本申請(qǐng)屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評(píng)估領(lǐng)域,特別涉及一種對(duì)潮流轉(zhuǎn)移引起的安全穩(wěn)定問(wèn)題的評(píng)估方法。
背景技術(shù):
電網(wǎng)中發(fā)生短路等故障時(shí),繼電保護(hù)或局部的穩(wěn)定控制裝置通常通過(guò)開斷故障線路,來(lái)保護(hù)局部設(shè)備或局部電網(wǎng)不受危害。然而,線路的開斷,往往引起經(jīng)由該線路傳輸?shù)墓β兽D(zhuǎn)移到相連通的其他線路上,如果接收轉(zhuǎn)移潮流的線路的潮流超過(guò)其允許的安全穩(wěn)定容量限值,則會(huì)引起進(jìn)一步的線路開斷,從而發(fā)生連鎖故障,導(dǎo)致電網(wǎng)事故的擴(kuò)大。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)生的大范圍電網(wǎng)事故幾乎都涉及局部線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移,致使事故范圍擴(kuò)大。因此,預(yù)評(píng)估線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移對(duì)電網(wǎng)造成的危害程度對(duì)預(yù)防和控制事故的擴(kuò)大具有重要意義。
根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn),關(guān)于潮流轉(zhuǎn)移對(duì)電網(wǎng)影響程度的評(píng)估方法主要是兩類,一類是借助潮流方程,通過(guò)計(jì)算變量間的雅可比矩陣即靈敏度系數(shù),來(lái)計(jì)算線路開斷引起的其他線路的潮流變化量;另一類是利用仿真方法,通過(guò)人為開斷某一線路,觀察其在其他線路造成的影響。然而這兩類方法均具有以下缺點(diǎn):
(1)雅可比矩陣計(jì)算和仿真建模計(jì)算均需要依靠電網(wǎng)模型參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)?,?dāng)這些數(shù)據(jù)難以得到,或者與實(shí)際值相差較大時(shí),將不能進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模和計(jì)算,或者計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。
(2)實(shí)際電網(wǎng)由于故障發(fā)生潮流轉(zhuǎn)移時(shí),可能涉及調(diào)控裝置的連鎖動(dòng)作,以及機(jī)組設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),例如穩(wěn)控的聯(lián)切操作,AGC和AVC的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),電力電子裝置的無(wú)功和有功的快速支撐等。對(duì)這些連鎖動(dòng)態(tài)行為全面知曉和建模都是存在困難的。
此外,自2010年以來(lái)廣域相量測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)在全國(guó)省級(jí)及以上電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用。各廣域相量測(cè)量系統(tǒng)普遍以50幀/秒或25幀/秒的速率從各測(cè)量子站高速實(shí)時(shí)收集電壓電流相量、頻率、功率等量測(cè)數(shù)據(jù),并且各數(shù)據(jù)都具有精度高達(dá)1微秒的測(cè)量時(shí)標(biāo),因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的實(shí)時(shí)同步觀測(cè),這時(shí)以往幾秒1個(gè)測(cè)量點(diǎn),并且數(shù)據(jù)沒(méi)有測(cè)量時(shí)標(biāo)的SCADA所不可能具有觀測(cè)優(yōu)勢(shì)。
還應(yīng)指出的是潮流轉(zhuǎn)移主要發(fā)生于環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò),而為了避免電磁環(huán)網(wǎng),只有高壓主網(wǎng)架在運(yùn)行時(shí)具有環(huán)網(wǎng),220kV即以下電網(wǎng)通常采用環(huán)網(wǎng)建設(shè),開環(huán)運(yùn)行的原則,因此可以說(shuō)具有大規(guī)模環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的電網(wǎng)都是省級(jí)及以上電網(wǎng),目前也都已具備了廣域相量測(cè)量系統(tǒng)。
鑒于上述原因本發(fā)明提出一個(gè)在廣域相量測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)上,基于電網(wǎng)日常運(yùn)行中線路功率波動(dòng)信息,利用統(tǒng)計(jì)技術(shù),計(jì)算出電網(wǎng)中各線路潮流轉(zhuǎn)移情況以及其對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的危害程度的方法,并可從中選擇出發(fā)生線路開斷對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有嚴(yán)重危害的線路進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。該方法僅依賴電網(wǎng)運(yùn)行人員所能直接掌握的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),可以綜合考慮各種連鎖調(diào)控裝置以及動(dòng)態(tài)過(guò)程的綜合效果,因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)潮流轉(zhuǎn)移危害程度的客觀、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題,本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估方法,利用廣域相量測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)所獲得的高采樣率廣域同步的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)功率變化數(shù)據(jù),基于電網(wǎng)日常運(yùn)行中線路功率波動(dòng)信息,利用統(tǒng)計(jì)技術(shù),計(jì)算出電網(wǎng)中各線路間潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系以及其對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的危害程度,并可從中選擇出發(fā)生線路開斷對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有嚴(yán)重危害的線路進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。
本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
一種電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
步驟1:在實(shí)際電網(wǎng)中,識(shí)別全部具有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系的線路;
步驟2:統(tǒng)計(jì)同時(shí)段潮流轉(zhuǎn)出線路與潮流轉(zhuǎn)入線路上有功功率升降次數(shù),識(shí)別潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子;
步驟3:根據(jù)潮流轉(zhuǎn)出線路與潮流轉(zhuǎn)入線路功率變化量的統(tǒng)計(jì),計(jì)算可信潮流轉(zhuǎn)移因子;
步驟4:計(jì)算實(shí)際線路開斷時(shí)引起的有功功率轉(zhuǎn)移量;
步驟5:根據(jù)線路開斷后對(duì)其他線路容量裕度的影響,計(jì)算線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo);
步驟6:根據(jù)是否發(fā)生連鎖容量越限,計(jì)算線路開斷的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo);
步驟7:根據(jù)對(duì)電網(wǎng)中歷史故障的統(tǒng)計(jì),計(jì)算線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo);
步驟8:對(duì)各線路分別按潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)和潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行排序,并根據(jù)排序結(jié)果對(duì)各線路給出不同的預(yù)防控制措施。
本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案:
在步驟1中,識(shí)別全部具有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系的線路,其內(nèi)容包括:
(1.1)將電網(wǎng)中最高和次高電壓等級(jí)的線路以及這兩個(gè)電壓等級(jí)間的變壓器均轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)中的線段,形成被搜索網(wǎng)絡(luò);
(1.2)采用任一網(wǎng)孔搜索算法在被搜索網(wǎng)絡(luò)中找出全部的網(wǎng)孔;
(1.3)將所有網(wǎng)孔上的線路作為潮流轉(zhuǎn)移的統(tǒng)計(jì)監(jiān)視線路,輪流計(jì)算每一條線路的潮流轉(zhuǎn)移危害度,當(dāng)選擇其中1條線路作為被評(píng)估潮流轉(zhuǎn)移危害度的線路時(shí),稱該線路為潮流轉(zhuǎn)出線路,其他線路作為潮流轉(zhuǎn)入線路。
在步驟2中,具體包括以下內(nèi)容:
(2.1)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中具有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系的各線路的有功功率,在設(shè)定時(shí)間段Δt內(nèi)線路有功功率下降變化超過(guò)閾值ΔPth時(shí),判斷該線路功率突降,為潮流轉(zhuǎn)出線路;找出線路有功功率突降的線路i,即潮流轉(zhuǎn)出線路i;
(2.2)在上述潮流轉(zhuǎn)出線路i有功功率下降的設(shè)定時(shí)間段Δt內(nèi),對(duì)應(yīng)地搜索在該時(shí)間段出現(xiàn)有功功率上升的線路j;
(2.3)計(jì)算與潮流轉(zhuǎn)出線路i相關(guān)線路的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子:在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi),若潮流轉(zhuǎn)出線路i的有功減少即潮流轉(zhuǎn)出次數(shù)為NDi,對(duì)應(yīng)檢測(cè)到的線路j的有功功率上升次數(shù)為NRi_j,計(jì)算則潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子Ri-j如下:
其中,所述設(shè)定時(shí)間段Δt為1秒;
所述統(tǒng)計(jì)時(shí)段為1天、1周或1月。
閾值ΔPth根據(jù)電壓等級(jí)或電網(wǎng)負(fù)荷狀況預(yù)先設(shè)定。對(duì)于220kV和500kV的電網(wǎng),所述閾值ΔPth優(yōu)選為50MW。
在步驟3中,計(jì)算可信潮流轉(zhuǎn)移因子包括以下內(nèi)容:
(3.1)根據(jù)潮流轉(zhuǎn)出線路i第n次的有功功率下降值ΔPi_drop_n在線路j上引起的有功功率上升值ΔPj_rise_n(≠0),計(jì)算第n次實(shí)測(cè)的潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)即有功功率轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j_n,其中,有功功率下降值ΔPi_drop_n大于閾值ΔPth,依此計(jì)算出每一次潮流轉(zhuǎn)出線路i功率下降且線路j功率上升時(shí)的潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j_n:
(3.2)計(jì)算潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的平均潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j:
其中,NRi_j為在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi),潮流轉(zhuǎn)出線路i功率下降而引起的線路j的有功功率上升次數(shù);
(3.3)按照下式計(jì)算潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的可信潮流轉(zhuǎn)移因子Ki_j:
Ki_j=Ri_j·ki_j
其中,Ri-j為潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子。
在步驟4中,當(dāng)潮流轉(zhuǎn)出線路i發(fā)生線路開斷時(shí),根據(jù)可信潮流轉(zhuǎn)移因子Ki_j計(jì)算線路j上引起的有功功率增加量即有功功率轉(zhuǎn)移量為:
ΔPj_rise_F=Ki_j·ΔPi_drop_C;
此時(shí)線路j的預(yù)測(cè)潮流為:
Pj_F=ΔPj_rise_F+Pj_C;
其中,ΔPj_rise_F為線路j上引起的有功功率增加量,ΔPi_drop_C表示線路i發(fā)生線路開斷時(shí)的有功功率下降值,Ki_j表示潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的可信潮流轉(zhuǎn)移因子,Pj_C表示潮流轉(zhuǎn)出線路i斷路前線路j的潮流即有功功率值,Pj_F表示潮流轉(zhuǎn)出線路i斷路后線路j的預(yù)測(cè)潮流。
在步驟5中,潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo)按照以下方法計(jì)算:
(5.1)按下式計(jì)算在潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷情況下功率上升的線路j的裕度系數(shù)Di_j,當(dāng)Di_j越小于1,則該線路j的容量裕度越多;當(dāng)Di_j≥1時(shí),線路j有功潮流達(dá)到或超過(guò)容量限,認(rèn)為線路j有功潮流越限;
其中,Pj_F表示線路i斷路后線路j的預(yù)測(cè)潮流,Pj_Limit表示線路j的容量限;
(5.2)若潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起m條線路有功潮流越限,即相應(yīng)m條線路的Di_j≥1,則潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo)Di_D為:
Di_D=m
(5.3)對(duì)于開斷不引起任何線路有功潮流越限的潮流轉(zhuǎn)出線路i,其潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo)Di_D為:
Di_D=max{Di_j}。
在步驟6中,潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)按照以下方法計(jì)算:
(6.1)若潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷后,直接引起m條線路的有功潮流越限,這m條線路會(huì)因過(guò)載而進(jìn)一步開斷,并進(jìn)一步引起潮流轉(zhuǎn)移;若線路i引起的m條過(guò)載線路中,有M條進(jìn)一步開斷會(huì)引起其他線路有功潮流越限,則潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)DT_i為:
DT_i=m+10M;
(6.2)對(duì)于潮流轉(zhuǎn)出線路i,若其開斷只直接引起部分線路有功潮流越限,而這些有功潮流越限的線路即使開斷也不再進(jìn)一步造成其它線路有功潮流越限,則潮流轉(zhuǎn)出線路i的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)定為:
DT_i=Di_D;
(6.3)對(duì)于不引起任何線路潮流越限的潮流轉(zhuǎn)出線路i,其潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)定為:
DT_i=Di_D=max{Di_j}<1。
在步驟7中,潮流轉(zhuǎn)出線路引起的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)按以下方法計(jì)算:
(7.1)根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì),得到潮流轉(zhuǎn)出線路的故障概率,對(duì)于潮流轉(zhuǎn)出線路i的故障概率Gfault_i的定義如下:
(7.2)根據(jù)各潮流轉(zhuǎn)出線路開斷時(shí)的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)和故障概率,得出各線路的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),線路i的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)FT_i表示如下:
FT_i=Gfault_i·DT_i
其中,DT_i為潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)。
在步驟8中,對(duì)各線路分別按潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)和潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行排序:
對(duì)潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于等于4或排在前3名,并且其潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)排在前10名的線路,采取預(yù)防控制措施;
對(duì)潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于等于4,而潮流轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)排在10名之后的線路,采取重點(diǎn)監(jiān)視措施;
對(duì)于潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于1,但小于4的線路列為次重點(diǎn)監(jiān)視線路;
對(duì)于潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度小于1的線路采用普通的監(jiān)視措施即可。
本發(fā)明的實(shí)施將可以幫助電網(wǎng)運(yùn)行人員在不依賴電網(wǎng)的具體模型、參數(shù)、拓?fù)湟约氨Wo(hù)控制裝置動(dòng)作特性的情況下,僅依賴廣域相量測(cè)量系統(tǒng)在電網(wǎng)日常運(yùn)行中的統(tǒng)計(jì)信息,便可以對(duì)電網(wǎng)中各線路開斷后引起的潮流轉(zhuǎn)移危害度和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià),并找出其中存在最嚴(yán)重危害或風(fēng)險(xiǎn)的線路做為關(guān)鍵線路進(jìn)行重點(diǎn)的預(yù)防控制和監(jiān)視。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于潮流計(jì)算的潮流轉(zhuǎn)移計(jì)算方法,本發(fā)明中的基于統(tǒng)計(jì)的方法可以考慮各種連鎖調(diào)控裝置以及動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)潮流轉(zhuǎn)移的綜合效果,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)潮流轉(zhuǎn)移危害程度的動(dòng)態(tài)綜合評(píng)價(jià)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
本發(fā)明利用廣域相量測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)所獲得的高采樣率廣域同步的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)功率變化數(shù)據(jù),基于電網(wǎng)日常運(yùn)行中線路功率波動(dòng)信息,利用統(tǒng)計(jì)技術(shù),計(jì)算出電網(wǎng)中各線路潮流轉(zhuǎn)移情況以及其對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的危害程度,并可從中選擇出發(fā)生線路開斷對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有嚴(yán)重危害的線路進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。在實(shí)際電網(wǎng)中,基于本發(fā)明所提出的方法開發(fā)的潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估程序?qū)⑦\(yùn)行于省級(jí)、分中心級(jí)和國(guó)家級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心的廣域測(cè)量系統(tǒng)WAMS的高級(jí)應(yīng)用服務(wù)上。廣域測(cè)量系統(tǒng)以50幀/秒或25幀/秒的速度獲取調(diào)度中心所管轄主干電網(wǎng)上由PMU測(cè)得的各線路的電壓相量、電流相量、功率、頻率等同步量測(cè)數(shù)據(jù),在調(diào)度中心的WAMS主站在收到這些信息后,根據(jù)數(shù)據(jù)擁有的高精度同步時(shí)標(biāo),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步對(duì)齊,并存儲(chǔ)于時(shí)間序列實(shí)時(shí)庫(kù)和歷史庫(kù)。同時(shí),廣域測(cè)量系統(tǒng)主站存儲(chǔ)有電網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠P?,?shù)據(jù)庫(kù)中的量測(cè)數(shù)據(jù)被關(guān)聯(lián)到各線路設(shè)備,從而使得各WAMS主站高級(jí)應(yīng)用可以進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌碾娋W(wǎng)分析。在此應(yīng)用平臺(tái)上,依據(jù)本發(fā)明開發(fā)的程序可以開始進(jìn)行潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估。由于需要基于一段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),才能得到較可靠的線路間潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系,因此通常至少要有1小時(shí)的歷史數(shù)據(jù),作為統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)。但是為了避免在統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化,從而對(duì)潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系影響過(guò)大,因此統(tǒng)計(jì)周期也不宜取得過(guò)長(zhǎng),以最長(zhǎng)不超過(guò)1星期為宜。但是應(yīng)指出的是對(duì)于線路等元件的故障概率統(tǒng)計(jì)的時(shí)長(zhǎng),可以不受此統(tǒng)計(jì)周期約束。
基于上述實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,運(yùn)行于WAMS平臺(tái)高級(jí)應(yīng)用服務(wù)器上的潮流轉(zhuǎn)移危害度評(píng)估程序可以循環(huán)執(zhí)行以下步驟(流程圖見(jiàn)附圖1),實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄電網(wǎng)各線路的潮流轉(zhuǎn)移危害度進(jìn)行評(píng)估,循環(huán)周期可以選為5分鐘。
步驟1:利用網(wǎng)孔搜索法識(shí)別全部具有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系的線路;
由于潮流轉(zhuǎn)移僅發(fā)生在環(huán)網(wǎng)上,而且在實(shí)際電網(wǎng)中,環(huán)網(wǎng)主要存在于該電網(wǎng)最高或次高電壓等級(jí)(當(dāng)最高電壓等級(jí)非常薄弱時(shí),次高電壓等級(jí)允許有環(huán)網(wǎng))的主網(wǎng)上,因此需要找出電網(wǎng)最高兩個(gè)電壓等級(jí)電網(wǎng)上所有的環(huán)網(wǎng)路徑,僅在環(huán)網(wǎng)線路上(通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法)識(shí)別潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系。非環(huán)網(wǎng)路徑上的線路為負(fù)荷線路或等值發(fā)電機(jī)線路,在環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生開斷后,其潮流也可能發(fā)生變化,但這種變化是由于系統(tǒng)側(cè)等值阻抗的變化造成的,不算作潮流轉(zhuǎn)移,因此在搜尋潮流轉(zhuǎn)移路徑時(shí)不予考慮。尋找環(huán)網(wǎng)路徑上的線路的算法如下:
(1.1)將電網(wǎng)中最高和次高電壓等級(jí)的線路以及這兩個(gè)電壓等級(jí)間的變壓器均轉(zhuǎn)化為線段(例如:500kV線路、220kV線路、500/220變壓器均轉(zhuǎn)化為線段),形成被搜索網(wǎng)絡(luò)N。
(1.2)采用任一網(wǎng)孔搜索算法在被搜索網(wǎng)絡(luò)N中找出全部的網(wǎng)孔。例如可采用論文《網(wǎng)孔自動(dòng)搜索算法在水電仿真中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008年9月第29卷第9期,找出所有網(wǎng)孔。
(1.3)將所有網(wǎng)孔上的線路作為潮流轉(zhuǎn)移的統(tǒng)計(jì)監(jiān)視線路??奢喠饔?jì)算每一條線路的潮流轉(zhuǎn)移危害度。當(dāng)選擇其中1條線路作為被評(píng)估潮流轉(zhuǎn)移危害度的線路時(shí),稱該線路為潮流轉(zhuǎn)出線路,其他線路作為潮流轉(zhuǎn)入線路。
步驟2:統(tǒng)計(jì)同時(shí)段潮流轉(zhuǎn)出線路與潮流轉(zhuǎn)入線路上有功功率升降次數(shù),識(shí)別潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子;
(2.1)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中具有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系的各線路的有功功率,在設(shè)定小段時(shí)間Δt(通常取為1秒)內(nèi)線路功率下降變化超過(guò)閾值ΔPth(可根據(jù)電壓等級(jí)或電網(wǎng)負(fù)荷狀況修改,在220kV和500kV的電網(wǎng)通常取為50MW)時(shí),判斷該線路功率突降,為潮流轉(zhuǎn)出線路;找出線路有功功率突降的線路i,即潮流轉(zhuǎn)出線路i;
(2.2)在上述潮流轉(zhuǎn)出線路i有功功率下降的時(shí)間段Δt內(nèi),對(duì)應(yīng)地搜索在該時(shí)段出現(xiàn)有功功率上升的線路j;
(2.3)計(jì)算與潮流轉(zhuǎn)出線路i相關(guān)線路的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子:在設(shè)定的統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)(例如1天、1周或1月,若線路i的有功減少次數(shù)為NDi,對(duì)應(yīng)檢測(cè)到的線路j的上升次數(shù)為NRi_j,計(jì)算若ri_j>0.8,表明線路i的潮流在受到阻礙后,幾乎肯定會(huì)向線路j轉(zhuǎn)移,因此從保守的角度考慮,取潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子Ri_j為1;若ri_j<0.2,表明線路i與線路j之間幾乎沒(méi)有潮流轉(zhuǎn)移關(guān)系,觀測(cè)到的線路j功率的增加不是來(lái)自線路i,取潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子Ri_j=0;其他情況下取潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子Ri_j=ri_j,綜上所述潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)因子Ri-j如下:
步驟3:根據(jù)潮流轉(zhuǎn)出線路與潮流轉(zhuǎn)入線路功率變化量的統(tǒng)計(jì),計(jì)算可信潮流轉(zhuǎn)移因子;
(3.1)根據(jù)潮流轉(zhuǎn)出線路i第n次的有功功率下降ΔPi_drop_n在線路j上引起的功率上升ΔPj_rise_n(≠0),計(jì)算第n次實(shí)測(cè)的潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)即有功功率轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j_n,其中,有功功率下降值ΔPi_drop_n大于閾值ΔPth,依此計(jì)算出每一次線路i功率躍降且線路j功率躍升時(shí)的潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j_n:
(3.2)計(jì)算潮流轉(zhuǎn)出線路i想線路j的平均潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)ki_j:
(3.3)按照下式計(jì)算潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的可信潮流轉(zhuǎn)移因子Ki_j:
Ki_j=Ri_j·ki_j
步驟4:計(jì)算實(shí)際線路開斷時(shí)引起的有功功率轉(zhuǎn)移量:
當(dāng)潮流轉(zhuǎn)出線路i發(fā)生線路開斷時(shí),根據(jù)可信潮流轉(zhuǎn)移因子Ki_j計(jì)算線路j上引起的有功功率增加量為:
ΔPj_rise_F=Ki_j·ΔPi_drop_C
在此時(shí),線路j的預(yù)測(cè)潮流為:
Pj_F=ΔPj_rise_F+Pj_C
其中,ΔPi_drop_C表示線路i發(fā)生線路開斷時(shí)的有功功率下降值,Ki_j表示潮流轉(zhuǎn)出線路i向線路j的可信潮流轉(zhuǎn)移因子,Pj_C表示線路i斷路前線路j的潮流即有功功率值,Pj_F表示潮流轉(zhuǎn)出線路i斷路后線路j的預(yù)測(cè)潮流。
步驟5:根據(jù)線路開斷后對(duì)其他線路容量裕度的影響,計(jì)算線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo);
(5.1)按下式計(jì)算在潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷情況下受影響的線路j的裕度系數(shù)Di_j,當(dāng)Di_j越小于1,則線路的容量裕度越多;當(dāng)Di_j≥1時(shí),線路有功潮流達(dá)到或超過(guò)容量限,認(rèn)為線路j有功潮流越限;
(5.2)若潮流轉(zhuǎn)出線路線路開斷引起m條線路有功潮流越限,即相應(yīng)m條線路的Di_j≥1。則潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo)為Di_D:
Di_D=m
(5.3)對(duì)于開斷不引起任何線路有功潮流越限的潮流轉(zhuǎn)出線路i,其潮流轉(zhuǎn)移直接危害度指標(biāo)小于1,取為容量裕度最小的線路的容量裕度指標(biāo),即
Di_D=max{Di_j}。
步驟6:根據(jù)是否發(fā)生連鎖容量越限,計(jì)算線路開斷的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo);
(6.1)若潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷后,直接引起m條線路的有功潮流越限,這m條線路中的某條線路j的潮流越限并開斷會(huì)進(jìn)一步引起其他線路的潮流躍變,根據(jù)線路j到線路l的潮流轉(zhuǎn)移因子Kj_l,可得到j(luò)開斷后引起的線路l躍變后的潮流為:
Pi_j_l_F=Kj_l·Pj_F+Pl_C
即預(yù)測(cè)到的連續(xù)開斷線路i和線路j后,線路l的潮流為Pi_j_l_F,若其超過(guò)線路l的容量限Pl_limit,則會(huì)進(jìn)一步引起線路l的開斷。根據(jù)上述預(yù)測(cè)線路連鎖開斷的方法,若i引起的m條過(guò)載線路中,有M條進(jìn)一步開斷會(huì)引起其他線路有功潮流越限,則潮流轉(zhuǎn)出線路i開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)線路為:
DT_i=m+10M
(6.2)對(duì)于潮流轉(zhuǎn)出線路i,若其開斷只直接引起部分線路有功潮流越限,而這些有功潮流越限的線路即使開斷也不再進(jìn)一步造成其它線路有功潮流越限,則潮流轉(zhuǎn)出線路i的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)定為::
DT_i=Di_D;
(6.3)對(duì)于不引起任何線路潮流越限的潮流轉(zhuǎn)出線路i,其潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)定為:
DT_i=Di_D=max{Di_j}<1。
DT_i越大說(shuō)明,該線路開斷的危害越大。
步驟7:根據(jù)對(duì)電網(wǎng)中歷史故障的統(tǒng)計(jì),計(jì)算線路開斷引起的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo);
(7.1)根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì),得到潮流轉(zhuǎn)出線路的故障概率,對(duì)于線路i的故障概率Gfault_i的定義如下:
(7.2)根據(jù)各潮流轉(zhuǎn)出線路開斷時(shí)的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)和故障概率,得出各線路的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),線路i的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)FT_i表示如下:
FT_i=Gfault_i·DT_i。
步驟8:對(duì)各線路按潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)和潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行排序,并根據(jù)排序結(jié)果對(duì)各線路給出不同的預(yù)防控制措施。
按照前述步驟,可以計(jì)算出當(dāng)前運(yùn)行電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)或網(wǎng)孔涉及的線路的潮流轉(zhuǎn)移危害度指標(biāo)和危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),然后進(jìn)行以下排序:
(1)根據(jù)各線路的潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)對(duì)線路進(jìn)行排序;
(2)根據(jù)各線路的潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)線路進(jìn)行排序。
對(duì)潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于等于4或排在前3名,并且其潮流轉(zhuǎn)移危害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)排在前10名的線路,采取預(yù)防控制措施;對(duì)潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于等于4,而潮流轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)排在10名之后的線路,采取重點(diǎn)監(jiān)視措施;對(duì)于潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度指標(biāo)大于1,但小于4的線路可列為次重點(diǎn)監(jiān)視線路;對(duì)于潮流轉(zhuǎn)移連鎖危害度小于1的線路采用普通的監(jiān)視措施即可。
相對(duì)于傳統(tǒng)的基于潮流計(jì)算的潮流轉(zhuǎn)移計(jì)算方法,本發(fā)明中的基于統(tǒng)計(jì)的方法可以考慮各種連鎖調(diào)控裝置以及動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)潮流轉(zhuǎn)移的綜合效果,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)潮流轉(zhuǎn)移危害程度的動(dòng)態(tài)綜合評(píng)價(jià)。
申請(qǐng)人結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做了詳細(xì)的說(shuō)明與描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,詳盡的說(shuō)明只是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明精神,而并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,相反,任何基于本發(fā)明的發(fā)明精神所作的任何改進(jìn)或修飾都應(yīng)當(dāng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。