一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法及系統(tǒng)，采集電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息并傳輸至電力調度中心；電力調度中心中存儲有不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息；電力調度中心根據(jù)接收的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息及不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息進行電網(wǎng)運行診斷分析并將分析結果進行輸出；其中，診斷分析包括對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行短路安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核及對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟性校核。本發(fā)明能夠實時監(jiān)控電網(wǎng)運行狀態(tài)，并快速判斷出電網(wǎng)運行的安全問題和經(jīng)濟性，并給出量化評價指標，能夠很好的適應不同電網(wǎng)運行方式的需要，為電網(wǎng)調度運行提供參考。
【專利說明】
一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法及系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運行分析技術領域，具體涉及一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方 法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 電力系統(tǒng)要保證安全、可靠、經(jīng)濟的為用戶供電。在安全可靠性方面，合理的電網(wǎng) 結構應能夠滿足各種運行方式下潮流變化的需要;任一元件無故障斷開，應能保持電力系 統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且不致使其他元件超過規(guī)定的過負荷和電壓允許偏差的要求;應有較大的 抗擾動能力;應合理控制系統(tǒng)短路電流。在經(jīng)濟性方面，應通過合理調整電網(wǎng)運行方式，減 少系統(tǒng)網(wǎng)損。
[0003] 在目前電力系統(tǒng)運行中，一般是通過線下計算，得出不同運行方式下系統(tǒng)的安全 穩(wěn)定性，找出系統(tǒng)存在的安全問題，并通過合理調整電網(wǎng)運行方式來避免電網(wǎng)安全事故的 發(fā)生。然而電網(wǎng)運行狀態(tài)千變萬化，僅僅通過線下的運行分析計算很難覆蓋電網(wǎng)的全部運 行狀態(tài)。當特殊的電網(wǎng)運行方式發(fā)生時，存在的安全隱患沒有事先設定預防措施，電網(wǎng)安全 事故就可能發(fā)生。對于系統(tǒng)網(wǎng)損，目前為選擇典型日進行線損理論計算分析，無法實時反映 電網(wǎng)運行經(jīng)濟性，為調度運行提供參考。
[0004] 綜上所述，目前為保證電網(wǎng)對用戶供電的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，一般采用線下 做好預防或優(yōu)化措施，對電網(wǎng)運行狀態(tài)的適應能力較差。尚無一種實時的監(jiān)控診斷方法及 系統(tǒng)，能夠根據(jù)電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)運行的安全可靠性和經(jīng)濟性，為調度運 行提供參考。

【發(fā)明內容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法及系 統(tǒng)，能夠實時監(jiān)控電網(wǎng)運行狀態(tài)，并快速判斷出電網(wǎng)運行的安全問題和經(jīng)濟性，能夠適應不 同電網(wǎng)運行方式的需要，為電網(wǎng)調度運行提供參考。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
[0007] -種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，包括：
[0008] 采集發(fā)電廠和變電站內的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息并傳輸至電力調度中心；
[0009] 電力調度中心中存儲有不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息；
[0010] 電力調度中心根據(jù)接收的發(fā)電廠和變電站內的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息及不隨 電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息進行電網(wǎng)運行診斷分析并將分析結果進行輸出；
[0011] 其中，診斷分析包括對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀 態(tài)進行短路安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核及對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時 經(jīng)濟性校核。
[0012] 進一步的，發(fā)電廠和變電站內的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息包括開關信息和模擬信 息，開關信息包括發(fā)電機運行/停運信息、主變運行/停運信息、線路運行/停運信息及主變 接地信息；模擬信息包括發(fā)電機瞬時有功功率、發(fā)電機瞬時無功功率、變電站無功補償量、 變電站有功負荷、變電站無功負荷、母線電壓及系統(tǒng)頻率。
[0013] 進一步的，不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息主要包括發(fā)電機模型、 勵磁系統(tǒng)模型、調速器模型及PSS模型。
[0014] 進一步的，發(fā)電機模型、勵磁系統(tǒng)模型、調速器模型及PSS模型中的參數(shù)的改變通 過手動方式進行，參數(shù)改變后，再通過手動方式更新電力調度中心中的相關信息即可。
[0015] 進一步的，對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核主要是N-1校核，即線路N-1校 核、主變N-1校核以及發(fā)電機N-1校核，通過潮流安全校核，發(fā)現(xiàn)故障情況下電網(wǎng)潮流越限設 備，形成故障-結果列表，并給出潮流安全性指標，量化評估系統(tǒng)潮流安全狀態(tài)。
[0016] 進一步的，潮流安全性指標主要包括過載安全性指標和電壓安全性指標；
[0017]過載安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生線路或變壓器設備過負荷的問題，由 如下公式計算：
[0018]
⑴
[0019] 式中：Pi為第i條線路或變壓器的實際功率;PNi為第i條線或變壓器的額定功率;ai 為第i條線路或變壓器的權重，當過載安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài)；當過載安全 性指標等于零時，屬于臨界安全狀態(tài);當過載安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0020] 電壓越限安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生母線電壓越限的問題，由如下公 式計算：
[0021]
(2)
[0022] 式中為第i個母線的實際電壓;別為第i個母線的電壓上限和下限;h 為第i個母線的權重，當電壓越限安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài)；當電壓越限安全 性指標等于零時，屬于臨界安全狀態(tài);當電壓越限安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0023] 進一步的，對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行短路安全校核主要是單相短路校核、相間短 路校核以及三相短路校核;通過短路安全校核，發(fā)現(xiàn)短路情況下電網(wǎng)短路電流超標母線，形 成短路故障-短路結果列表，并給出短路安全性指標，量化評估系統(tǒng)短路安全狀態(tài)。
[0024] 進一步的，短路安全性指標主要評價短路故障后短路電流超過斷路器遮斷容量的 程度，由如下公式計算：
[0025]
(3；
[0026] 式中：Ii為第i種短路故障的短路電流;INi為第i種短路故障對應的遮斷容量;Ci為 第i種故障的權重，當短路安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài);短路安全性指標等于零 時，屬于臨界安全狀態(tài);短路安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0027] 進一步的，對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核主要是單相短路故障切除校 核、相間短路故障切除校核以及三相短路故障切除校核;通過穩(wěn)定安全校核，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障 情況下電網(wǎng)存在的安全隱患，形成穩(wěn)定故障-穩(wěn)定結果列表，給出穩(wěn)定安全性指標，量化評 估系統(tǒng)穩(wěn)定安全狀態(tài)。
[0028] 進一步的，穩(wěn)定安全性指標主要包括功角穩(wěn)定性指標、頻率偏移安全性指標和電 壓偏移安全性指標；
[0029] 功角安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生功角失穩(wěn)問題，由擴展等面積準則法 計算；
[0030] 頻率偏移安全性指標主要評價故障后頻率偏移是否越限，電壓偏移安全性指標主 要評價故障后電壓偏移是否越限，采用基于二元表的考慮累積效應的安全性指標，按照下 式計算：
[0031] nx=min(nx,i,j) ,Ο^?^Ν,Ο^ j^M (4)
[0032]
(5)
[0033] 式中：N為被監(jiān)視的物理量個數(shù)，物理量為頻率或電壓;M為設置的二元表的個數(shù)； %,^表示第1個被監(jiān)視物理量11在第」個二元表[^~3。~]衡量下的安全裕度指標4為積 分起始時間；ΧΝ為物理量額定值，額定值為額定頻率或額定電壓;Τ為考慮暫態(tài)過程時長； 代表二元表中頻率或電壓偏移的限值;代表頻率或電壓越過限值的最大允許 時間;％代表系統(tǒng)的頻率或電壓安全裕度。
[0034] 進一步的，對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟性校核也即網(wǎng)損計算，網(wǎng)損計算公式如 下：
[0035]
(6)
[0036] 式中:Pge3M為第i個電源的實時輸出功率的量測量;？1-4為第1個負荷的實時吸收 功率的量測量，該指標越小表示經(jīng)濟性越好。
[0037] -種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)，包括：
[0038] 信息采集模塊，用于實時采集電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息，包括開關信息和模擬 信息，電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息通過光纖傳輸至電力調度中心；
[0039] 電力調度中心包括固定參數(shù)模塊、診斷分析模塊及結果輸出模塊；
[0040] 固定參數(shù)模塊，用于存儲無法通過信息采集模塊采集且不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而 變化的電網(wǎng)參數(shù)信息；
[0041] 診斷分析模塊根據(jù)采集的電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息及不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變 而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息分別診斷電網(wǎng)運行中存在的潮流問題、短路問題、穩(wěn)定問題以及經(jīng) 濟性；
[0042] 診斷分析模塊包括潮流安全模塊、短路安全模塊、穩(wěn)定安全模塊以及經(jīng)濟性模塊；
[0043] 其中，潮流安全模塊用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核，通過潮流安全 校核，發(fā)現(xiàn)故障情況下電網(wǎng)潮流越限設備，并將潮流結果輸出；
[0044] 短路安全模塊，用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行短路安全校核，通過短路安全校核， 發(fā)現(xiàn)短路情況下電網(wǎng)短路電流超標母線，并將短路結果輸出；
[0045] 穩(wěn)定安全子模塊，用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核，通過穩(wěn)定安全校 核，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障情況下電網(wǎng)存在的安全隱患，并將穩(wěn)定結果輸出；
[0046] 經(jīng)濟性子模塊用于對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟性校核，也即網(wǎng)損計算，并將經(jīng) 濟性輸出。
[0047] 本發(fā)明的有益效果：
[0048] 本發(fā)明能夠實時監(jiān)控電網(wǎng)運行狀態(tài)，并快速判斷出電網(wǎng)運行的安全問題和經(jīng)濟 性，并給出量化評價指標，能夠很好的適應不同電網(wǎng)運行方式的需要，為電網(wǎng)調度運行提供 參考。
【附圖說明】
[0049] 圖1本發(fā)明電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)結構圖；
[0050] 圖2本發(fā)明診斷分析模塊結構圖；
[0051 ]圖3本發(fā)明潮流安全子模塊結構圖；
[0052]圖4潮流故障-潮流結果集結構圖 [0053]圖5短路安全子模塊結構圖；
[0054]圖6短路故障-短路結果集結構圖；
[0055]圖7穩(wěn)定安全子模塊結構圖；
[0056]圖8穩(wěn)定故障-穩(wěn)定結果集結構圖；
[0057]圖9結果輸出模塊結構圖。
【具體實施方式】：
[0058]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：
[0059] 如圖1所示，一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)，包括：信息采集模塊、固定參數(shù)模 塊、診斷分析模塊以及結果輸出模塊。首先通過信息采集模塊接收電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信 息(包括開關量和模擬量），然后結合固定參數(shù)模塊，通過診斷分析模塊分別診斷電網(wǎng)運行 中存在的潮流問題、短路問題、穩(wěn)定問題以及經(jīng)濟性，最后通過結果輸出模塊給出電網(wǎng)運行 狀態(tài)列表。其中，信息采集模塊安裝于發(fā)電廠和變電站內；固定參數(shù)模塊位于各級調度運行 中心;診斷分析模塊位于各級調度運行中心;結果輸出模塊位于各級調度運行中心。診斷分 析模塊為系統(tǒng)的中樞，分別于信息采集模塊、固定參數(shù)模塊以及結果輸出模塊相連。
[0060] 對各模塊詳述如下：
[0061] (1)信息采集模塊
[0062] 信息采集模塊安裝于各發(fā)電廠和變電站中，通過同步向量測量裝置等量測裝置， 實時采集電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息，包括開關信息和模擬信息。開關信息包括發(fā)電機運 行/停運信息、主變運行/停運信息、線路運行/停運信息、主變接地信息等;模擬信息包括發(fā) 電機瞬時有功功率、發(fā)電機瞬時無功功率、變電站無功補償量、變電站有功負荷、變電站無 功負荷、母線電壓、系統(tǒng)頻率等。電網(wǎng)運行過程中，信息采集模塊采集的信息通過光纖傳輸 至對應級別電力調度中心，用于電網(wǎng)實時運行狀態(tài)實時診斷。
[0063] (2)固定參數(shù)模塊
[0064]固定參數(shù)模塊位于各級電力調度中心，它相當于一個存儲器，用于存儲不隨電網(wǎng) 運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息，無法通過信息采集模塊采集，主要包括發(fā)電機模型、 勵磁系統(tǒng)模型、調速器模型、PSS模型等。這些模型參數(shù)在設備制造完成或系統(tǒng)調試完成就 已經(jīng)固定下來。參數(shù)的改變通過手動方式進行。參數(shù)改變后，再通過手動方式更新固定狀態(tài) 模塊中的相關信息即可。
[0065] (3)診斷分析模塊
[0066] 診斷分析模塊位于各級電力調度中心，是電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)的核心所 在。診斷分析模塊包括四個子模塊，分別為潮流安全模塊、短路安全模塊、穩(wěn)定安全模塊以 及經(jīng)濟性模塊。診斷分析模塊結構圖如圖2所示。
[0067] 1)潮流安全子模塊
[0068] 潮流安全子模塊用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核，主要是N-1校核，即 線路N-1校核、主變N-1校核以及發(fā)電機N-1校核。通過潮流校核，發(fā)現(xiàn)故障情況下電網(wǎng)潮流 越限設備，形成故障-結果列表，輸送至結果輸出模塊，并給出評價指標，量化評估系統(tǒng)潮流 安全狀態(tài)。潮流安全子模塊結構圖如圖3所示。
[0069] 潮流校核完成后，形成的潮流故障-潮流結果集列表結構如圖4所示。
[0070] 潮流安全性指標主要包括過載安全性指標和電壓安全性指標。過載安全性指標主 要評價故障后是否會發(fā)生線路或變壓器設備等過負荷的問題，由如下公式計算：
[0071]
(6)
[0072] 式中：Pi為第i條線路或變壓器的實際功率;PNi為第i條線或變壓器的額定功率;ai 為第i條線路或變壓器的權重，根據(jù)實際情況而定。當指標小于零時，屬于不安全狀態(tài);等于 零時，屬于臨界安全狀態(tài);大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0073] 電壓越限安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生母線電壓越限的問題，由如下公 式計算：
[0074]
(7) L. .-jVi -J\i J
[0075] 式中為第i個母線的實際電壓;^^和^附分別為第i個母線的電壓上限和下限;h 為第i個母線的權重，根據(jù)實際情況而定。當指標小于零時，屬于不安全狀態(tài);等于零時，屬 于臨界安全狀態(tài);大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0076] 2)短路安全子模塊
[0077] 短路安全子模塊用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行短路安全校核，主要是單相短路校 核、相間短路校核以及三相短路校核。通過短路校核，發(fā)現(xiàn)短路情況下電網(wǎng)短路電流超標母 線，形成短路故障-短路結果列表，輸送至結果輸出模塊，并給出評價指標，量化評估系統(tǒng)短 路安全狀態(tài)。短路安全子模塊結構圖如圖5所示。
[0078] 短路校核完成后，形成的短路故障-短路結果集列表結構如圖6所示。
[0079] 短路安全性指標主要評價短路故障后短路電流超過斷路器遮斷容量的程度，由如 下公式計算：
[0080]
(8)
[0081]式中：Ii為第i種短路故障的短路電流;INi為第i種短路故障對應的遮斷容量;Ci為 第i種故障的權重，根據(jù)實際情況而定。當指標小于零時，屬于不安全狀態(tài);等于零時，屬于 臨界安全狀態(tài);大于零時，屬于安全狀態(tài)。
[0082] 3)穩(wěn)定安全子模塊
[0083] 穩(wěn)定安全子模塊用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核，主要是單相短路故 障切除校核、相間短路故障切除校核以及三相短路故障切除校核。通過穩(wěn)定校核，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng) 故障情況下電網(wǎng)存在的安全隱患，形成穩(wěn)定故障 -穩(wěn)定結果列表，輸送至結果輸出模塊，給 出評價指標，量化評估系統(tǒng)穩(wěn)定安全狀態(tài)。穩(wěn)定安全子模塊結構圖如圖7所述。
[0084] 穩(wěn)定校核完成后，形成的穩(wěn)定故障-穩(wěn)定結果集列表結構如圖8所示。
[0085] 穩(wěn)定安全性指標主要包括功角穩(wěn)定性指標、頻率偏移安全性指標和電壓偏移安全 性指標。功角安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生功角失穩(wěn)問題，由擴展等面積準則法 (Extended Equal Area Criterion，EEAC)計算。頻率偏移安全性指標主要評價故障后頻率 偏移是否越限，電壓偏移安全性指標主要評價故障后電壓偏移是否越限，采用基于二元表 的考慮累積效應的安全性指標，由于兩者具有相同的計算方法，可統(tǒng)一表示成下式形式：
[0086] nx=min(nx>i,j) ,Ο^?^Ν,Ο^ j^M (9)
[0087]
(10)
[0088] 式中：X可取為f或者V，分別表示頻率或電壓;N為被監(jiān)視的物理量(頻率或電壓)個 數(shù);Μ為設置的二元表的個數(shù);iKu表示第i個被監(jiān)視物理量^在第j個二元表[1^，1^]衡 量下的安全裕度指標;t為積分起始時間； XN為物理量額定值(額定頻率或額定電壓）；T為考 慮暫態(tài)過程時長。％中可取為f和V，即％和riv，分別代表系統(tǒng)頻率安全裕度和電壓安全裕度。 nf大于〇時，判定系統(tǒng)頻率安全;nf等于〇時，判定系統(tǒng)頻率處于臨界安全狀態(tài);nf小于〇時，判 定系統(tǒng)頻率不安全。nv大于〇時，判定系統(tǒng)電壓安全;nv等于〇時，判定系統(tǒng)電壓處于臨界安全 狀態(tài);Πν小于0時，判定系統(tǒng)電壓不安全。
[0089] 4)經(jīng)濟性子模塊
[0090] 經(jīng)濟性子模塊用于對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟性校核，也即網(wǎng)損計算。計算完 成后，將網(wǎng)損計算結果輸送至結果輸出模塊。網(wǎng)損計算公式如下：
[0091]
(.6)
[0092] 式中:Pge3M為第i個電源的實時輸出功率的量測量;？1-4為第1個負荷的實時吸收 功率的量測量。該指標越小表示經(jīng)濟性越好。
[0093] (4)結果輸出模塊
[0094]結果輸出模塊安裝于各級電力調度中心，用于將診斷分析模塊校核結果展現(xiàn)在電 力調度人員面前。結果輸出模塊包括四個子模塊，分別為潮流結果輸出子模塊、短路結果輸 出子模塊、穩(wěn)定結果輸出子模塊以及經(jīng)濟性輸出子模塊。結果輸出模塊結構圖如圖9所示。
[0095] 電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠實時監(jiān)控電網(wǎng)運行狀態(tài)，并快速判斷出 電網(wǎng)運行的安全問題和經(jīng)濟性，并給出量化評價指標，能夠很好的適應不同電網(wǎng)運行方式 的需要，為電網(wǎng)調度運行提供參考。
[0096] 本發(fā)明主要是通過構建信息采集模塊、固定參數(shù)模塊、診斷分析模塊以及結果輸 出模塊來實現(xiàn)電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時診斷，其中診斷分析模塊由潮流安全模塊、短路安全模 塊、穩(wěn)定安全模塊以及經(jīng)濟性模塊構成。
[0097]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范 圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【主權項】
1. 一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，包括： 采集發(fā)電廠和變電站內的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息并傳輸至電力調度中心； 電力調度中心中存儲有不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息； 電力調度中心根據(jù)接收的發(fā)電廠和變電站內的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息及不隨電網(wǎng) 運行狀態(tài)改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息進行電網(wǎng)運行診斷分析并將分析結果進行輸出； 其中，診斷分析包括對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進 行短路安全校核、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核及對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟 性校核。2. 如權利要求1所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，發(fā)電廠和變電站內 的電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)信息包括開關信息和模擬信息，開關信息包括發(fā)電機運行/停運信 息、主變運行/停運信息、線路運行/停運信息及主變接地信息;模擬信息包括發(fā)電機瞬時有 功功率、發(fā)電機瞬時無功功率、變電站無功補償量、變電站有功負荷、變電站無功負荷、母線 電壓及系統(tǒng)頻率。3. 如權利要求1所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，不隨電網(wǎng)運行狀態(tài) 改變而變化的電網(wǎng)參數(shù)信息主要包括發(fā)電機模型、勵磁系統(tǒng)模型、調速器模型及PSS模型； 發(fā)電機模型、勵磁系統(tǒng)模型、調速器模型及PSS模型中的參數(shù)的改變通過手動方式進 行，參數(shù)改變后，再通過手動方式更新電力調度中心中的相關信息即可。4. 如權利要求1所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，對電網(wǎng)實時運行狀 態(tài)進行潮流安全校核主要是N-I校核，即線路N-I校核、主變N-I校核以及發(fā)電機N-I校核，通 過潮流安全校核，發(fā)現(xiàn)故障情況下電網(wǎng)潮流越限設備，形成故障-結果列表，并給出潮流安 全性指標，量化評估系統(tǒng)潮流安全狀態(tài)。5. 如權利要求4所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，潮流安全性指標主 要包括過載安全性指標和電壓安全性指標；過載安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生線路或變壓器設備過負荷的問題，由如下 公式計算： (1:1) 式中:Pi為第i條線路或變壓器的實際功率;PNi為第i條線或變壓器的額定功率;ai為第i 條線路或變壓器的權重，當過載安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài)；當過載安全性指標 等于零時，屬于臨界安全狀態(tài);當過載安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)；電壓械限安仝件指標Φ専評價故曈后縣否會發(fā)生母線電壓越限的問題，由如下公式計 算： IIj 式中=V1為第i個母線的實際電壓;匕和^分別為第i個母線的電壓上限和下限;h為第 i個母線的權重，當電壓越限安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài)；當電壓越限安全性指 標等于零時，屬于臨界安全狀態(tài);當電壓越限安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)。6. 如權利要求1所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，對電網(wǎng)實時運行狀 態(tài)進行短路安全校核主要是單相短路校核、相間短路校核以及三相短路校核;通過短路安 全校核，發(fā)現(xiàn)短路情況下電網(wǎng)短路電流超標母線，形成短路故障-短路結果列表，并給出短 路安全性指標，量化評估系統(tǒng)短路安全狀態(tài)。7. 如權利要求6所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，短路安全性指標主 要評價短路故障居?路由,Μ?Κ?寸丨新路器遮斷容量的程度，由如下公式計算：(13) 式中=I1為第i種短路故障的短路電流;In1為第i種短路故障對應的遮斷容量;Cl為第i種 故障的權重，當短路安全性指標小于零時，屬于不安全狀態(tài);短路安全性指標等于零時，屬 于臨界安全狀態(tài);短路安全性指標大于零時，屬于安全狀態(tài)。8. 如權利要求1所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，對電網(wǎng)實時運行狀 態(tài)進行穩(wěn)定安全校核主要是單相短路故障切除校核、相間短路故障切除校核以及三相短路 故障切除校核;通過穩(wěn)定安全校核，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障情況下電網(wǎng)存在的安全隱患，形成穩(wěn)定故 障-穩(wěn)定結果列表，給出穩(wěn)定安全性指標，量化評估系統(tǒng)穩(wěn)定安全狀態(tài)。9. 如權利要求8所述的一種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷方法，其特征是，穩(wěn)定安全性指標主 要包括功角穩(wěn)定性指標、頻率偏移安全性指標和電壓偏移安全性指標； 功角安全性指標主要評價故障后是否會發(fā)生功角失穩(wěn)問題，由擴展等面積準則法計 算； 頻率偏移安全性指標主要評價故障后頻率偏移是否越限，電壓偏移安全性指標主要評 價故障后電壓偏移是否越限，采用基于二元表的考慮累積效應的安全性指標。10. -種電網(wǎng)運行狀態(tài)實時診斷系統(tǒng)，其特征是，包括： 信息采集模塊，用于實時采集電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息，包括開關信息和模擬信息， 電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息通過光纖傳輸至電力調度中心； 電力調度中心包括固定參數(shù)模塊、診斷分析模塊及結果輸出模塊； 固定參數(shù)模塊，用于存儲無法通過信息采集模塊采集且不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變化 的電網(wǎng)參數(shù)信息； 診斷分析模塊根據(jù)采集的電網(wǎng)運行過程中的參數(shù)信息及不隨電網(wǎng)運行狀態(tài)改變而變 化的電網(wǎng)參數(shù)信息分別診斷電網(wǎng)運行中存在的潮流問題、短路問題、穩(wěn)定問題以及經(jīng)濟性； 診斷分析模塊包括潮流安全模塊、短路安全模塊、穩(wěn)定安全模塊以及經(jīng)濟性模塊； 其中，潮流安全模塊用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行潮流安全校核，通過潮流安全校核， 發(fā)現(xiàn)故障情況下電網(wǎng)潮流越限設備，并將潮流結果輸出； 短路安全模塊，用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行短路安全校核，通過短路安全校核，發(fā)現(xiàn) 短路情況下電網(wǎng)短路電流超標母線，并將短路結果輸出； 穩(wěn)定安全子模塊，用于對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)進行穩(wěn)定安全校核，通過穩(wěn)定安全校核，發(fā) 現(xiàn)電網(wǎng)故障情況下電網(wǎng)存在的安全隱患，并將穩(wěn)定結果輸出； 經(jīng)濟性子模塊用于對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時經(jīng)濟性校核，也即網(wǎng)損計算，并將經(jīng)濟性 輸出。
【文檔編號】H02J13/00GK105896735SQ201610268434
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】劉曉明, 張 杰, 張友泉, 牟宏, 王飛, 安鵬, 汪湲, 田鑫, 曹相陽, 亓超, 高效海, 楊思, 楊斌, 張 浩, 李菁竹, 王男, 張麗娜, 薄其濱, 魏鑫, 傅濤, 柴赟, 續(xù)昕
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術研究院, 山東大學