本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置。

背景技術(shù)：

110kV的高壓配電網(wǎng)中為了提高供電可靠性，常常配備了備自投裝置。但是當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)利用BPA軟件進行N-1等故障分析時，一般沒有考慮備自投情況，分析結(jié)果通常為甩負荷，導(dǎo)致其計算分析結(jié)果不完全符合電網(wǎng)的實際運行情況；或人工按照備自投動作后的電網(wǎng)拓撲關(guān)系，重新建模分析，工作效率低下。

并且目前以BPA為分析軟件的各類文獻和操作辦法，都沒有涉及和開發(fā)備自投相關(guān)的功能，因此，針對備自投對提高供電可靠性的重要意義在于靜態(tài)安全分析的結(jié)果更加契合電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)，電力人員也可以從中了解到電網(wǎng)的安全運行水平。

因此，尋找一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置成為本技術(shù)領(lǐng)域人員所研究的重要課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置，用于解決當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)利用BPA軟件進行故障分析時，因未考慮備自投情況，而導(dǎo)致的靜態(tài)安全分析中與實際情況并不完全一致的問題。

本發(fā)明實施例提供了一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法，包括：

S1、將故障元件斷開；

S2、進行潮流計算，得到結(jié)果文件；

S3、查看所述結(jié)果文件，分析運行后顯示的結(jié)果；

S4、判斷所述結(jié)果文件是否顯示有數(shù)據(jù)卡無法被識別，若是，則需要繼續(xù)在未被識別的數(shù)據(jù)卡前加點，并返回步驟S2；若否，則執(zhí)行步驟S5；

S5、判斷所述結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點，若顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點則執(zhí)行步驟S6；若否，則執(zhí)行步驟S7；

S6、根據(jù)孤立節(jié)點判斷是否同時滿足第一組條件，當(dāng)同時滿足所述第一組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第一組條件中任一條件不滿足時，則刪除孤立節(jié)點，之后仍返回步驟S2；

S7、判斷所述結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)，若顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)則執(zhí)行步驟S8；若否，則說明網(wǎng)架正常，程序正常運行，可跳出循環(huán)結(jié)束流程；

S8、根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足第二組條件，當(dāng)同時滿足所述第二組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第二組條件中任一條件不滿足時，則執(zhí)行步驟S9；

S9、根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足第三組條件，當(dāng)同時滿足所述第三組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第三組中任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統(tǒng)，之后仍返回步驟S2。

可選地，S1、將故障元件斷開具體包括：

操作設(shè)備和線路的開斷、模擬故障/檢修的具體做法：對潮流數(shù)據(jù)DAT文件進行修改。

可選地，步驟S6中所述第一組條件包括：

孤立節(jié)點電壓等級為10.5kV；

系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；

母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行。

可選地，步驟S8中所述的第二組條件包括：

子系統(tǒng)中存在110kV節(jié)點；

系統(tǒng)中存在110kV備用母聯(lián)開關(guān)。

可選地，步驟S9中所述的第三組條件包括：

系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；

母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行。

可選地，S2、進行潮流計算，得到結(jié)果文件具體包括：

運行PSD-BPA程序，進行潮流計算。

可選地，所述結(jié)果文件為BPA結(jié)果文件。

本發(fā)明實施例提供了一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析裝置，包括：

斷開模塊，用于將故障元件斷開；

計算模塊；用于進行潮流計算，得到結(jié)果文件；

分析模塊，用于查看結(jié)果文件，分析運行后顯示的結(jié)果；

判斷模塊，用于對分析過程中的各種情況進行判斷。

可選地，所述判斷模塊包括：

第一判斷子模塊，用于判斷所述結(jié)果文件是否顯示有數(shù)據(jù)卡無法被識別；

第二判斷子模塊，用于判斷所述結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點；

第三判斷子模塊，用于判斷孤立節(jié)點狀態(tài)；

第四判斷子模塊，用于判斷結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)；

第五判斷子模塊，用于判斷所述子系統(tǒng)狀態(tài)；

第六判斷子模塊，用于閉合備用母聯(lián)開關(guān)條件判斷。

可選地，所述第三判斷子模塊，具體用于根據(jù)孤立節(jié)點判斷是否同時滿足：孤立節(jié)點電壓等級為10.5kV；系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行；

所述第五判斷子模塊，具體用于根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足：子系統(tǒng)中存在110kV節(jié)點；系統(tǒng)中存在110kV備用母聯(lián)開關(guān)；

所述第六判斷子模塊，具體用于根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足：系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供了一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置，其中方法包括：故障元件開斷；潮流計算；分析運行結(jié)果；對數(shù)據(jù)卡識別情況進行邏輯判斷；判斷孤立節(jié)點生成情況；判斷孤立節(jié)點狀態(tài)；子系統(tǒng)生成情況判斷；判斷子系統(tǒng)狀態(tài)；閉合備用母聯(lián)開關(guān)條件判斷。本發(fā)明實施例的方法，考慮備自投等自動設(shè)備的動作情況對網(wǎng)架的影響，使得靜態(tài)安全分析與實際情況完全一致，提高地區(qū)電網(wǎng)供電的可靠性和電網(wǎng)的安全運行水平。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法的另一個實施例的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法的另一個實施例的變電站典型接線圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置，用于解決當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)利用BPA軟件進行故障分析時，因未考慮備自投情況，而導(dǎo)致的靜態(tài)安全分析中與實際情況并不完全一致的問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1和圖3，本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法，包括：

S1、將故障元件斷開；

本實施例中，將故障元件斷開。在BPA中，操作設(shè)備和線路的開斷、模擬故障/檢修的具體做法是：對潮流數(shù)據(jù)DAT文件進行修改，即在需要開斷的設(shè)備和線路對應(yīng)的卡片前加“.”。在潮流數(shù)據(jù)文件中的任意一行數(shù)據(jù)前面添加符號“.”，可表示注釋即該行無效，而該行數(shù)據(jù)也就不再參與BPA潮流計算。所以設(shè)備和線路在電網(wǎng)中開斷和故障/檢修之后退出運行的情況，與BPA潮流數(shù)據(jù)中代表已開斷或故障/檢修的設(shè)備、線路的數(shù)據(jù)卡無效后不參與BPA程序的潮流計算是一樣的即在BPA潮流數(shù)據(jù)DAT文件中對應(yīng)的數(shù)據(jù)卡前加“.”。

S2、進行潮流計算，得到結(jié)果文件；

本實施例中，運行PSD-BPA程序，進行潮流計算。

S3、查看所述結(jié)果文件，分析運行后顯示的結(jié)果；

本實施例中，查看BPA結(jié)果文件，分析運行后顯示的結(jié)果，為下一步驟判斷做準(zhǔn)備。

S4、判斷所述結(jié)果文件是否顯示有數(shù)據(jù)卡無法被識別，若是，則需要繼續(xù)在未被識別的數(shù)據(jù)卡前加點，并返回步驟S2；若否，則執(zhí)行步驟S5。

S5、判斷所述結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點，若顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點則執(zhí)行步驟S6；若否，則執(zhí)行步驟S7。

S6、根據(jù)孤立節(jié)點判斷是否同時滿足第一組條件，當(dāng)同時滿足所述第一組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第一組條件中任一條件不滿足時，則刪除孤立節(jié)點，之后仍返回步驟S2；

本實施例中，根據(jù)孤立節(jié)點判斷是否同時滿足：1.孤立節(jié)點電壓等級為10.5kV；2.系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；3.母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，即去掉開關(guān)L卡前的點，之后返回步驟S2。當(dāng)任一條件不滿足時，則需要在孤立節(jié)點B卡前加“.”，即刪除孤立節(jié)點，之后仍返回步驟S2。

S7、判斷所述結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)，若顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)則執(zhí)行步驟S8；若否，則說明網(wǎng)架正常，程序正常運行，可跳出循環(huán)結(jié)束流程。

S8、根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足第二組條件，當(dāng)同時滿足所述第二組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第二組條件中任一條件不滿足時，則執(zhí)行步驟S9；

本實施例中，根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足：1.子系統(tǒng)中存在110kV節(jié)點；2.系統(tǒng)中存在110kV備用母聯(lián)開關(guān)。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，即去掉開關(guān)L卡前的點，之后返回步驟S2；但任一條件不滿足時，則執(zhí)行步驟S9。

S9、根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足第三組條件，當(dāng)同時滿足所述第三組條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，并返回步驟S2；當(dāng)所述第三組中任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統(tǒng)，之后仍返回步驟S2；

本實施例中，根據(jù)子系統(tǒng)判斷是否同時滿足：1.系統(tǒng)中存在10.5kV備用母聯(lián)開關(guān)；2.母聯(lián)開關(guān)另一端節(jié)點正常運行。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯(lián)開關(guān)，之后返回步驟S2；當(dāng)任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統(tǒng)(包括所有節(jié)點及支路)，之后仍返回步驟S2。

上述是對本發(fā)明提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法進行詳細的描述，下面將以一個實施例對地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析裝置進行詳細的描述，請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析裝置包括：

斷開模塊101，用于將故障元件斷開；

計算模塊102；用于進行潮流計算，得到結(jié)果文件；

分析模塊103，用于查看結(jié)果文件，分析運行后顯示的結(jié)果；

判斷模塊104，用于對分析過程中的各種情況進行判斷。

進一步地地，判斷模塊包括：

第一判斷子模塊1041，用于判斷結(jié)果文件是否顯示有數(shù)據(jù)卡無法被識別；

第二判斷子模塊1042，用于判斷結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生孤立節(jié)點；

第三判斷子模塊1043，用于判斷孤立節(jié)點狀態(tài)；

第四判斷子模塊1044，用于判斷結(jié)果文件是否顯示產(chǎn)生子系統(tǒng)；

第五判斷子模塊1045，用于判斷子系統(tǒng)狀態(tài)；

第六判斷子模塊1046，用于閉合備用母聯(lián)開關(guān)條件判斷。

上述是對本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析裝置的結(jié)構(gòu)進行詳細的介紹，下面將以一個應(yīng)用的方法對本方法及裝置進行詳細的介紹，請參閱圖1至圖4，本發(fā)明實施例提供的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法及裝置的一個應(yīng)用例包括：

PSD-BPA采用數(shù)據(jù)卡的形式，將電網(wǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)存儲到DAT文件中。不同類型的數(shù)據(jù)卡即代表不同的設(shè)備，如常用的典型數(shù)據(jù)卡：L卡表示線路、T卡代表變壓器等。在數(shù)據(jù)卡中采用固定列寬的格式填入數(shù)據(jù)，各字段即代表相應(yīng)類型的參數(shù)數(shù)據(jù)。BPA格式數(shù)據(jù)可以非常詳細地描述電力系統(tǒng)的元件模型。

由電氣主接線圖可以得知，線路、變壓器兩端均連接著母線。而L卡和T卡的數(shù)據(jù)信息中也有填入所連接母線的名字。

運行PSD-BPA程序，可以產(chǎn)生相應(yīng)的pfo格式潮流計算結(jié)果文件，當(dāng)潮流數(shù)據(jù)正常時，結(jié)果文件可以顯示正常網(wǎng)架的相關(guān)信息，如：線路和變壓器的功率及負載率、節(jié)點電壓、牛頓-拉夫遜發(fā)迭代次數(shù)等。當(dāng)潮流數(shù)據(jù)有誤即網(wǎng)架不正常時，結(jié)果文件則會報錯，并顯示造成程序無法運行的原因。因此，利用BPA對網(wǎng)架進行靜態(tài)安全分析時，可以依據(jù)結(jié)果文件顯示的潮流計算結(jié)果，結(jié)合備自投動作邏輯，制定投退備自投的策略。

以圖4的110kV變電站典型接線圖為例，在BPA中對110kV變電站進行故障分析。站內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的數(shù)據(jù)卡分別加點，運行程序后，結(jié)果文件顯示的結(jié)果總的來說有四種：

(1)產(chǎn)生子系統(tǒng)：以進線1故障為例，L卡前加點后,運行BPA程序，結(jié)果顯示：三個連接的設(shè)備(110kV母線母—#1主變—10.5kV母線母)形成獨立的子系統(tǒng)。

子系統(tǒng)獨立于電網(wǎng)之外，判斷有多少個子系統(tǒng)的標(biāo)志是有多少個平衡節(jié)點(BS)節(jié)點，而平衡節(jié)點是發(fā)電機，負荷節(jié)點和聯(lián)絡(luò)節(jié)點不是平衡節(jié)點，因此新的子系統(tǒng)由于沒有平衡節(jié)點而被識別出錯誤。

(2)數(shù)據(jù)卡無法被識別：以110kV母線母故障為例，母線故障會跳開與之相連的線路和變壓器，而在BPA中的反映是，B卡前加點后，由于該B卡節(jié)點在潮流數(shù)據(jù)中不存在，與該節(jié)點相連的L、T卡無法被識別，所以母故障后，需要繼續(xù)在未被識別的數(shù)據(jù)卡前加點，模擬跳開#1主變和進線1，運行程序。類似的情況，采取相同操作可得到新的計算結(jié)果。此時由于主變已退運，因此備自投動作情況同#1主變故障時是一樣的。

(3)產(chǎn)生孤立節(jié)點：以#1主變故障為例，#1主變T卡前加點后，沒有支路與10.5kV母線母相連，所以母線母成為孤立的節(jié)點。

需要注意的是，若進行的是N-1-1故障分析，例如#1主變檢修時，接著發(fā)生進線1故障，此時110kV母則成為孤立節(jié)點，但此時并無備自投動作的必要。所以流程圖中添加判斷條件：孤立節(jié)點電壓等級是否為10.5kV。若是，則進行下一步分析；若否，則在潮流數(shù)據(jù)文件中，孤立節(jié)點的B卡前加“.”，之后再運行程序。

(4)程序正常運行：說明網(wǎng)架結(jié)構(gòu)正常，潮流數(shù)據(jù)文件能夠正常進行計算。

綜上，為開斷設(shè)備和線路得到的四種結(jié)果：產(chǎn)生子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)卡無法被識別、產(chǎn)生孤立節(jié)點、程序正常計算潮流。因此，本專利方法的核心是根據(jù)這四種結(jié)果來設(shè)計備自投的投退響應(yīng)策略。

具體實現(xiàn)上，定位母聯(lián)開關(guān)和確認備自投步驟包括：在計算結(jié)果顯示的子系統(tǒng)中檢索是否存在110kV母線的B卡，由子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也可以看出此時檢索出110kV母的B卡，根據(jù)B卡找到母聯(lián)開關(guān)L卡。若能，則根據(jù)L中母線的名字找到母聯(lián)開關(guān)另一端母線的B卡，此處為母。接著在之前的BPA潮流計算結(jié)果中判斷母是否為孤立節(jié)點，若否則將母聯(lián)開關(guān)的L卡前點去掉。綜上，完成了備自投的動作。但如果判斷出母為孤立節(jié)點，則說明母線已經(jīng)和電網(wǎng)脫離開，就算此時閉合母聯(lián)開關(guān)，也不能起到投入備用電源的作用，還可能進一步導(dǎo)致潮流計算出錯。

若變電站站內(nèi)未配置110kV母聯(lián)備自投，如線變組接線變電站，站內(nèi)沒有110kV母線，進線線和變壓器直接相連。對于這類情況，若進線故障，則應(yīng)動作10.5kV母聯(lián)備自投，合上10.5kV的母聯(lián)開關(guān)。因此對于分析流程來說，若子系統(tǒng)內(nèi)沒有110kV母線或者站內(nèi)不具有110kV母聯(lián)備自投裝置，則應(yīng)轉(zhuǎn)向?qū)ふ?0.5kV母線并閉合10.5kV母聯(lián)開關(guān)。

實際上，分析備自投動作時還應(yīng)考慮備自投裝置的時序性。因為電網(wǎng)發(fā)生故障后，有可能引發(fā)許多母線停電，如果備自投裝置之間不考慮動作時間的配合，就可能觸發(fā)許多備自投，但并非所有的備自投都有必要動作。以圖4的110kV變電站典型接線圖為例，當(dāng)進線1故障時，110kV母和10.5kV母實際上都是失壓狀態(tài)，理論上也滿足各自備自投的啟動條件。

為了消除備自投這種誤動作情況，程序設(shè)計上增加備自投的時序參數(shù)，將BATS1的時序參數(shù)設(shè)置為，BATS2的時序參數(shù)為。這樣，進線1故障后，BATS1會先動作，而BATS2由于考慮了時序性將不再滿足動作條件。在本發(fā)明的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法中為了簡化，先判別站內(nèi)是否存在110kV母聯(lián)備自投，否的話再根據(jù)實際情況考慮動作10.5kV母聯(lián)備自投。

本發(fā)明的一種地區(qū)電網(wǎng)計及備自投的靜態(tài)安全分析方法中，“是否有10.5kV母聯(lián)備自投”包括未安裝備自投設(shè)備、備自投檢修中無法投退、甚至站內(nèi)沒有母聯(lián)開關(guān)等情況，這些情況都需要在維護BPA數(shù)據(jù)文件時進行修改，設(shè)置母聯(lián)開關(guān)的初始狀態(tài)條件，以便外部程序調(diào)用BPA時能準(zhǔn)確分析分析。

考慮備自投等自動設(shè)備的動作情況對網(wǎng)架的影響，是地區(qū)電網(wǎng)提高供電可靠性的有效措施，本專利將BPA潮流計算程序作為底層模塊，通過調(diào)用外部程序使其自動進行數(shù)據(jù)修改與運算，從而實現(xiàn)考慮備自投動作的N-1(+1)靜態(tài)安全分析。實際運行表明，本專利的提出的方法更符合地區(qū)電網(wǎng)實際的靜穩(wěn)情況。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。