地区配电网在线仿真分析装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统配电网领域，特别设及一种地区配电网在线仿真分析装置及 系统。
【背景技术】
[0002] 随着现代电力系统电网结构的不断完善，电力运行方式日益增加，为进一步提高 电网运行科可靠性，降低网损，提高网络的带负载能力和利用效率，使互供能力更强，在当 前电力系统中建立了大量的环网，使配电网络能满足各种运行方式的需要。
[0003] 配电网进行合环操作时两侧电源一般处于分裂运行状态，常常因合环点开关两侧 母线或线路电压差的存在，使得合环操作中产生的环流过大引起过流保护误动。
[0004] 为了保证重要用户的不间断供电，了解配网潮流的变化情况，避免不必要的过负 荷或者意外事故，需要对合环电流进行详细的分析和计算，运有助于运行人员对地区电力 网络的运行方式进行适当的调整，从而保证用户利益，减少停电损失。
[0005] 我国城市中压配电网广泛采用闭环设计、开环运行的供电方式，即具有双电源供 电甚至多电源供电的结构，运提高了供电的灵活性，也为允许执行合环操作提供了基本条 件。因此，当某个母线、开关、馈线或者相关二次变需要检修的时候，通过合环操作，将该母 线、开关或馈线上的负荷不停电地转移到与之相连的其他母线或馈线上，可W提高供电可 靠性。但有些情况下，若执行合环操作会产生较大的合环电流，从而可能导致保护装置误动 或超设备额定值，影响到配电网的安全可靠运行。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种配电网运行安全 性好、可靠性高的地区配电网在线仿真分析装置及系统。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
[000引一种地区配电网在线仿真分析装置，包括：
[0009] 主配网建模单元，用于根据通过EMS系统导出的主电网数据，通过PMS系统导出的 配电网数据，建立主配网一体化模型；所述主配网一体化模型至少包括主电网的网络拓扑 关系；
[0010] 联络开关选择单元，用于选择配电网中需要进行合环操作的两条合环线路及对应 的联络开关；
[0011] 拓扑构成单元，用于根据选择的所述合环线路和联络开关形成合环联络线路的拓 扑关系；
[0012] 参数输入单元，用于输入电网参数，所述参数至少包括需要合环的联络开关的相 关联络线路、变电站和上一电压等级的线路；
[0013] 合环点选择单元，用于根据所述参数选择合环点；
[0014] 潮流计算单元，用于根据所述合环联络线路的拓扑关系，结合主电网的潮流数据 计算所述合环点的合环开关两侧的潮流分布；
[0015] 合环电流计算单元，用于根据所述合环开关两侧的潮流分布计算合环冲击电流和 稳态电流的大小；
[0016] 判断提示单元，用于将所述合环冲击电流和稳态电流计算结果与合环条件比较， 根据比较结果给出是否进行合环操作的提示信息。
[0017] 优选的，该地区配电网在线仿真分析装置还包括:数据校验单元，用于校验所述 EMS系统导出的主电网数据，W及所述PMS系统导出的配电网数据的准确性。
[0018] 所述合环电流计算单元具体用于根据牛顿-拉夫逊法计算合环稳态电流，在联络 开关两侧线路上的负荷相加，联络开关两侧的节点视为同一节点，网络的拓扑随之改变，在 经过潮流计算之后，根据网络合环电压和支路阻抗求得合环之后的稳态电流。
[0019] 所述判断提示单元将所述合环冲击电流和稳态电流计算结果与合环条件比较，根 据比较结果给出是否进行合环操作的提示，具体为:校验计算得到的合环稳态电流和合环 冲击电流，若其中一个超过电流上线阔值，则给出不进行合环操作的提示。
[0020] 优选的，地区配电网在线仿真分析装置还包括:显示单元，用于显示所述主电网的 网络拓扑关系、合环联络线路的拓扑关系、是否进行合环操作的提示信息中的至少一个。
[0021] 本发明实施例还一种地区配电网在线仿真分析系统，包括：
[0022] 服务器，包括上述的地区配电网在线仿真分析装置；
[0023] 配电终端，用于发送请求信息到所述服务器，根据所述服务器返回的提示信息指 导操作人员是否进行配电网的合环操作;其中所述请求信息与配电网的合环操作相关。
[0024] 优选的，所述服务器和所述配电终端在J2EE下WB/S架构实现。
[0025] 优选的，所述配电终端通过浏览器方式访问所述服务器发送所述请求信息或获取 所述提示信息。
[0026] 优选的，所述服务器包括第一无线收发单元，所述配电终端包括对应的第二无线 收发单元。
[0027] 优选的，所述第一无线收发单元和第二无线收发单元为GPRS通信单元、3G通信单 元或4G通信单元。
[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0029] 本发明实现主、配网电网数据一体化建模，改变了 W往主配网计算模型分立的方 式，结合潮流数据和配网参数计算合环冲击电流和稳态电流的大小，并将合环冲击电流和 稳态电流计算结果与合环条件比较，根据比较结果给出是否进行合环操作的提示信息，从 而为在合环的过程中最大限度的保护线路和设备，最大程度的降低合环电流，避免电力系 统保护设备的误动作提供保证，使得配电网的运行安全性好、可靠性高。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明实施例一中的地区配电网在线仿真分析装置示意图；
[0031 ]图2是本发明实施例中的暂态冲击电流计算第一模型图；
[0032] 图3是本发明实施例中的暂态冲击电流计算第二模型图；
[0033] 图4本发明实施例中的合环操作分析过程示意图；
[0034] 图5是本发明实施例二中的地区配电网在线仿真分析系统示意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明 上述主题的范围仅限于W下的实施例，凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本发明的范 围。
[0036] 本发明实施例一提供一种地区配电网在线仿真分析装置，参看图1，包括：
[0037] 主配网建模单元，用于根据通过EMS系统导出的主电网数据，通过PMS系统导出的 配电网数据，建立主配网一体化模型；所述主配网一体化模型至少包括主电网的网络拓扑 关系；
[0038] 联络开关选择单元，用于选择配电网中需要进行合环操作的两条合环线路及对应 的联络开关；
[0039] 拓扑构成单元，用于根据选择的所述合环线路和联络开关形成合环联络线路的拓 扑关系；
[0040] 参数输入单元，用于输入电网参数，所述参数至少包括需要合环的联络开关的相 关联络线路、变电站和上一电压等级的线路；
[0041 ]合环点选择单元，用于根据所述参数选择合环点；
[0042] 潮流计算单元，用于根据所述合环联络线路的拓扑关系，结合主电网的潮流数据 计算所述合环点的合环开关两侧的潮流分布；
[0043] 合环电流计算单元，用于根据所述合环开关两侧的潮流分布计算合环冲击电流和 稳态电流的大小；
[0044] 判断提示单元，用于将所述合环冲击电流和稳态电流计算结果与合环条件比较， 根据比较结果给出是否进行合环操作的提示信息。
[0045] 本发明实现主、配网电网数据一体化建模，改变了 W往主配网计算模型分立的方 式，结合潮流数据和配网参数计算合环冲击电流和稳态电流的大小，并将合环冲击电流和 稳态电流计算结果与合环条件比较，根据比较结果给出是否进行合环操作的提示信息，从 而为在合环的过程中最大限度的保护线路和设备，最大程度的降低合环电流，避免电力系 统保护设备的误动作提供保证，使得配电网的运行安全性好、可靠性高。
[0046] 具体的，本实施例中配网数据源收集WPMS系统数据为基础通过表格导入，拓扑图 编辑等交互方式实现配电网计算模型数据源的收集。WEMS系统为基础，将EMS主网拓扑与 配网数据通过重叠数据进行数据拼接，实现主、配网电网数据一体化建模，改变了 W往主配 网计算模型分立的方式。W主网EMS拓扑、量测及设备参数为数据源，通过计算机图形算法 直接建立计算模型的基础上，实现配电计算模型建模。
[0047] 该地区配电网在线仿真分析装置还包括:数据校验单元，用于校验所述EMS系统导 出的主电网数据，W及所述PMS系统导出的配电网数据的准确性。面对配电网络庞大数据收 集过程中可能存在的误差，本发明研究通过不同的计算方法，不同的数据录入方式实现数 据的交叉核对。通过将计算结果与主网馈入支路实测电压、电流进行核对，进一步的验证配 网数据建模的准确性。
[0048] 所述合环电流计算单元具体用于根据牛顿-拉夫逊法计算合环稳态电流，在联络 开关两侧线路上的负荷相加，联络开关两侧的节点视为同一节点，网络的拓扑随之改变，在 经过潮流计算之后，根据网络合环电压和支路阻抗求得合环之后的稳态电流。
[0049] 潮流计算是电力系统各种安全分析和计算的基础，为了提高电力系统自动化操作 的准确性及快速性，并能系统、安全地进行实时动态分析，配电网潮流变化的信息是必不可 少的资源，因此进行配电网潮流计算是现今潮流计算的发展趋势。本发明在配电网各种潮 流计算方法分析比较的基础上，结合准确性和收敛性两方面条件，提出了电路计算与牛顿 拉夫逊相结合的=相潮流计算方法。在该方法的基础上建立了配电网各元件的详细数学模 型，为了全面体现网络结构的真实性，针对变压器的不同接线方法分别进行了不同的节点 导纳矩阵模型建立，完善了模型的建立。
[0050] 所述判断提示单元将所述合环冲击电流和稳态电流计算结果与合环条件比较，根 据比较结果给出是否进行合环操作的提示，具体为:校验计算得到的合环稳态电流和合环 冲击电流，若其中一个超过电流上线阔值，则给出不进行合环操作的提示。
[0051] 参看图2和图3,本实施例中合环冲击电流指的是通过并列断路器上主抽头上的电 流。在实际的合环过程中，冲击电流一般具有较高的幅值，但是持续的时间较