专利名称：一种考虑自切配合的n-1开断扫描在线计算系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力技术领域的系统，尤其是涉及一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统。
背景技术：
N-1计算是电力系统稳定分析计算中的重要内容，是电网调度运行中非常重要的安全校核手段。所谓N-1是指电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。随着电网自动化程度的不断提高，变电站自动化与智能化水平越来越高，地区电网变电站内的自切装置也越来越普及。自切装置的应用能提高调度自动化水平，但对传统的N-1计算结果也带来了一定的影响，尤其在不同电压等级变电站之间存在自切配合的顺序问题。一般而言，220kV变电站内的IlOkV分段自切或35kV分段自切是待其所供下级变电站自切动作完毕后才会动作。这样就导致在电网实际运行过程中，当220kV变电站发生N-1情况时，大部分负荷将从其下级变电站母线转移出去，而且很可能是转移到其他220kV变电站。因而在进行其N-1计算时就需要与下级变电站的N-1转供路径联合起来考虑，计算转出的负荷是否会导致过载情况。由此可见，当考虑自切配合之后，N-1计算将变得更为复杂，如按传统的N-1开断扫描方法计算，得出的结果将与实际运行情况不符。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准确性与实用性高的考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，用于电力系统的N-1计算，该计算系统与SCADA系统连接，所述的计算系统包括数据接口模块、数据库模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的数据库模块分别连接数据接口模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的计算分析模块分别连接图形显示模块和拓扑管理模块；数据接口模块从SCADA系统获取计算所需的设备参数与拓扑连接数据、变电站主接线图和实时测量数据，并存入数据库模块中，拓扑管理模块根据设备参数与拓扑连接数据生成可进行N-1计算的拓扑数据，计算分析模块根据拓扑数据和实时测量数据进行N-1计算，并将计算结果保存至数据库模块，图形显示模块对数据库模块中的数据和计算结果进行可视化显示。所述的数据接口模块包含若干个与SCADA系统连接的接口。所述的实时测量数据包括遥测数据和遥信数据。所述的拓扑管理模块生成可进行N-1计算的拓扑数据具体步骤为
根据设备参数与拓扑连接数据，将电力系统中的单端点元件转化成一个节点，将双端点元件转化成一条支路和两个节点，将三端点元件转化成三条支路和四个节点，最终生成节点导纳矩阵。所述的计算分析模块进行N-1计算的具体步骤为I)计算分析模块读取拓扑管理模块生成的拓扑数据和数据库模块提供的实时测
量数据；2)根据变电站内自切装置的配合可能导致的开关变化及动作次序修改节点导纳矩阵，依次对电力系统中各个变压器和线路进行N-1计算；3)根据计算结果判断是否存在过载设备，将计算结果通过图形显示模块显示出来，同时保存入数据库模块中。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果本发明综合考虑了设备参数、连接关系、实时测量数据等数据和自切装置配合规贝U，运用拓扑搜索技术准确判断N-1后的电网拓扑变化，并根据自切装置动作结果来修改节点导纳矩阵，使N-1计算结果能够贴合实际运行情况，较之以往的同类产品，提高了计算的准确性与实用性。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的硬件结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1-图2所示，一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，通过防火墙8与SCADA系统9连接，该计算系统包括数据接口模块5、数据库模块4、图形显示模块3、拓扑管理模块I和计算分析模块2，所述的数据库模块4分别连接数据接口模块5、图形显示模块3、拓扑管理模块I和计算分析模块2，所述的计算分析模块2分别连接图形显示模块3和拓扑管理模块I。其中，数据接口模块5和数据库模块4运行在服务器6端，图形显示模块3、拓扑管理模块I和计算分析模块2运行在工作站7端。本系统是为供电公司调度部门使用的，因此本实施例安装于供电公司的调度运行班组内。所述SCADA系统实现对电网的“遥控、遥测、遥调、遥信”，已经广泛的配置于各个电压等级的电网当中，特别是对于35kV以上电网。所述的数据接口模块5包含若干个与SCADA系统连接的接口，用于获取设备参数与连接关系数据(以CIM格式提供)、变电站内部主接线图(以SVG矢量图格式提供)、实时测量数据(包括遥信与遥测数据，以E文件格式提供)，数据经过解析后转到数据库模块进行保存。所述的数据库模块4保存了从数据接口模块5解析的设备参数、连接关系、矢量图形、遥测与遥信数据，这些数据都是拓扑分析所需的基础数据，分析结果也存入数据库模块。数据库模块将为图形显示模块提供显示所需的图形数据，为拓扑管理模块提供拓扑搜索所需的设备参数与连接关系数据，为计算分析模块提供N-1计算所需的遥测与遥信数据。所述的图形显示模块3是整个系统人机交换的接口，显示整个电力网络的变电站列表和站内接线图，具备放大、缩小、漫游、鹰眼等基本功能，并进行电气设备的查询和定位，同时也负责显示设备属性和类型数据、图形数据、系统参数数据、测量数据的显示。所述的拓扑管理模块I根据设备参数与连接关系生成能够进行N-1计算的拓扑数据，并通过一些逻辑校验判断原始数据的准确性和完整性。因此，也可以说本模块承担了N-1计算的数据预处理操作。所述的拓扑管理模块生成可进行N-1计算的拓扑数据具体步骤为将发电机、母线、负荷等单端点元件转化成一个节点，将线路、开关等双端点元件转化成一条支路和两个节点，将三卷变等三端点元件转化成三条支路和四个节点，最终生成节点导纳矩阵。所述的计算分析模块2通过读取拓扑管理模块生成的拓扑数据和数据库模块提供的实时测量数据，依次对电网中各个变压器和线路进行N-1计算，在计算中过程中考虑变电站内部自切装置的配合原则，将计算结果通过图形显示模块显示出来，并同时通过数据库模块保存到后台数据库中。在计算过程中，运用快速的拓扑搜索方法，判断自切装置动作后的电网拓扑变化，使N-1计算结果与实际运行情况相符。对N-1计算不满足的设备将进行警告，提示调度人员及时采取措施。所述的计算分析模块进行N-1计算的具体步骤为I)计算分析模块读取拓扑管理模块生成的拓扑数据和数据库模块提供的实时测
量数据；2)考虑变电站内部自切装置的配合原则，依次对电网中各个变压器和线路进行N-1计算；在计算过程中，判断自切装置动作可能导致的开关变化及动作次序，据此修改节点导纳矩阵，再通过潮流计算方法计算潮流分布，判断是否存在过载设备；3)将计算结果通过图形显示模块显示出来，同时保存入数据库模块中，图形显示模块中对于过载设备将通过颜色和加粗的方式突出显示，以提示调度人员。由于本模块在计算过程中根据自切装置动作结果来修改节点导纳矩阵，使得N-1计算所依据的网络拓扑与自切装置动作后的网络拓扑一致，从而保证了 N-1计算结果能够与实际运行情况相符。本发明中综合考虑了设备参数、连接关系、实时测量数据等数据和自切装置配合规则，运用拓扑搜索技术准确判断N-1后的电网拓扑变化，使N-1计算结果能够贴合实际运行情况，较之以往的同类产品，提高了计算的准确性与实用性。
权利要求
1.一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，用于电力系统的N-1计算，该计算系统与SCADA系统连接，其特征在于，所述的计算系统包括数据接口模块、数据库模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的数据库模块分别连接数据接口模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的计算分析模块分别连接图形显示模块和拓扑管理模块；数据接口模块从SCADA系统获取计算所需的设备参数与拓扑连接数据、变电站主接线图和实时测量数据，并存入数据库模块中，拓扑分析模块根据设备参数与拓扑连接数据生成拓扑数据，计算分析模块根据拓扑数据和实时测量数据进行N-1计算，并将计算结果保存至数据库模块，图形显示模块对数据库模块中的数据和计算结果进行可视化显示。
2.根据权利要求1所述的一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，其特征在于，所述的数据接口模块包含若干个与SCADA系统连接的接口。
3.根据权利要求1所述的一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，其特征在于，所述的实时测量数据包括遥测数据和遥信数据。
4.根据权利要求1所述的一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，其特征在于，所述的拓扑管理模块生成可进行N-1计算的拓扑数据具体步骤为根据设备参数与拓扑连接数据，将电力系统中的单端点元件转化成一个节点，将双端点元件转化成一条支路和两个节点，将三端点元件转化成三条支路和四个节点，最终生成节点导纳矩阵。
5.根据权利要求4所述的一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，其特征在于，所述的计算分析模块进行N-1计算的具体步骤为1)计算分析模块读取拓扑管理模块生成的拓扑数据和数据库模块提供的实时测量数据；2)根据变电站内自切装置的配合可能导致的开关变化及动作次序修改节点导纳矩阵， 依次对电力系统中各个变压器和线路进行N-1计算；3)根据计算结果判断是否存在过载设备，将计算结果通过图形显示模块显示出来，同时保存入数据库模块中。
全文摘要
本发明涉及一种考虑自切配合的N-1开断扫描在线计算系统，与SCADA系统连接，该计算系统包括数据接口模块、数据库模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的数据库模块分别连接数据接口模块、图形显示模块、拓扑管理模块和计算分析模块，所述的计算分析模块分别连接图形显示模块和拓扑管理模块；数据接口模块获取计算所需的设备参数与拓扑连接数据、变电站主接线图和实时测量数据，并存入数据库模块中，拓扑管理模块根据设备参数与拓扑连接数据生成可进行N-1计算的拓扑数据，计算分析模块根据拓扑数据和实时测量数据进行N-1计算，图形显示模块进行可视化显示。与现有技术相比，本发明具有准确性与实用性高等优点。
文档编号H02J13/00GK103023152SQ201210562280
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者余浩斌, 李春伟, 沈忠旗, 连鸿波, 汤晓伟, 王承民, 刘涌 申请人:上海市电力公司, 上海博英信息科技有限公司