(wú)功的注入量的變化。對(duì)于合環(huán)時(shí)刻的沖擊潮流^、仏，其對(duì)其它支路潮流設(shè)備的影響可以將其等效為穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算的方法來(lái)計(jì)算。在進(jìn)行等效時(shí)，將合環(huán)支路斷開，在合環(huán)支路的首末端對(duì)注入量分別增加和減少合環(huán)沖擊潮流的數(shù)值，從而計(jì)算出合環(huán)沖擊潮流對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的其它支路設(shè)備的影響。另外，在本發(fā)明中，還披露了一種合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)定方法。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以對(duì)合環(huán)操作的合理性進(jìn)行分析，給電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員以提示，防止進(jìn)行錯(cuò)誤合環(huán)而造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失。為了保證電網(wǎng)穩(wěn)定性，我國(guó)很多地區(qū)500kV廠站之間的220kV及以下輸配網(wǎng)打開運(yùn)行，避免形成500kV電磁環(huán)網(wǎng)。根據(jù)自動(dòng)在線合環(huán)路徑拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，當(dāng)合環(huán)操作所形成的環(huán)路造成了500kV或220kV的電磁環(huán)網(wǎng)時(shí)，給出跨區(qū)域合環(huán)的告警，造成了500kV電磁環(huán)網(wǎng)時(shí)，給出嚴(yán)重告警和風(fēng)險(xiǎn)提示。根據(jù)計(jì)算得到的合環(huán)電流時(shí)域特性，能夠判斷在某一時(shí)刻的合環(huán)電流能否躲過(guò)保護(hù)的整定值，該時(shí)刻可以在軟件產(chǎn)品中由電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員進(jìn)行設(shè)定。如果不能躲過(guò)，則可能造成保護(hù)的誤動(dòng)，當(dāng)合環(huán)沖擊電流過(guò)大時(shí)，還可能造成對(duì)電力設(shè)備的破壞，甚至發(fā)生爆炸造成人員傷亡。此時(shí)，給出合環(huán)風(fēng)險(xiǎn)提示。根據(jù)計(jì)算得到的合環(huán)后對(duì)電網(wǎng)的影響分析，當(dāng)合環(huán)操作發(fā)生后，如果穿越潮流較大，可能造成電網(wǎng)設(shè)備的越限，此時(shí)給出合環(huán)風(fēng)險(xiǎn)提示。圖3是合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算流程圖，圖4合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析模塊機(jī)制結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明按照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，但上述實(shí)施例不以任何形式限定本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，包括下列步驟(1)在線電網(wǎng)模型及數(shù)據(jù)斷面的獲取從調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)中取得實(shí)時(shí)或研究方式下的數(shù)據(jù)斷面，在線獲得的信息包括電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)、電網(wǎng)的運(yùn)行方式和量測(cè)；將這些信息導(dǎo)入該產(chǎn)品的層次數(shù)據(jù)庫(kù)作為生成計(jì)算模型和參數(shù)的基礎(chǔ)；(2)合環(huán)操作點(diǎn)的設(shè)置電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員直接在調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)的電網(wǎng)模型中，將電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備設(shè)置為合環(huán)設(shè)備，設(shè)置合環(huán)操作點(diǎn)；(3)合環(huán)路徑的全網(wǎng)自動(dòng)拓?fù)渌阉鲗⒑檄h(huán)操作點(diǎn)設(shè)置為初始節(jié)點(diǎn)和終止節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行在線電網(wǎng)拓?fù)浞治觯瑢⒚織l閉合的線路支路和變壓器支路進(jìn)行編號(hào)并與各自的兩端端點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，然后根據(jù)此信息對(duì)各電氣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)并記錄下每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)支路連接的其它節(jié)點(diǎn)集，之后從初始節(jié)點(diǎn)開始向下一層推，記錄本節(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)并記錄與本節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)號(hào)，再?gòu)拇讼噙B節(jié)點(diǎn)向更下一層推，直至找到終止節(jié)點(diǎn)，之后從終止節(jié)點(diǎn)開始找每一個(gè)節(jié)點(diǎn)搜索表的父節(jié)點(diǎn)一直反推至初始節(jié)點(diǎn)，從而找到合環(huán)路徑；(4)合環(huán)端口阻抗的計(jì)算根據(jù)能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的在線電網(wǎng)模型，得到全網(wǎng)的導(dǎo)納陣，采用處理后的數(shù)值解法對(duì)導(dǎo)納陣進(jìn)行部分求逆，得到合環(huán)環(huán)路阻抗，再結(jié)合合環(huán)環(huán)路阻抗從而得到合環(huán)端口阻抗；(5)合環(huán)電流的在線計(jì)算在能量管理系統(tǒng)導(dǎo)入的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)斷面和方式的基礎(chǔ)上，進(jìn)行潮流計(jì)算，得到合環(huán)前合環(huán)點(diǎn)的電壓幅值和相位，由前面計(jì)算得到合環(huán)端口阻抗，得到RL環(huán)路中合環(huán)電流的強(qiáng)制分量和自由分量的衰減周期，從而計(jì)算出合環(huán)電流在各個(gè)時(shí)刻的最大值和有效值；(6)合環(huán)后電網(wǎng)狀態(tài)的分析計(jì)算根據(jù)計(jì)算得到的合環(huán)電流和合環(huán)母線的電壓幅值、相角，計(jì)算出合環(huán)潮流，修改合環(huán)母線的注入潮流，再次進(jìn)行在線全網(wǎng)潮流計(jì)算，得到由合環(huán)操作而引起越限的設(shè)備的列表；(7)合環(huán)操作的風(fēng)險(xiǎn)提示根據(jù)合環(huán)電流、合環(huán)潮流及合環(huán)后電網(wǎng)潮流計(jì)算的結(jié)果和合環(huán)路徑的拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，判斷該合環(huán)操作是否為跨大區(qū)域操作，判斷合環(huán)路徑上變壓器支路是否造成合環(huán)相位差，判斷合環(huán)電流的在某一時(shí)刻的有效值能否躲過(guò)合環(huán)線路的保護(hù)整定值，判斷合環(huán)電流的穩(wěn)態(tài)值是否會(huì)超過(guò)合環(huán)開關(guān)的電流限，判斷合環(huán)后是否會(huì)造成電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的越限，從而給出合環(huán)是否合理的提示消息供電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員參考。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于在上述的步驟3中，在將合環(huán)路徑上各支路描述出來(lái)的同時(shí)，對(duì)合環(huán)路徑上的變壓器繞組接線方式進(jìn)行相位校驗(yàn)，搜索結(jié)果以環(huán)路拓?fù)湔箞D和列表、消息的形式予以展現(xiàn)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于對(duì)于變壓器繞組接線方式為"Yndll"或"Ydll"的變壓器，如果合環(huán)電流流經(jīng)環(huán)路，合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的相位差超過(guò)30度，則不應(yīng)該進(jìn)行合環(huán)操作。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，其特征在于在上述的步驟4中，采用修正后的高斯消元法求取合環(huán)端口阻抗。全文摘要本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)合環(huán)操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法，包括下列步驟(1)在線電網(wǎng)模型及數(shù)據(jù)斷面的獲取；(2)合環(huán)操作點(diǎn)的設(shè)置；(3)合環(huán)路徑的全網(wǎng)自動(dòng)拓?fù)渌阉鳎?4)合環(huán)端口阻抗的計(jì)算；(5)合環(huán)電流的在線計(jì)算；(6)合環(huán)后電網(wǎng)狀態(tài)的分析計(jì)算；(7)合環(huán)操作的風(fēng)險(xiǎn)提示根據(jù)合環(huán)電流、合環(huán)潮流及合環(huán)后電網(wǎng)潮流計(jì)算的結(jié)果和合環(huán)路徑的拓?fù)渌阉鹘Y(jié)果，給出合環(huán)是否合理的提示消息供電力系統(tǒng)調(diào)度或運(yùn)方人員參考。根據(jù)本發(fā)明可以準(zhǔn)確地分析出合環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)，提示操作人員，防止誤動(dòng)，保證操作的安全。文檔編號(hào)G06F17/50GK101431255SQ20081023519公開日2009年5月13日申請(qǐng)日期2008年11月17日優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日發(fā)明者馮樹海,姚建國(guó),於益軍,翔李,楊志宏申請(qǐng)人:國(guó)電南瑞科技股份有限公司