一种电网监控系统中变压器自适应负载率计算方法与流程

本发明涉及一种电网监控系统中变压器自适应负载率计算方法，属变压器技术领域。

背景技术：

随着电网运营规模的不断扩大，调控一体化发展进入了新的阶段。电网监控业务是“大运行”体系建设的一个重要环节，不仅承担了电网运行监视的基本业务，还包括了信号分析处理、开关远方操作、事故处理、新设备投运验收、输变电设备状态在线监测、工业视频辅助监视等业务。这也给监控值班员带来的新的挑战。同时，也给电网监控中信息筛选与处理的智能化提出了更高的要求。

在日常监视过程中，变压器负载率是重点监视内容之一，变压器负载率是通过变压器中低压侧开关的有功、无功遥测量，经过计算得到的，但传统的负载率计算可靠性受到现场设备的采样装置、测控装置、远动装置、调度数据网的可靠性制约。在大强度工作量的监控业务中，不易发现由于相关装置异常产生的不匹配数据及错误数据。尤其在迎峰度夏期间，主变负载率的正确性对电网供电可靠性监测有重要作用。由于遥测数据的模值变小致使高负载率的主变未引起监控员注意，而导致处理时机延误，发生主变跳闸甚至损坏重要设备的情况是存在的。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对电网监控系统中变压器负载率传统计算方法的不足，提供一种电网监控系统中变压器自适应负载率计算方法。

本发明有技术方案是，本发明在总结内桥变电站运行方式的基础上，引入开关、主变状态参数，在主变中、低压侧开关遥测值不正确的情况下，仍能得到正确的主变负载率。

在总结内桥变电站运行方式的基础上，引入开关、主变状态参数。

对于内桥接线的变电站，

潮流矩阵：S＝[S₁₁ S_a1 S₁₂]； (1)

其中，S为视在功率，S₁₁、S_a1、S₁₂分别为开关11、开关a1、开关12的视在功率；分段开关视在功率：S_a1＝|U₁₁*I_a1|；

所述开关状态矩阵：A＝[A₁₁ A_a1 A₁₂]； (2)

其中，开关状态参数：A_ij＝1 ij开关为运行状态；A_ij＝0 ij开关为非运行状态；

所述主变状态矩阵：B＝[B_#1 B_#2]； (3)

其中主变状态参数:B_#i＝1 #i主变投入运行；B_#i＝0 #i主变退出运行；

对于内桥接线变电站，110kV侧运行方式如表1所示。运行方式依次为：(a)正常运行方式；(b)单主变1；(c)单主变2；(d)单线路1；(e)单线路2；(f)单线路单主变11；(g)单线路单主变12；(h)单线路单主变21；(i)单线路单主变22。

表1不同运行方式下的开关状态及主变状态参数

不同运行方式下，两台主变的视在功率S_#1、S_#2可表示如下：

单线路视在功率计算公式：

其中，S_#1、S_#2分别1号主变和2号主变的视在功率；S₁₊₂＝|S₁₁+S₁₂|；A11、A12为开关11和开关12的状态参数；S₁₁、S₁₂为开关11和开关12的视在功率；S_a1为开关a1的视在功率。

正常运行方式、单主变、单线路单主变视在功率计算公式：

其中，S_#1、S_#2分别1号主变和2号主变的视在功率；B_#1、B_#2分别为主变矩阵状态参数；S₁₁、S₁₂为开关11和开关12的视在功率。

负载率计算为：δ％＝S/S_N×100％ (6)

其中，S_N为主变的额定容量；

视在功率S＝P+jQ，其中P为有功功率，Q为无功功率。

本发明变压器自适应负载率算法流程步骤如下：

步骤1：通过调度技术支持系统进行网络拓扑；

步骤2：确定变电站当前运行方式，是单线路还是正常方式、单主变或单线路单主变；

步骤3：通过运行方式识别表确定运行方式下的开关状态及主变状态参数；

步骤4：若当前运行方式是单线路，根据单线路视在功率计算公式(4)来计算主变视在功率；若当前运行方式是正常方式、单主变或单线路单主变，根据正常运行方式、单主变、单线路单主变视在功率计算公式(5)来计算主变视在功率；

步骤5：根据负载率计算公式(6)计算主变的负载率；

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于电网实时的网络拓扑结构，不受主变中、低压侧遥测装置异常缺陷的影响，不翻译相关遥测值不准确产生的计算错误。在总结内桥变电站运行方式的基础上，引入开关、主变状态参数，形成主变自适应负载率计算流程图，作为自适应算法的工作程序。不仅能真实反映主变负载率，还能反应出遥测装置存在的隐患缺陷，为消缺处理提供了重要依据。

附图说明

图1为应用于本发明的110kV内桥接线变电站接线图；

图2是应用于本发明的主变自适应负载率计算流程图；

图3是应用于本发明的110kV某变电站潮流图。

具体实施方式

本发明具体实施方式如图2所示。

本实施例一种电网监控系统中变压器自适应负载率计算流程如下：

(1)通过调度技术支持系统进行网络拓扑；

(2)确定变电站当前运行方式，是单线路还是正常方式、单主变或单线路单主变；

(3)通过运行方式识别表确定运行方式下的开关状态及主变状态参数；

(4)若当前运行方式是单线路，根据自适应负载率计算公式中的单线路视在功率计算公式来计算主变视在功率；若当前运行方式是正常方式、单主变或单线路单主变，根据正常方式、单主变或单线路单主变视在功率计算公式来计算主变视在功率；

(5)根据负载率计算公式计算主变的负载率。

传统的主变负载率算法是通过主变中低压侧遥测量的计算得到，当主变中、低压侧开关的遥测装置采样异常时，得到的主变负载率不能反映主变的真实负载情况。本实施例中的自适应算法，通过引入变电站的网络拓扑与状态参数，避免了主变相关遥测不可靠带来的错误负载率计算结果。

本实施例采用南瑞公司D5000调度技术支持系统，将电网110kV某变电站作为仿真实例，110kV内桥接线变电站接线图如图1所示。具体运行方式如下：该变电站为内桥接线，两台主变容量均为50MVA，110kV进线为中富线166、中高1线T接线167开关，分别带110kV2段、3段母线运行，正常运行方式下分段102、302、502开关均为热备用。当110kV中富线检修状态时，中高1线T接线167开关带#2、#3主变运行，102开关在运行状态。如图3所示，#3主变的313开关采样异常，35kV3段母线各分路遥测总加值与313开关遥测值不匹配。

此时，按照传统负载率计算方式，#3主变负载率如下：

按照自适应负载率算法流程如图2，#3主变负载率如下：

两种负载率算法对比表格如下：

由上表可知，在主变中、低压侧开关采样异常时，传统负载率算法不能正确反映主变负荷情况。尤其在主变重载时，不能满足过负荷报警要求，影响调度负荷转移的时机。自适应负载率算法通过110kV侧开关遥测值的对比计算，真实反映出主变视在功率的情况，为负荷监视和潮流控制提供重要依据，具有可靠性和自适应性。