专利名称：区域电网的合环转电风险处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及合环转电技术领域，尤其涉及一种区域电网的合环转电风险处理方法和一种区域电网的合环转电风险处理系统。
背景技术：
区域电网一般采用闭环设计、开环运行的供电方式。在这种供电方式下每一个负荷由单一的母线供电，不同母线所带的负荷区域用联络开关隔离，形成供电负荷岛，正常情况下联络开关开断运行。合环转电操作是指:在具有联络开关的配网接线模式下，当母线由于检修等原因需要退出运行时，通过联络开关和变电站出线开关的倒闸操作将负荷转移到另一侧馈线。图1为配电网中一个常见的合环转电操作的接线示意图，以图1所示中压配电网常见的“2-1”接线模式为例，联络开关正常运行时处于断开状态，两侧输电线路没有联系，当其中一侧母线需要退出运行时，运行人员将联络开关合上，变电站的出线开关断开，将需退出运行的母线所带的线路上的负荷转移到另一侧母线来供电。在这个过程中，将出现一段时间内两条母线直接通过线路连接，由于母线间存在电压矢量差，根据欧姆定律，将在线路上产生新增的电流，而线路上原本有负荷电流，根据叠加原理，两个电流进行叠加，形成合环过程中的合环电流。合环电流主要受母线电压矢量差、线路阻抗大小以及线路负荷电流的影响，在一定条件下其数值远超过负荷电流，即在合环过程中线路中将流过很大的电流，超过线路的载流量(线路的热稳定电流值)，在长时间运行时线路发热严重，对供电设备和网络安全造成危害。目前对合环转电操作风险的处理，多是在现场依靠运行人员的经验来判断是否进行合环。这种做法具有很大的不确定性，不仅很容易出现判断偏差，而且对合环电流缺少量化的分析，无法定量分析合环转电的风险状况。特别是对于包含大量合环转电线路的区域电网而言，更迫切地需要一种准确合理的方法来判断各条合环转电线路的风险水平，为区域电网开展合环转电工作提供依据。
发明内容
基于此，本发明提供了一种区域电网的合环转电风险处理方法和一种区域电网的合环转电风险处理系统。一种区域电网的合环转电风险处理方法，包括以下步骤:获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值；根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较；根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预警信号。与一般技术相比，本发明区域电网的合环转电风险处理方法以母线载流量为标准对区域电网内各条合环转电线路的风险水平进行定量评价，可通过对比合环电流与母线的载流量来判断区域电网内的合环转电风险，并发出预警信号。本发明可帮助电网运行人员规避合环转电风险，更加合理地进行合环转电操作。从而提高合环转电成功率和电网的供电可靠性。一种区域电网的合环转电风险处理系统，包括获取模块、合环电流计算模块、比较模块和执行模块；所述获取模块，用于获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值；所述合环电流计算模块，用于根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；所述比较模块，用于将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较；所述执行模块，用于根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预
警信号。与一般技术相比，本发明区域电网的合环转电风险处理系统以母线载流量为标准对区域电网内各条合环转电线路的风险水平进行定量评价，可通过对比合环电流与母线的载流量来判断区域电网内的合环转电风险，并发出预警信号。本发明可帮助电网运行人员规避合环转电风险，更加合理地进行合环转电操作。从而提高合环转电成功率和电网的供电可靠性。
图1为配电网中一个常见的合环转电操作的接线示意图；图2为本发明区域电网的合环转电风险处理方法的流程示意图；图3为本发明区域电网的合环转电风险处理系统的结构示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。请参阅图2，为本发明区域电网的合环转电风险处理方法的流程示意图。本发明区域电网的合环转电风险处理方法，包括以下步骤:S201获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值；采集风险评估所需信息，包括母线电压相角与幅值，线路参数，线路的负荷电流。在评价区域电网合环转电风险时，需要对大量的合环转电线路的数据进行处理。具体做法可以是母线电压相角和幅值数据采集区域电网中夏大、夏小、冬大、冬小四种运行方式下的潮流计算数据，线路的负荷电流采集最大、平均电流两种电流值，线路参数仍采用电网规划设计的数据。采集到的数据以一定的形式进行储存。作为其中一个实施例，分别获取在夏大、夏小、冬大和冬小四种区域电网运行形式下各条合环转电线路两侧母线的电压相角与幅值；分别获取在最大电流和平均电流两种负荷电流形式下各条合环转电线路两侧母线的负荷电流；
S202根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；作为其中一个实施例，将所述合环转电线路两侧母线上的电压相减，计算两侧母线之间的电压降；将计算的所述电压降与所述合环转电线路的线路阻抗相除，计算合环转电产生的新增电流；将计算的所述新增电流分别与两侧母线上原有的负荷电流叠加，得到所述合环转电线路两侧母线上的合环电流。基于采集的数据，利用既定算法进行计算，可获得区域电网在各种运行方式和负荷电流下合环电流的数值。根据获取的上述数据，将夏大、夏小、冬大和冬小四种区域电网运行形式与最大电流和平均电流两种负荷电流形式进行组合，对所述各条合环转电线路两侧母线均建立八种相应形式的数据组；分别采用上述八种形式的数据组，计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；例如，具体计算流程可如下:在母线电压数据集合中有四个元素，在线路负荷电流数据集合中有两个元素，共有8组数据，从中选择一组数据；利用选择的数据进行合环电流计算，具体步骤与单条线路合环转电风险评估方法中的合环电流计算步骤相同；保存计算结果并按数据组合元素命名，如选择夏大方式和最大电流，则命名为“夏大-最大”;选择另一组尚未计算的数据进行计算，直到所有组数据均进行了计算。S203将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较；合环计算得到大量的计算结果，为方便后面对数据进行分析，需要对计算结果进行处理，具体的处理可主要包括以下两个步骤:以线路的载流量为对比标准，合环电流超过载流量则标记为“0”，合环电流低于载流量则标记为“1”，对所有线路的合环电流进行处理，将有名值的合环电流转为逻辑值。在一组计算结果中包括两侧线路合环电流的计算结果，将两侧线路合环电流经步骤I转化后的逻辑值相与，得到整个合环线路的合环转电风险值，“I”为安全，“0”为危险。将分别采用上述八种形式的数据组计算的所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流逐个与对应母线的载流量进行比较。S204根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预警信号。作为其中一个实施例，根据比较结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果其两侧母线上的合环电流均不超过相应母线的载流量，则判断该合环转电线路的合环转电风险水平为安全，否则，判断该合环转电线路的合环转电风险水平为危险。作为其中一个实施例，根据分别在上述八种形式的数据组对应情况下进行比较的结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果在一种形式的数据组对应情况下，其两侧母线上的合环电流均不超过对应母线的载流量，则判断该合环转电线路在该种形式的数据组对应情况下，其合环转电风险水平为安全，否则，判断该合环转电线路在该种形式的数据组对应情况下，其合环转电风险水平为危险。根据合环计算结果，对区域电网中的合环转电风险状况进行定量评价，寻找合环转电风险最大和最小的两种运行方式，具体步骤可如下:以计算结果为“I”的线路数除于总线路数，得到的百分数定义为合环转电成功率，分别计算各组结果的合环转电成功率；将各组结果的合环转电转电成功率进行求平均值计算，得到区域电网的合环转电平均成功率，表征区域电网的合环转电风险水平；将夏大运行方式下的两组结果的合环转电成功率进行求平均值计算，得到区域电网在夏大方式下的合环转电成功率，同理对其他运行方式进行计算；将最大负荷电流的四组结果的合环转电成功率求平均值计算，得到区域电网在最大负荷电流的合环转电成功率，同理对平均电流进行计算；对各组结果的合环转电成功率进行比较，得到成功率最低和最高的两组结果，表征合环转电风险最大和最小的两种运行方式。作为其中一个实施例，在根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平之后，对于一条合环转电线路，如果判断其合环转电风险水平为安全，则按照预定计划对其进行合环转电操作；对于一条合环转电线路，如果判断其合环转电风险水平为危险，则停止对其进行合环转电操作。作为其中一个实施例，在根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平之后，对于一条合环转电线路，如果在八种形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平均为安全，则将该合环转电线路划分为一类线路；对于一条合环转电线路，如果在部分形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平为安全，则将该合环转电线路划分为二类线路；对于一条合环转电线路，如果在八种形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平均为危险，则将该合环转电线路划分为三类线路。合环线路归类模块将多条合环转电线路进行分类，针对各类的特点对电网运行中合环转电操作提供指导原则，具体分类如下:一类:若该合环线路在所有8组数据下计算的得到的结果均为“1”，则为一类合环线路，可认为其合环转电风险性很低，在电网没有大规模变化时可进行合环转电操作。二类:若该合环线路在部分组数据下计算的得到的结果为“0”，则为二类合环线路，可认为其合环转电风险性和运行方式相关，应尽量选择在计算结果为“I”的运行方式进行合环转电操作。三类:若该合环线路在所有8组数据下计算的得到的结果均为“0”，则为三类合环线路，可认为其合环转电风险性很高，不应进行合环转电操作。与一般技术相比，本发明区域电网的合环转电风险处理方法以母线载流量为标准对区域电网内各条合环转电线路的风险水平进行定量评价，可通过对比合环电流与母线的载流量来判断区域电网内的合环转电风险，并发出预警信号。本发明可帮助电网运行人员规避合环转电风险，更加合理地进行合环转电操作。从而提高合环转电成功率和电网的供电可靠性。请参阅图3，为本发明区域电网的合环转电风险处理系统的结构示意图。本发明区域电网的合环转电风险处理系统，包括获取模块301、合环电流计算模块302、比较模块303和执行模块304 ；所述获取模块301，用于获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值；采集风险评估所需信息，包括母线电压相角与幅值，线路参数，线路的负荷电流。在评价区域电网合环转电风险时，需要对大量的合环转电线路的数据进行处理。具体做法可以是母线电压相角和幅值数据采集区域电网中夏大、夏小、冬大、冬小四种运行方式下的潮流计算数据，线路的负荷电流采集最大、平均电流两种电流值，线路参数仍采用电网规划设计的数据。采集到的数据以一定的形式进行储存。所述合环电流计算模块302，用于根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；作为其中一个实施例，所述合环电流计算模块包括电压降计算模块、新增电流计算模块和叠加模块；所述电压降计算模块，用于将所述合环转电线路两侧母线上的电压相减，计算两侧母线之间的电压降；所述新增电流计算模块，用于将计算的所述电压降与所述合环转电线路的线路阻抗相除，计算合环转电产生的新增电流；所述叠加模块，用于将计算的所述新增电流分别与两侧母线上原有的负荷电流叠加，得到所述合环转电线路两侧母线上的合环电流。所述比较模块303，用于将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较；合环计算得到大量的计算结果，为方便后面对数据进行分析，需要对计算结果进行比较处理。所述执行模块304，用于根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送
预警信号。作为其中一个实施例，所述执行模块用于根据比较结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果其两侧母线上的合环电流均不超过相应母线的载流量，则判断该合环转电线路的合环转电风险水平为安全，否则，判断该合环转电线路的合环转电风险水平为危险。与一般技术相比，本发明区域电网的合环转电风险处理系统以母线载流量为标准对区域电网内各条合环转电线路的风险水平进行定量评价，可通过对比合环电流与母线的载流量来判断区域电网内的合环转电风险，并发出预警信号。本发明可帮助电网运行人员规避合环转电风险，更加合理地进行合环转电操作。从而提高合环转电成功率和电网的供电可靠性。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值； 根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流； 将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较； 根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预警信号。
2.根据权利要求1 所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，所述计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流的步骤，包括以下步骤: 将所述合环转电线路两侧母线上的电压相减，计算两侧母线之间的电压降； 将计算的所述电压降与所述合环转电线路的线路阻抗相除，计算合环转电产生的新增电流； 将计算的所述新增电流分别与两侧母线上原有的负荷电流叠加，得到所述合环转电线路两侧母线上的合环电流。
3.根据权利要求1所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，所述根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平的步骤，包括以下步骤: 根据比较结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果其两侧母线上的合环电流均不超过相应母线的载流量，则判断该合环转电线路的合环转电风险水平为安全，否则，判断该合环转电线路的合环转电风险水平为危险。
4.根据权利要求3所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，在所述根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平的步骤之后，包括以下步骤: 对于一条合环转电线路，如果判断其合环转电风险水平为安全，则按照预定计划对其进行合环转电操作； 对于一条合环转电线路，如果判断其合环转电风险水平为危险，则停止对其进行合环转电操作。
5.根据权利要求1所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，所述获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值的步骤，包括以下步骤: 分别获取在夏大、夏小、冬大和冬小四种区域电网运行形式下各条合环转电线路两侧母线的电压相角与幅值； 分别获取在最大电流和平均电流两种负荷电流形式下各条合环转电线路两侧母线的负荷电流； 所述计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流的步骤，包括以下步骤:根据获取的上述数据，将夏大、夏小、冬大和冬小四种区域电网运行形式与最大电流和平均电流两种负荷电流形式进行组合，对所述各条合环转电线路两侧母线均建立八种相应形式的数据组； 分别采用上述八种形式的 数据组，计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电 流； 所述将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较的步骤，包括以下步骤:将分别采用上述八种形式的数据组计算的所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流逐个与对应母线的载流量进行比较。
6.根据权利要求5所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，所述根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平的步骤，包括以下步骤: 根据分别在上述八种形式的数据组对应情况下进行比较的结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果在一种形式的数据组对应情况下，其两侧母线上的合环电流均不超过对应母线的载流量，则判断该合环转电线路在该种形式的数据组对应情况下，其合环转电风险水平为安全，否则，判断该合环转电线路在该种形式的数据组对应情况下，其合环转电风险水平为危险。
7.根据权利要求6所述的区域电网的合环转电风险处理方法，其特征在于，在所述根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平的步骤之后，包括以下步骤: 对于一条合环转电线路，如果在八种形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平均为安全，则将该合环转电线路划分为一类线路； 对于一条合环转电线路，如果在部分形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平为安全，则将该合环转电线路划分为二类线路； 对于一条合环转电线路，如果在八种形式的数据组对应情况下，判断其合环转电风险水平均为危险，则将该合环转电线路划分为三类线路。
8.一种区域电网的合环转电风险处理系统，其特征在于，包括获取模块、合环电流计算模块、比较模块和执行模块； 所述获取模块，用于获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值； 所述合环电流计算模块，用于根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流； 所述比较模块，用于将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较； 所述执行模块，用于根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预警信号。
9.根据权利要求8所述的区域电网的合环转电风险处理系统，其特征在于，所述合环电流计算模块包括电压降计算模块、新增电流计算模块和叠加模块； 所述电压降计算模块，用于将所述合环转电线路两侧母线上的电压相减，计算两侧母线之间的电压降； 所述新增电流计算模块，用于将计算的所述电压降与所述合环转电线路的线路阻抗相除，计算合环转电产生的新增电流； 所述叠加模块，用于将计算的所述新增电流分别与两侧母线上原有的负荷电流叠加，得到所述合环转电线路两侧母线上的合环电流。
10.根据权利要求8所述的区域电网的合环转电风险处理系统，其特征在于，所述执行模块用于根据比较结果，判断所述各条合环转电线路的合环转电风险水平；其中，对于一条合环转电线路，如果其两侧母线上的合环电流均不超过相应母线的载流量，则判断该合环转电线路的合环转电风险水平为安全， 否则，判断该合环转电线路的合环转电风险水平为危险。
全文摘要
本发明公开了一种区域电网的合环转电风险处理方法，包括获取区域电网中各条合环转电线路的线路阻抗以及两侧母线的负荷电流、电压相角与幅值；根据获取的上述数据计算所述各条合环转电线路两侧母线上的合环电流；将计算的所述合环电流分别与对应母线的载流量进行比较；根据比较结果判断区域电网的合环转电风险水平，并发送预警信号。此外，还公开了一种区域电网的合环转电风险处理系统。本发明可通过对比合环电流与母线的载流量来判断区域电网内的合环转电风险，并发出预警信号。本发明可帮助电网运行人员规避合环转电风险，更加合理地进行合环转电操作。从而提高合环转电成功率和电网的供电可靠性。
文档编号H02J3/00GK103107539SQ20131006259
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者蔡莹, 王斐, 王莉, 蔡泽祥, 王珂, 李晶, 李芳红, 华煌圣, 梁毅, 张承周, 库晓斐 申请人:广州供电局有限公司