一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法
【专利摘要】一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，涉及线路灵敏度分析的方法。传统的消除越限主要的算法有优化方法和灵敏度方法，计算效率低及实时性差。本发明其特征在于：它包括以下步骤：1)捕获越限告警信号；2)分析越限支路是否环网；3)计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系：采用局部扫描算法，针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正，获取自变量和应变量之间的线性化关系；4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序，按照灵敏度指标，给出提升出力与降低负荷的建议。本技术方案有效提高处理效率，改善实时性。
【专利说明】一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及线路灵敏度分析的方法，属于电力系统分析【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电网发生故障时，故障设备因为开关动作而退出运行，将由正常设备带起全部负荷，可能导致潮流越限，电网设备运行于潮流越限状态下会导致设备烧毁甚至引起更大范围的停电，因此，必须及时消除支路潮流越限，要求调度员采取有效措施消除越限，以最少的调整手段获得最好的效果。对于发散型的电网，降潮流措施比较简单，可以利用切负荷、升出力实现；对于环形电网，由于环网情况下的电流越限消除是非线性的，消除越限则比较复杂，调度员仅凭经验得到的消作越限措施可能不满足潮流约束，调度员需要一种线性方法快速消除支路潮流越限，为消除越限提供操作依据。现有SCADA/EMS只提供了越限告警信息，没有提供如何消除越限的方法与技术手段。
[0003]传统的消除越限方法主要有:降低发电机组的有功出力、转移负荷和切换负荷3种手段，对于不能任意调整发电机出力的情况上，只能通过转移负荷和切除负荷两种方式来消除支路潮流越限，目前主要的算法有优化方法和灵敏度方法。
[0004]优化方法是首先列出一个规划模型，包括优化目标和各种安全约束条件，然后用数据的方法求解该模型，这种方法的优点是约束条件考虑全面，调整策略的安全性和约济型较好，缺点是需要调整的设备太多，计算复杂，实用性不高，且可能存在计算收敛性问题。
[0005]灵敏度方法是根据支路潮流的越限量，推算出控制变量应用调整量，该方法无需迭代，不存在收敛性问题，操作实施比较方便。现有的灵敏度分析计算方法主要研究线路与可注入负荷节点间的灵敏度关系，没有与越限告警联动，并且存在着计算量大，实时性差等弱点。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，以达到处理效率高，实时性好的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
[0007]—种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于:它包括以下步骤:
[0008]1)捕获越限告警信号:
[0009]对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并，生成智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时，捕获该遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、变压器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母线相电压越限、断面电流越限、断面有功越限；
[0010]2)分析越限支路是否环网:
[0011]对电网进行环网分区，识别越限支路是否在此环网分区内，如果在此环网区域内，则认为此越限支路是环网支路；
[0012]3)计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系:
[0013]采用局部扫描算法，针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正，获取自变量和应变量之间的线性化关系。
[0014]4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序，按照灵敏度指标，给出提升出力与降低负荷的建议。
[0015]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
[0016]在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时，直接对雅克布矩阵进行修正，并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系。
[0017]通过获取SCADA/EMS的越限告警信息，触发消除越限的灵敏度计算。
[0018]有益效果:灵敏度分析由以往的全局扫描改进为局部扫描:针对每个越限支路，只扫描同一供区内的支路和相邻供区内的支路，极大地减少了扫描数据量。其次，采用了基于直流潮流的开断法，开断法直接对雅克布矩阵进行修正，之后用了优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系，经过测试，发现快速灵敏度分析完全可以满足在线辅助决策的性能需求。本技术方案有效提高处理效率，改善实时性。可解决现有技术无法为环网线路电流越限直接提供消除越限的方法问题，提高电网调度在环网线路电流越限时的在控能力。为调度员消除潮流越限提供可操作的技术手段，可极大提升调度人员消除越限线路的在控能力，有郊减少或避免电网事故的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明流程图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0021]在详细介绍本申请的实施例之前，先对本申请涉及到的个别概念予以简要介绍:
[0022](l)SCADA:SCADA (Supervisory Control And Data Acquisit1n)系统，即数据米集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
[0023](2)灵敏度分析:指对系统或事物因周围条件变化显示出来的敏感程度的分析，它是在建立数学模型和求得最优解之后，针对数据变化而做的研究分析。
[0024](3)越限告警信号:越限告警是反映重要遥测量超出报警上下限区间的信息，重要遥测量主有设备有功、无功、电流、电压、主变油温、断面潮流等，是需要实时监控、及时处理的重要信号。
[0025]如图1所示，本发明包括以下步骤:
[0026]1)捕获越限告警信号:
[0027]对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并，生成智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时，捕获该遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、变压器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母线相电压越限、断面电流越限、断面有功越限；
[0028]如某供电局在2012年5月1日0:0:30时，220kV新乐变#1主变高压侧电流越限，其中限值为377A，实际值为380.839，越限比为101 %，持续时间为3分钟，则需要对该越限告警信号捕获。
[0029]2)分析越限支路是否环网:
[0030]对电网进行环网分区，识别越限支路是否在此环网分区内，如果在此环网区域内，则认为此越限支路是环网支路；
[0031]3)计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系:
[0032]采用局部扫描算法，针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正，获取自变量和应变量之间的线性化关系。
[0033]例如:某电力企业的500kV天一变/天新4481线路电流在2012年5月1日0点0分30秒发生越限告警，越限比为99%。
[0034]4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序。按照灵敏度指标，给出提升出力与降低负荷的建议。
[0035]例如:某电力企业的500kV天一变/天新4481线路电流在2012年5月1日0点0分30秒发生越限告警进行计算。
[0036]其中，在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时，直接对雅克布矩阵进行修正，并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系。通过获取SCADA/EMS的越限告警信息，触发消除越限的灵敏度计算。
[0037]以上图1所示的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于:它包括以下步骤: 1)捕获越限告警信号: 对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并，生成智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时，捕获该遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、变压器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母线相电压越限、断面电流越限、断面有功越限； 2)分析越限支路是否环网: 对电网进行环网分区，识别越限支路是否在此环网分区内，如果在此环网区域内，则认为此越限支路是环网支路； 3)计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系: 采用局部扫描算法，针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正，获取自变量和应变量之间的线性化关系； 4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序，按照灵敏度指标，给出提升出力与降低负荷的建议。
2.根据权利要求1所述的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于:在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时，直接对雅克布矩阵进行修正，并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系。
3.根据权利要求2所述的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于，通过获取SCADA/EMS的越限告警信息，触发消除越限的灵敏度计算。
【文档编号】H02J3/00GK104426146SQ201310362148
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】杨滢, 张静, 蒋正威, 饶明军, 毛以军, 郑翔, 江雯姬 申请人:国家电网公司, 浙江省电力公司, 衢州电力局