一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法
【專利摘要】一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，針對地區(qū)電網(wǎng)閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)，根據(jù)備自投狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、電源點(diǎn)分布、分支點(diǎn)分布情況和電網(wǎng)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，采用一種拓?fù)渥R(shí)別的方法形成以潮流為方向的潮流流向矩陣，該矩陣描述了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)預(yù)想事故集中某元件發(fā)生故障時(shí)，利用該矩陣搜索應(yīng)動(dòng)作的備自投集合，對備自投進(jìn)行集中式的控制。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)備自投會(huì)造成下一級備自投不必要的動(dòng)作延時(shí)以及難以區(qū)分備自投的上下級關(guān)系的缺點(diǎn)。
【專利說明】—種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法
[0001]專利領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于地區(qū)電網(wǎng)故障恢復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】和電力系統(tǒng)自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及地區(qū)電網(wǎng)的故障恢復(fù)，具體來說是一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]電力在國民經(jīng)濟(jì)和人民生活中占有重要地位，故障停電會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活帶來重創(chuàng)，所以提高供電可靠性迫在眉睫。我國地區(qū)電網(wǎng)與網(wǎng)、省級電網(wǎng)不同，呈閉環(huán)設(shè)計(jì)，輻射狀運(yùn)行。當(dāng)某個(gè)電氣元件發(fā)生故障并退出運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致下游非故障區(qū)域發(fā)生停電，為了提高供電可靠性，電網(wǎng)中裝設(shè)了大量備用電源自動(dòng)投入裝置，簡稱備自投。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障使母線停電時(shí)，通過滿足備自投工作原理的一系列開關(guān)的動(dòng)作，使備用電源對失電母線進(jìn)行供電。由于地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，故障發(fā)生后可能會(huì)導(dǎo)致多條母線停電，這就可能會(huì)引起多個(gè)備自投動(dòng)作，然而并非所有這些備自投動(dòng)作都是必要的。動(dòng)作的備自投越多，還可能會(huì)引起進(jìn)一步的故障，所以考慮備自投之間的組合問題是十分必要的。傳統(tǒng)備自投采用電壓等級來設(shè)置動(dòng)作時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)備自投的動(dòng)作組合，但這容易導(dǎo)致傳統(tǒng)備自投動(dòng)作邏輯固定，上下級之間固定的時(shí)間配合會(huì)對下一級備自投造成一些不必要的動(dòng)作延時(shí)。此外，地區(qū)電網(wǎng)中含有大量T接線方式，按照電壓等級有時(shí)難以區(qū)分備自投的上下級關(guān)系O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)備自投容易造成下一級備自投不必要的動(dòng)作延時(shí)以及難以區(qū)分備自投的上下級關(guān)系的缺點(diǎn)，提出了一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法。本申請具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:
[0006](I)監(jiān)測地區(qū)電網(wǎng)的電氣信息，將母線和分支點(diǎn)視為節(jié)點(diǎn)處理，將線路、變壓器和母聯(lián)開關(guān)視為支路，建立網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D、備自投狀態(tài)矩陣B、開關(guān)狀態(tài)矩陣K、預(yù)想事故集矩陣F、電源點(diǎn)分布矩陣M和分支點(diǎn)分布矩陣T ；
[0007](2)根據(jù)建立的網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣、備自投狀態(tài)矩陣、開關(guān)狀態(tài)矩陣、電源點(diǎn)分布矩陣和分支點(diǎn)分布矩陣生成潮流流向矩陣C ；
[0008](3)如果預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障，則修改預(yù)想事故集矩陣中的對應(yīng)元素。
[0009](4)得出預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障后的備自投集合:
[0010]若預(yù)想事故集中的某元件發(fā)生故障，則通過潮流流向矩陣判斷該元件兩端的節(jié)點(diǎn)情況，潮流流出的節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)，潮流流入的節(jié)點(diǎn)為尾節(jié)點(diǎn)；
[0011]地區(qū)電網(wǎng)是輻射狀運(yùn)行，潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，當(dāng)某元件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，該元件的下游負(fù)荷節(jié)點(diǎn)失電。潮流流向矩陣描述了潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有向路徑，當(dāng)某元件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)以該元件的尾節(jié)點(diǎn)為起始節(jié)點(diǎn)，在潮流流向矩陣中讀出的所有節(jié)點(diǎn)即為失電區(qū)域；
[0012]若該失電區(qū)域所包含的節(jié)點(diǎn)不含有分支點(diǎn)，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該失電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合；
[0013]若該失電區(qū)域含有分支點(diǎn)，則將搜索區(qū)域分為兩部分，最終備自投集合為這兩部分區(qū)域分別搜索所得結(jié)果的和。第一部分以分支點(diǎn)所連接的節(jié)點(diǎn)分別作為起始節(jié)點(diǎn)，由各個(gè)起始節(jié)點(diǎn)分別讀出各自的下游節(jié)點(diǎn)，即各自的供電區(qū)域，并對每個(gè)供電區(qū)域進(jìn)行分別搜索得出各自的備自投集合。對某個(gè)供電區(qū)域的搜索方法是，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該供電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合。第二部分是失電區(qū)域除去第一部分所含區(qū)域之外的區(qū)域，對這部分區(qū)域的搜索方法是，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合；
[0014](5)對步驟(4)所得到的備自投集合動(dòng)作后的地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷是否存在電流、電壓越限的線路，若沒有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合，若有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合和越限線路信息。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明公開的一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，針對地區(qū)電網(wǎng)閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)，采用一種拓?fù)渥R(shí)別的方法形成以潮流為方向的潮流流向矩陣，該矩陣描述了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用于搜索應(yīng)動(dòng)作的備自投集合，對于備自投進(jìn)行集中式的控制?？朔鹘y(tǒng)備自投采用電壓等級來設(shè)置動(dòng)作時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)備自投的動(dòng)作組合，導(dǎo)致傳統(tǒng)備自投動(dòng)作邏輯固定，上下級之間有固定的時(shí)間配合，這樣會(huì)造成下一級備自投不必要的動(dòng)作延時(shí)。并且地區(qū)電網(wǎng)中含有大量T接線方式，按照電壓等級有時(shí)難以區(qū)分備自投的上下級關(guān)系的缺點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法的流程圖；
[0018]圖2是正常運(yùn)行的地區(qū)電網(wǎng)接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖和實(shí)例對發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步說明。
[0020]附圖1所示為本發(fā)明集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法的流程圖，一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:
[0021](I)監(jiān)測地區(qū)電網(wǎng)的電氣信息，將母線和分支點(diǎn)視為節(jié)點(diǎn)處理，將線路、變壓器和母聯(lián)開關(guān)視為支路，建立網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D、備自投狀態(tài)矩陣B、開關(guān)狀態(tài)矩陣K、預(yù)想事故集矩陣F、電源點(diǎn)分布矩陣M和分支點(diǎn)分布矩陣T ；
[0022]將母線和分支點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)，將線路、變壓器和母線開關(guān)作為支路處理。則地區(qū)電網(wǎng)需要建立的基本電氣信息如下:
[0023](a)所述網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D是NXN的矩陣，描述的是地區(qū)電網(wǎng)潛在的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即在生成網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣時(shí)，即使兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的支路開關(guān)斷開，也仍視為存在一條支路并在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中加以反映。網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣是將地區(qū)電網(wǎng)的各支路當(dāng)作無向邊處理，若地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間存在一條支路，則du=c^=l，其余元素為O，其中，N為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，Clij為網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中第i行第j列的元素，Clji為網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中第j行第i列的元素；
[0024](b )備自投狀態(tài)矩陣B是B X 4的矩陣，描述的是備自投的運(yùn)行狀態(tài)和電氣信息，行為備自投的數(shù)目，前兩列為備自投兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)編號；第三列為備自投的工作狀態(tài)，若備自投處于閉合狀態(tài)，則該元素為1，否則為O ;第四列為該備自投所在母線的電壓等級；
[0025](c)所述開關(guān)狀態(tài)矩陣K是KX 3的矩陣，描述的是開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，行為開關(guān)的數(shù)目，前兩列為該開關(guān)兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)編號，第三列為開關(guān)狀態(tài)，若開關(guān)處于閉合狀態(tài)，則該元素為1，否則為O ;
[0026](d)電源點(diǎn)分布矩陣M是MXl的矩陣，描述的是電源的分布情況，行為節(jié)點(diǎn)編號，電源點(diǎn)分布矩陣M描述的是地區(qū)電網(wǎng)電源點(diǎn)的分布情況，若地區(qū)節(jié)點(diǎn)P為電源點(diǎn)，則mp=l，否則mp=0，其中mp為電源點(diǎn)分布矩陣中第P行的元素；(e)分支點(diǎn)分布矩陣T是TX I的矩陣，描述的是分支結(jié)點(diǎn)的分布情況，行為節(jié)點(diǎn)編號，地區(qū)電網(wǎng)中含有大量的T接線方式，各個(gè)饋線支路潮流在分支點(diǎn)處匯合 和分流，分支點(diǎn)分布矩陣T描述的是地區(qū)電網(wǎng)分支點(diǎn)的分布情況，若地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)q為分支點(diǎn)，則tq=l，否則tq=0，其中t,為分支點(diǎn)分布矩陣中第q行的元素；(f)預(yù)想事故集矩陣F是FX I的矩陣，描述的是可能的故障元件，F(xiàn)是預(yù)想事故元件的個(gè)數(shù)，若元件r故障，則f；=l，否則f；=0，其中f；為預(yù)想事故集矩陣中第r行的元素。
[0027](2)根據(jù)建立的網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣、備自投狀態(tài)矩陣、開關(guān)狀態(tài)矩陣、電源點(diǎn)分布矩陣和分支點(diǎn)分布矩陣生成潮流流向矩陣C ；
[0028]在所述的集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法中，所述步驟(2)中，潮流流向矩陣描述了潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有向路徑，潮流流向矩陣C是由網(wǎng)基矩陣D為基礎(chǔ)得出的，是將地區(qū)電網(wǎng)的支路當(dāng)作有向邊，有向邊的方向由支路潮流方向決定，若節(jié)點(diǎn)1、j之間存在一條支路，并且潮流方向是由i指向j，則Cij=I, Cji=O。
[0029]本申請優(yōu)選采用以下步驟得出潮流流向矩陣C:
[0030](a)從開關(guān)狀態(tài)矩陣K和備自投狀態(tài)矩陣B中找到處于斷開狀態(tài)的開關(guān)和斷開狀態(tài)的備自投，找到斷開狀態(tài)的開關(guān)和斷開狀態(tài)的備自投兩側(cè)的地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1、j，將網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中的第i行的j元素和第j行的i元素置為O ;
[0031](b)修正地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)改變后的分支點(diǎn)分布矩陣，如果某一開關(guān)斷開，導(dǎo)致相對應(yīng)的分支點(diǎn)變化為普通節(jié)點(diǎn)，則在分支點(diǎn)分布矩陣中將對應(yīng)元素置O ;
[0032](c)從電源點(diǎn)分布矩陣M中獲取電源的節(jié)點(diǎn)編號，以電源點(diǎn)為起始點(diǎn)開始搜索，在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中找到電源節(jié)點(diǎn)i所在的第i行，在第i行中搜索到節(jié)點(diǎn)j，則在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中保留第i行的j元素不變，同時(shí)將第j行的i元素置0，然后再由j節(jié)點(diǎn)用相同的方法繼續(xù)搜索，直至搜索到末端節(jié)點(diǎn)，即該行全為O的節(jié)點(diǎn)；
[0033](d)若滿足結(jié)束條件，則搜索完成，輸出潮流流向矩陣C結(jié)果；否則轉(zhuǎn)步驟(C)繼續(xù)搜索，其中，所述結(jié)束條件為潮流流向矩陣出現(xiàn)元素全為O的行的個(gè)數(shù)與實(shí)際電網(wǎng)末端節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同。
[0034](3)如果預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障，則修改預(yù)想事故集矩陣中的對應(yīng)元素。[0035](4)得出預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障后的備自投集合:
[0036]若預(yù)想事故集中的某元件發(fā)生故障，則通過潮流流向矩陣判斷該元件兩端的節(jié)點(diǎn)情況，潮流流出的節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)，潮流流入的節(jié)點(diǎn)為尾節(jié)點(diǎn)；
[0037]地區(qū)電網(wǎng)是輻射狀運(yùn)行，潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，當(dāng)某元件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，該元件的下游負(fù)荷節(jié)點(diǎn)失電。潮流流向矩陣描述了潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有向路徑，當(dāng)某元件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)以該元件的尾節(jié)點(diǎn)為起始節(jié)點(diǎn)，在潮流流向矩陣中讀出的所有節(jié)點(diǎn)即為失電區(qū)域；
[0038]若該失電區(qū)域所包含的節(jié)點(diǎn)不含有分支點(diǎn)，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該失電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合；
[0039]若該失電區(qū)域含有分支點(diǎn)，則將搜索區(qū)域分為兩部分，最終備自投集合為這兩部分區(qū)域分別搜索所得結(jié)果的和。第一部分以分支點(diǎn)所連接的節(jié)點(diǎn)分別作為起始節(jié)點(diǎn)，由各個(gè)起始節(jié)點(diǎn)分別讀出各自的下游節(jié)點(diǎn)，即各自的供電區(qū)域，并對每個(gè)供電區(qū)域進(jìn)行分別搜索得出各自的備自投集合。對某個(gè)供電區(qū)域的搜索方法是，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該供電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合。第二部分是失電區(qū)域除去第一部分所含區(qū)域之外的區(qū)域，對這部分區(qū)域的搜索方法是，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合；
[0040](5)對步驟(4)所得到的備自投集合動(dòng)作后的地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷是否存在電流、電壓越限的線路，若沒有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合，若有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合和越限線路信息。
[0041]下面以如圖2所示的地區(qū)電網(wǎng)為實(shí)施例，進(jìn)一步介紹本申請的技術(shù)方案，該電網(wǎng)包括I座220kV變電站，5座IlOkV變電站，2臺(tái)三繞組變壓器，10臺(tái)雙繞組變壓器和11條線路。該系統(tǒng)共有9處安裝了備自投，并在圖2中標(biāo)出；
[0042]雖然地區(qū)電網(wǎng)一般含有眾多節(jié)點(diǎn)，但是電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)也只與有限幾個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接，因此網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D是一個(gè)稀疏矩陣。為了便于描述和減少輸入量，將網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D輸入成NXd的矩陣，N為節(jié)點(diǎn)編號，d為該配電網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度的最大值，如圖2所示，節(jié)點(diǎn)度的最大值為5，如節(jié)點(diǎn)2、3等。網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中的元素為與該行節(jié)點(diǎn)相連接的節(jié)點(diǎn)編號，連接節(jié)點(diǎn)不足最大節(jié)點(diǎn)度數(shù)的以O(shè)補(bǔ)齊。
[0043]本申請以附圖2所示的地區(qū)電網(wǎng)作為實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)介紹，本發(fā)明包括以下步驟:
[0044](I)輸入地區(qū)電網(wǎng)的基本電氣信息，建立網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D= [2 3 11 23; I 4 2024; I 45 0;2 3 6 0;3 6 O 0;4 5 O 0;8 9 23 0;7 10 24 0;7 10 O 0;8 9 O O; I 12 13O; 11 1419 O; 11 14 O O; 12 13 O O; 16 17 23 0;2 15 18 O; 15 18 O O; 16 17 O O; 1220 21 O; 219 22 O; 19 22 O O; 20 21 O O; I 7 15 O; 2 8 16 O];備自投狀態(tài)矩陣 B=[3 4O 110;5 6 010;7 8 O 110;9 10 O 10; 13 14 O 10; 15 16 O 110; 17 18 O 10; 12 19 O110; 21 22 O 110];開關(guān)狀態(tài)矩陣 K=[l 11 I; I 23 I; I 3 1;2 4 1;2 24 1;2 20 I; 24 81；2 16 1;7 23 1;2315 1;12 19 I];預(yù)想事故集矩陣F包括的元件為線路I...11和變壓器12…21，編號如圖2所示，并依此順序建立預(yù)想事故集矩陣F=[0 000000000000000000 00];電源點(diǎn)分布矩陣 M=[l 1000000000000000000
00 0 0]和分支點(diǎn)分布矩陣 T=[0 0000000000000000000001 1];
[0045](2)對地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行遍歷，根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的潮流方向生成潮流流向矩陣C=[0 311 23;04 20 24;O O 5 0;0 O 6 0;0 O O 0;0 O O 0;0 9 O 0;0 10 O 0;0 O O 0;0 O O0;0 12 130;O 14 O 0;0 O O 0;0 O O 0;0 17 O 0;0 O 18 0;0 O O 0;0 O O 0;0 O 210;0 19 22 O;00 O 0;0 O O 0;0 7 15 0;0 8 16 O]；
[0046](3)預(yù)想事故集中的某元件發(fā)生故障，則修改預(yù)想事故集矩陣。實(shí)例I線路3發(fā)生故障則預(yù)想事故集矩陣修改為F= [O 0100000000000000000 O];節(jié)點(diǎn)I和3之間的開關(guān)打開，相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)矩陣變化為K= [I 11 I; I 23 I; I 3 O; 2 4 1;2241;2 20 I;24 8 1;2 16 1;7 23 I;23 15 I;12 19 I]；
[0047]實(shí)例2線路2發(fā)生故障則預(yù)想事故集矩陣修改為F= [O 100000000000
O00 O O O O O];節(jié)點(diǎn)I和23、7和23、23和15之間的開關(guān)打開，相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)矩陣變化為 K=[l 11 I;I 23 O;I 3 1;2 4 1;2 24 1;2 20 I;24 8 1;2 16 I;723 O;23 15 O;1219I];
[0048]( 4 )搜索得出備自投集合；
[0049]實(shí)例I中故障元件3的潮流是由節(jié)點(diǎn)I流向節(jié)點(diǎn)3的，所以節(jié)點(diǎn)3為尾節(jié)點(diǎn)，即從節(jié)點(diǎn)3開始在潮流流向矩陣中讀 出失電區(qū)域[35]。該區(qū)域不含有分支點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)3和5分別對應(yīng)備自投設(shè)備I和2，備自投設(shè)備I的電壓等級最高，備自投設(shè)備I為應(yīng)動(dòng)作的備自投。得出備自投集合[I]
[0050]實(shí)例2中故障元件2的潮流是由節(jié)點(diǎn)I流向節(jié)點(diǎn)23的，所以節(jié)點(diǎn)23為尾節(jié)點(diǎn)，即從節(jié)點(diǎn)23開始在潮流流向矩陣中讀出失電區(qū)域[23 7 9 15 17]。該區(qū)域含有分支點(diǎn)，第一部分分別搜索分支點(diǎn)所連接的節(jié)點(diǎn)7和15所連接的供電區(qū)域，S卩[7 9]和[15 17]。節(jié)點(diǎn)7和9分別對應(yīng)備自投設(shè)備3和4，備自投設(shè)備3的電壓等級最高，備自投設(shè)備3為備自投集合；節(jié)點(diǎn)15和17分別對應(yīng)備自投設(shè)備6和7，備自投設(shè)備6的電壓等級最高，備自投設(shè)備6為備自投集合。第二部分為[23]，該區(qū)域并沒有對應(yīng)的備自投，所以沒有備自投集合。然后再將結(jié)果相加得出備自投集合[3 6]；
[0051](5)實(shí)例I對步驟(4)所得到的備自投集合動(dòng)作后的地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果沒有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出備自投集合[I]。
[0052]實(shí)例2對步驟(4)所得到的備自投集合動(dòng)作后的地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果沒有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出備自投集合[3 6]。
[0053]最后應(yīng)該說明的是:結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到:本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)監(jiān)測地區(qū)電網(wǎng)的電氣信息，將母線和分支點(diǎn)視為節(jié)點(diǎn)處理，將線路、變壓器和母聯(lián)開關(guān)視為支路，建立網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D、備自投狀態(tài)矩陣B、開關(guān)狀態(tài)矩陣K、預(yù)想事故集矩陣F、電源點(diǎn)分布矩陣M和分支點(diǎn)分布矩陣T ； (2)根據(jù)建立的網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣、備自投狀態(tài)矩陣、開關(guān)狀態(tài)矩陣、電源點(diǎn)分布矩陣和分支點(diǎn)分布矩陣生成潮流流向矩陣C ； (3)如果預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障，則修改預(yù)想事故集矩陣中的對應(yīng)元素； (4)得出預(yù)想事故集中的某個(gè)元件發(fā)生故障后的備自投集合； (5)對步驟(4)所得到的備自投集合動(dòng)作后的地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷是否存在電流、電壓越限的線路，若沒有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合，若有線路存在電流、電壓越限的情況，則輸出步驟(4)所得到的備自投集合和越限線路信息。
2.如權(quán)利要求1所述的集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征是: 在步驟(4)中，若預(yù)想事故集中的某元件發(fā)生故障，則通過潮流流向矩陣判斷該元件兩端的節(jié)點(diǎn)情況，潮流流出的節(jié)點(diǎn)為首節(jié)點(diǎn)，潮流流入的節(jié)點(diǎn)為尾節(jié)點(diǎn)； 地區(qū)電網(wǎng)呈輻射狀運(yùn)行，潮流流向矩陣描述了潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有向路徑，當(dāng)某元件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)以該元件的尾節(jié)點(diǎn)為起始節(jié)點(diǎn)，在潮流流向矩陣中讀出的所有節(jié)點(diǎn)即為失電區(qū)域； 若該失電區(qū)域所包含的節(jié)點(diǎn)不含有分支點(diǎn)，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該失電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自.投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合; 若該失電區(qū)域含有分支點(diǎn)，則將搜索區(qū)域分為兩部分，最終備自投集合為這兩部分區(qū)域分別搜索所得結(jié)果的和，其中，第一部分以分支點(diǎn)所連接的節(jié)點(diǎn)分別作為起始節(jié)點(diǎn)，由各個(gè)起始節(jié)點(diǎn)分別讀出各自的下游節(jié)點(diǎn)，即各自的供電區(qū)域，并對每個(gè)供電區(qū)域進(jìn)行分別搜索得出各自的備自投集合，即在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該供電區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合。 第二部分是失電區(qū)域除去第一部分所含區(qū)域之外的區(qū)域，對這部分區(qū)域的搜索方法是，在備自投狀態(tài)矩陣中搜索兩側(cè)節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域中只出現(xiàn)一個(gè)的備自投，將搜索得到的備自投中電壓等級最高的備自投作為備自投集合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征是: (a)所述網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D是NXN的矩陣，描述的是地區(qū)電網(wǎng)潛在的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即在生成網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣時(shí)，即使兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的支路開關(guān)斷開，也仍視為存在一條支路并在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中加以反映。網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣是將地區(qū)電網(wǎng)的各支路當(dāng)作無向邊處理，若地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間存在一條支路，則du=c^=l，其余元素為O，其中，N為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，Clij為網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中第i行第j列的元素，Clji為網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中第j行第i列的元素； (b)備自投狀態(tài)矩陣B是BX 4的矩陣，描述的是備自投的運(yùn)行狀態(tài)和電氣信息，行為備自投的數(shù)目，前兩列為備自投兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)編號；第三列為備自投的工作狀態(tài)，若備自投處于閉合狀態(tài)，則該元素為1，否則為O ;第四列為該備自投所在母線的電壓等級； (c)所述開關(guān)狀態(tài)矩陣K是KX3的矩陣，描述的是開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，行為開關(guān)的數(shù)目，前兩列為該開關(guān)兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)編號，第三列為開關(guān)狀態(tài)，若開關(guān)處于閉合狀態(tài)，則該元素為1，否則為O ; Cd)電源點(diǎn)分布矩陣M是MXl的矩陣，描述的是電源的分布情況，行為節(jié)點(diǎn)編號，電源點(diǎn)分布矩陣M描述的是地區(qū)電網(wǎng)電源點(diǎn)的分布情況，若地區(qū)節(jié)點(diǎn)P為電源點(diǎn)，則mp=l，否則mp=0，其中mp為電源點(diǎn)分布矩陣中第P行的元素； Ce)分支點(diǎn)分布矩陣T是TX I的矩陣，描述的是分支結(jié)點(diǎn)的分布情況，行為節(jié)點(diǎn)編號，地區(qū)電網(wǎng)中含有大量的T接線方式，各個(gè)饋線支路潮流在分支點(diǎn)處匯合和分流，分支點(diǎn)分布矩陣T描述的是地區(qū)電網(wǎng)分支點(diǎn)的分布情況，若地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)q為分支點(diǎn)，則tq=l，否則\=0，其中tq為分支點(diǎn)分布矩陣中第q行的元素； (f)預(yù)想事故集矩陣F是FX I的矩陣，描述的是可能的故障元件，F(xiàn)是預(yù)想事故元件的個(gè)數(shù)，若元件r故障，則f；=l，否則f；=0，其中f；為預(yù)想事故集矩陣中第r行的元素。
4.如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征是:所述步驟(2)中，潮流流向矩陣描述了潮流由電源點(diǎn)流向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有向路徑，潮流流向矩陣C是由網(wǎng)基矩陣D為基礎(chǔ)得出的，是將地區(qū)電網(wǎng)的支路當(dāng)作有向邊，有向邊的方向由支路潮流方向決定，若節(jié)點(diǎn)1、j之間存在一條支路，并且潮流方向是由i指向j，則Cij=I,Cji=O0
5.如權(quán)利要求3所述的集中式的地區(qū)電網(wǎng)備自投控制方法，其特征是: 優(yōu)選采用以下步驟得出潮流流向矩陣C: Ca)從開關(guān)狀態(tài)矩陣K和備自投狀態(tài)矩陣B中找到處于斷開狀態(tài)的開關(guān)和斷開狀態(tài)的備自投，找到斷開狀態(tài)的 開關(guān)和斷開狀態(tài)的備自投兩側(cè)的地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1、j，將網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中的第i行的j元素和第j行的i元素置為O ; (b)修正地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)改變后的分支點(diǎn)分布矩陣，如果某一開關(guān)斷開，導(dǎo)致相對應(yīng)的分支點(diǎn)變化為普通節(jié)點(diǎn)，則在分支點(diǎn)分布矩陣中將對應(yīng)元素置O ; (c)從電源點(diǎn)分布矩陣M中獲取電源的節(jié)點(diǎn)編號，以電源點(diǎn)為起始點(diǎn)開始搜索，在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中找到電源節(jié)點(diǎn)i所在的第i行，在第i行中搜索到節(jié)點(diǎn)j，則在網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣D中保留第i行的j元素不變，同時(shí)將第j行的i元素置0，然后再由j節(jié)點(diǎn)用相同的方法繼續(xù)搜索，直至搜索到末端節(jié)點(diǎn)，即該行全為O的節(jié)點(diǎn)； Cd)若滿足結(jié)束條件，則搜索完成，輸出潮流流向矩陣C結(jié)果；否則轉(zhuǎn)步驟(C)繼續(xù)搜索，其中，所述結(jié)束條件為潮流流向矩陣出現(xiàn)元素全為O的行的個(gè)數(shù)與實(shí)際電網(wǎng)末端節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相同。
【文檔編號】G06F19/00GK103427484SQ201310392804
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】郭昆亞, 王增平, 韓金洋, 鄭濤, 李朝順, 姚玉海 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司, 華北電力大學(xué)