一种变电站的负载分析方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种变电站的负载分析方法及系统。


背景技术：

[0002]
电网规划过程中，需要对一段时间内变电站主变负载情况进行分析，利用变电站主变负荷计算负载率(变电站主变变高有功负荷总和/(变电站主变容量总和
×
功率因数))，变电站负载率长期超过一定值(通常为80％)时表明变电站的主变电压器处于重载状态，需要考虑规划或运行手段缓解供电压力，变电站负载率长期低于一定值(通常为20％)时表明变电站处于轻载状态，设备利用效率有待提升。准确获取变电站负载情况对分析电网供电安全、供电裕度、设备利用效率，进而指导电网规划、运行具有重要意义。
[0003]
现有的计算中一般直接读取主变变高数据进行分析，但是数据准确度受数据采集、传输、存储各环节系统及设备运行状况影响，常发生数据缺失、数据错误等问题，与变电站实际负载水平相差较大，对分析结论有较大影响。如果指定范围内变电站的座数大，加之分析时段加长，则工作量巨大。例如一座变电站有4台主变电压器，每台主变电压器按15分钟间隔采样变高有功，则每台主变电压器每年变高负荷点数超3.5万个，每座变电站负荷点数达14万个，如果指定范围内有100座变电站，则负荷点数达1400万个，难以快速识别错误数据。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于，提出一种变电站的负载分析方法及系统，解决现有方法数据准确度差，与变电站实际负载水平相差较大，分析结论误差大的技术问题。
[0005]
本发明的一方面，提供一种变电站的负载分析方法，包括以下步骤：
[0006]
步骤s1，在待分析范围内随机选取一目标变电站，获取选取时段内某一时刻的所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；其中，所述主变电压器数据包括每台主变电压器的容量、变高有功负荷、变中有功负荷、变低有功负荷；所述高压侧线路数据包括每条出线线路的本站侧有功负荷；
[0007]
步骤s2，根据所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据计算得到所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；
[0008]
步骤s3，根据所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算所述目标变电站的有功负荷值并筛除所述有功负荷值中小于预设第一阈值的部分；
[0009]
步骤s4，判断目标变电站的有功负荷值是否存在损耗异常，若存在异常，则对损耗异常的有功负荷值进行修正；若不存在异常，则计算目标变电站负载率；
[0010]
步骤s5，随机选取待分析范围内另一目标变电站，计算所述另一目标变电站的负
载率，直到获得选取待分析范围内所有目标变电站的负载率情况，并输出所有时段、所有目标变电站的负载分析结果及预警信息。
[0011]
优选地，所述步骤s1包括：通过预装的测控装置实时采集目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；或者从数据库中按照日、月、年确定所述选取时段的目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据。
[0012]
优选地，所述步骤s2包括：将所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据根据预设规则对每一项数据进行相加求得所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；其中，所述预设规则包括取流入主变电压器方向为正，流出主变电压器方向为负。
[0013]
优选地，所述步骤s3包括：根据以下公式计算所述目标变电站的有功负荷值a：
[0014]
a＝abs(a1+a2+a3)
[0015]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；
[0016]
根据以下公式筛除所述有功负荷值中小于第一预设阈值的部分：
[0017]
max(abs(a1),abs(a2+a3))≤f
[0018]
其中，abs表示求取绝对值；max表示求取最大值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；f表示本站主变总容量值的2％；
[0019]
若满足上述公式，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站有功负荷值。
[0020]
优选地，所述步骤s4包括：
[0021]
判断目标变电站的有功负荷值是否小于等于本站主变总容量值的2％，若目标变电站的有功负荷值小于等于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值不存在异常；若目标变电站的有功负荷值大于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值存在异常；
[0022]
根据主变变高有功负荷总和、主变变高侧线路出线有功负荷总和计算第一判定值，并根据主变变高侧线路出线有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算第二判定值；将所述第一判定值、所述第二判定值分别与预设第一阈值和预设第二阈值进行比较，根据比较结果对损耗异常的有功负荷值进行修正；所述预设第二阈值为本站主变总容量值的1％；
[0023]
其中，若第一判定值小于等于预设第二阈值，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变中、变低损耗异常；
[0024]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值小于等于预设第一阈值，则将主变变高侧线路出线有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变高负荷异常；
[0025]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值大于预设第一阈值，则将主变变中有功负荷总和与主变变低有功负荷总和相加值作为目标变电站的有功负荷值，并标记为站负荷异常。
[0026]
优选地，所述步骤s4还包括：根据以下公式计算第一判定值b1：
[0027]
b1＝abs(a1-ac)
[0028]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；ac表示主变变高侧线
路出线有功负荷总和；
[0029]
根据以下公式计算第二判定值b2：
[0030]
b2＝abs(ac+a2+a3)
[0031]
其中，abs表示求取绝对值；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和。
[0032]
本发明的另一方面，还提供一种变电站的负载分析系统，用于实现所述的变电站的负载分析方法，包括：
[0033]
采集模块，用以在待分析范围内随机选取一目标变电站，获取选取时段内某一时刻的所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；其中，所述主变电压器数据包括每台主变电压器的容量、变高有功负荷、变中有功负荷、变低有功负荷；所述高压侧线路数据包括每条出线线路的本站侧有功负荷；
[0034]
变电站负荷校验模块，用以根据所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据计算得到所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；并根据所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算所述目标变电站的有功负荷值并筛除所述有功负荷值中小于预设第一阈值的部分；
[0035]
变电站负荷修正模块，用以判断目标变电站的有功负荷值是否存在损耗异常，若存在异常，则对损耗异常的有功负荷值进行修正；若不存在异常，则计算目标变电站负载率；
[0036]
负载分析结果输出模块，用以随机选取待分析范围内另一目标变电站，计算所述另一目标变电站的负载率，直到获得选取待分析范围内所有目标变电站的负载率情况，并输出所有时段、所有目标变电站的负载分析结果及预警信息。
[0037]
优选地，所述采集模块通过预装的测控装置实时采集目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；或者从数据库中按照日、月、年确定所述选取时段的目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据。
[0038]
优选地，所述变电站负荷校验模块将所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据根据预设规则对每一项数据进行相加求得所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；其中，所述预设规则包括取流入主变电压器方向为正，流出主变电压器方向为负；
[0039]
以及，根据以下公式计算所述目标变电站的有功负荷值a：
[0040]
a＝abs(a1+a2+a3)
[0041]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；
[0042]
根据以下公式筛除所述有功负荷值中小于第一预设阈值的部分：
[0043]
max(abs(a1),abs(a2+a3))≤f
[0044]
其中，abs表示求取绝对值；max表示求取最大值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；f表示本站主变总容量值的2％；
[0045]
若满足上述公式，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站有功负荷值。
[0046]
优选地，所述变电站负荷修正模块判断目标变电站的有功负荷值是否小于等于本站主变总容量值的2％，若目标变电站的有功负荷值小于等于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值不存在异常；若目标变电站的有功负荷值大于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值存在异常；
[0047]
根据主变变高有功负荷总和、主变变高侧线路出线有功负荷总和计算第一判定值，并根据主变变高侧线路出线有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算第二判定值；将所述第一判定值、所述第二判定值分别与预设第一阈值和预设第二阈值进行比较，根据比较结果对损耗异常的有功负荷值进行修正；所述预设第二阈值为本站主变总容量值的1％；
[0048]
其中，若第一判定值小于等于预设第二阈值，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变中、变低损耗异常；
[0049]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值小于等于预设第一阈值，则将主变变高侧线路出线有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变高负荷异常；
[0050]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值大于预设第一阈值，则将主变变中有功负荷总和与主变变低有功负荷总和相加值作为目标变电站的有功负荷值，并标记为站负荷异常；
[0051]
以及，根据以下公式计算第一判定值b1：
[0052]
b1＝abs(a1-ac)
[0053]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；
[0054]
根据以下公式计算第二判定值b2：
[0055]
b2＝abs(ac+a2+a3)
[0056]
其中，abs表示求取绝对值；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和。
[0057]
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
[0058]
本发明提供的变电站的负载分析方法及系统，通过合理的数据校验，快速识别错误数据，进行错误预警，并加以修正，提升变电站负载分析工作的效率、准确度和有效性，从而有效指导电网规划、建设、运行工作。提高负载数据分析的准确度，充分体现变电站实际负载水平，分析结论与实际情况误差小。
附图说明
[0059]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0060]
图1为本发明实施例中一种变电站的负载分析方法的主流程示意图。
[0061]
图2为本发明实施例中一种变电站的负载分析系统的结构示意图。
[0062]
图3为本发明实施例中一种变电站的负载分析方法的逻辑示意图。
具体实施方式
[0063]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0064]
如图1和图3所示，为本发明提供的一种变电站的负载分析方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
[0065]
步骤s1，在待分析范围内随机选取一目标变电站，获取选取时段内某一时刻的所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；其中，所述主变电压器数据包括每台主变电压器的容量、变高有功负荷、变中有功负荷、变低有功负荷；所述高压侧线路数据包括每条出线线路的本站侧有功负荷；可以理解的是，通过预装的测控装置实时采集目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；或者从数据库中按照日、月、年确定所述选取时段的目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；上述数据可以是实时数据或离线数据，实时数据通过各设备测控装置发送至调控系统，从调控系统中实时读取；离线数据从调控系统后台数据库中导出日、月、年等所需时段下的相关数据。
[0066]
步骤s2，根据所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据计算得到所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；可以理解的是，取流入主变方向为正，流出主变方向为负后，对于220/110/10kv降压变电站，一般变高负荷为正，变中、变低负荷为负，在不计测量误差和损耗的理想状态下，变高有功负荷、变中有功负荷、变低有功负荷之和为0。
[0067]
具体实施例中，将所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据根据预设规则对每一项数据进行相加求得所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；其中，所述预设规则包括取流入主变电压器方向为正，流出主变电压器方向为负。
[0068]
步骤s3，根据所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算所述目标变电站的有功负荷值并筛除所述有功负荷值中小于预设第一阈值的部分；可以理解的是，筛除所述有功负荷值原因是数值较小的有功值对负载分析结论影响不大，但主变各侧互感器在低负荷情况下可能产生一些测量误差，虽然误差对负载分析结论影响不大，但对后续校验环节可能产生较大影响，因此提前筛除这部分数据。
[0069]
具体是实施例中，根据以下公式计算所述目标变电站的有功负荷值a：
[0070]
a＝abs(a1+a2+a3)
[0071]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；
[0072]
根据以下公式筛除所述有功负荷值中小于第一预设阈值的部分：
[0073]
max(abs(a1),abs(a2+a3))≤f
[0074]
其中，abs表示求取绝对值；max表示求取最大值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；f表示本站主变总容量值的2％；
[0075]
若满足上述公式，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站有功负荷值。
[0076]
步骤s4，判断目标变电站的有功负荷值是否存在损耗异常，若存在异常，则对损耗
异常的有功负荷值进行修正；若不存在异常，则计算目标变电站负载率；可以理解的是，对损耗进行校验的原因是，当测量设备未正常采集数据或传输、存储过程中出现异常易导致数据错误，例如主变某侧的某个开关处采集的负荷值与实际不符(缺失、明显过大、过小、测量装置安装错误造成潮流方向反向，表现为主变输入和输出有较大差距)。
[0077]
具体实施例中，判断目标变电站的有功负荷值是否小于等于本站主变总容量值的2％，若目标变电站的有功负荷值小于等于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值不存在异常；若目标变电站的有功负荷值大于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值存在异常；
[0078]
具体地，根据主变变高有功负荷总和、主变变高侧线路出线有功负荷总和计算第一判定值，并根据主变变高侧线路出线有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算第二判定值；将所述第一判定值、所述第二判定值分别与预设第一阈值和预设第二阈值进行比较，根据比较结果对损耗异常的有功负荷值进行修正；所述预设第二阈值为本站主变总容量值的1％；
[0079]
其中，若第一判定值小于等于预设第二阈值，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变中、变低损耗异常；若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值小于等于预设第一阈值，则将主变变高侧线路出线有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变高负荷异常；若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值大于预设第一阈值，则将主变变中有功负荷总和与主变变低有功负荷总和相加值作为目标变电站的有功负荷值，并标记为站负荷异常。
[0080]
再具体地，根据以下公式计算第一判定值b1：
[0081]
b1＝abs(a1-ac)
[0082]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；
[0083]
根据以下公式计算第二判定值b2：
[0084]
b2＝abs(ac+a2+a3)
[0085]
其中，abs表示求取绝对值；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和。
[0086]
具体实施例中，根据变电站有功负荷、主变总容量、功率因数，计算变电站负载率；功率因数可以取变高侧测量值或经验值(0.98)。
[0087]
步骤s5，随机选取待分析范围内另一目标变电站，计算所述另一目标变电站的负载率，直到获得选取待分析范围内所有目标变电站的负载率情况，并输出所有时段、所有目标变电站的负载分析结果及预警信息。
[0088]
如图2所示，为本发明提供的一种变电站的负载分析系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述系统用于实现所述的变电站的负载分析方法，包括：
[0089]
采集模块，用以在待分析范围内随机选取一目标变电站，获取选取时段内某一时刻的所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；其中，所述主变电压器数据包括每台主变电压器的容量、变高有功负荷、变中有功负荷、变低有功负荷；所述高压侧线路数据包括每条出线线路的本站侧有功负荷；具体地，所述采集模块通过预装的测控装置实时采集目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据；或者从数据库中按照日、月、年确
定所述选取时段的目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据。
[0090]
变电站负荷校验模块，用以根据所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据计算得到所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；并根据所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算所述目标变电站的有功负荷值并筛除所述有功负荷值中小于预设第一阈值的部分；具体地，所述变电站负荷校验模块将所述目标变电站的主变电压器数据及高压侧线路数据根据预设规则对每一项数据进行相加求得所述目标变电站主变总容量、主变变高有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和；其中，所述预设规则包括取流入主变电压器方向为正，流出主变电压器方向为负；
[0091]
以及，根据以下公式计算所述目标变电站的有功负荷值a：
[0092]
a＝abs(a1+a2+a3)
[0093]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；
[0094]
根据以下公式筛除所述有功负荷值中小于第一预设阈值的部分：
[0095]
max(abs(a1),abs(a2+a3))≤f
[0096]
其中，abs表示求取绝对值；max表示求取最大值；a1表示主变变高有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和；f表示本站主变总容量值的2％；
[0097]
若满足上述公式，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站有功负荷值。
[0098]
变电站负荷修正模块，用以判断目标变电站的有功负荷值是否存在损耗异常，若存在异常，则对损耗异常的有功负荷值进行修正；若不存在异常，则计算目标变电站负载率；具体地，所述变电站负荷修正模块判断目标变电站的有功负荷值是否小于等于本站主变总容量值的2％，若目标变电站的有功负荷值小于等于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值不存在异常；若目标变电站的有功负荷值大于本站主变总容量值的2％，则判定目标变电站的有功负荷值存在异常；
[0099]
根据主变变高有功负荷总和、主变变高侧线路出线有功负荷总和计算第一判定值，并根据主变变高侧线路出线有功负荷总和、主变变中有功负荷总和、主变变低有功负荷总和计算第二判定值；将所述第一判定值、所述第二判定值分别与预设第一阈值和预设第二阈值进行比较，根据比较结果对损耗异常的有功负荷值进行修正；所述预设第二阈值为本站主变总容量值的1％；
[0100]
其中，若第一判定值小于等于预设第二阈值，则将主变变高有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变中、变低损耗异常；
[0101]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值小于等于预设第一阈值，则将主变变高侧线路出线有功负荷总和作为目标变电站的有功负荷值，并标记为变高负荷异常；
[0102]
若第一判定值大于预设第二阈值且第二判定值大于预设第一阈值，则将主变变中有功负荷总和与主变变低有功负荷总和相加值作为目标变电站的有功负荷值，并标记为站负荷异常；
[0103]
以及，根据以下公式计算第一判定值b1：
[0104]
b1＝abs(a1-ac)
[0105]
其中，abs表示求取绝对值；a1表示主变变高有功负荷总和；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；
[0106]
根据以下公式计算第二判定值b2：
[0107]
b2＝abs(ac+a2+a3)
[0108]
其中，abs表示求取绝对值；ac表示主变变高侧线路出线有功负荷总和；a2表示主变变中有功负荷总和；a3表示主变变低有功负荷总和。
[0109]
负载分析结果输出模块，用以随机选取待分析范围内另一目标变电站，计算所述另一目标变电站的负载率，直到获得选取待分析范围内所有目标变电站的负载率情况，并输出所有时段、所有目标变电站的负载分析结果及预警信息。
[0110]
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
[0111]
本发明提供的变电站的负载分析方法及系统，通过合理的数据校验，快速识别错误数据，进行错误预警，并加以修正，提升变电站负载分析工作的效率、准确度和有效性，从而有效指导电网规划、建设、运行工作。提高负载数据分析的准确度，充分体现变电站实际负载水平，分析结论与实际情况误差小。
[0112]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。