基于变异系数灰色关联度的短路电流抑制方案评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于变异系数灰色关联度的短路电流抑制方案评价方法，该方法包括下述步骤：(1)确定短路电流抑制方案的评价指标；(2)建立评价矩阵并计算指标权值；(3)分析短路电流抑制方案的灰色关联度。该方法综合考虑各种短路电流抑制措施的限流效果、对电网安全的影响以及经济成本等因素，利用变异系数法计算各评价指标权值，通过灰色关联度分析对220kV电网短路电流抑制方案进行评价，根据计算出的各方案灰色关联度的排序确定最优方案。
【专利说明】基于变异系数灰色关联度的短路电流抑制方案评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力系统领域的评价方法，具体讲涉及一种基于变异系数灰色关 联度的短路电流抑制方案评价方法。
【背景技术】
[0002] 智能电网这一概念的提出，给现有能源基础设施的举措提出了更高的要求。不仅 要考虑技术提升、导入及运用智能电网，也要策划利用智能电网获得经济效益的增长。由于 不同区域能源基础设施的现状及经济发展目标不同，现有技术中对展智能电网发展中所针 对的问题各有侧重。
[0003] 随着互联电网联系越来越紧密，一些大容量机组密集接入地区220kv电网短路电 流超标问题凸显。目前，抑制短路电流的措施主要有电网分区运行、线路或母联串抗、采用 高阻抗变压器、变压器中性点加装小电抗、更换开关设备等，一般采用其中一种或几种措施 的组合。现有的断路器开断电流最高为 63kA，当电网短路电流超过63kA时，只能采取其他 措施。
[0004]不同短路电流抑制措施的限流效果，对系统安全、经济运行的影响等各不相同，目 前，通过对不同的短路电流抑制方案各项效果指标进行评价来确定最优限流方案的研究还 处于起步阶段。传统的短路电流抑制方法一般通过对各种措施逐一进行计算比较，凭经验 选择几种限流措施，但难以实现对不同短路电流抑制方案的有效评价。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于变异系数灰色关联度的短路 电流抑制方案评价方法，该方法综合考虑各种短路电流抑制措施的限流效果、对电网安全 的影响以及经济成本等因素，利用变异系数法计算各评价指标权值，通过灰色关联度分析 对220kV电网短路电流抑制方案进行评价，根据计算出的各方案灰色关联度的排序确定最 优方案。
[0006] 本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
[0007]本发明提供一种基于变异系数灰色关联度的短路电流抑制方案评价方法，其改进 之处在于，所述方法包括下述步骤：
[0008] (1)确定短路电流抑制方案的评价指标；
[0009] ⑵建立评价矩阵并计算指标权值；
[0010] (3)分析短路电流抑制方案的灰色关联度。
[0011] 进一步地，所述步骤（1)的评价指标包括：
[0012] 1)短路电流水平指标：
[0013] 所述短路电流水平指标的计算结合22〇kV电网三相短路电流水平和单相短路电 流水平，用大于45kA的母线短路电流进行计算，用下式计算短路电流水平指标μ shOTt :
[0014]
【权利要求】
1. 一种基于变异系数灰色关联度的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述方 法包括下述步骤： (1) 确定短路电流抑制方案的评价指标； (2) 建立评价矩阵并计算指标权值； (3) 分析短路电流抑制方案的灰色关联度。
2. 如权利要求1所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤（1)的评价 指标包括： 1) 短路电流水平指标： 所述短路电流水平指标的计算结合220kV电网三相短路电流水平和单相短路电流水 平，用大于45kA的母线短路电流进行计算，用下式计算短路电流水平指标yshOTt :
其中，I45为采取分区解环、分母运行、线路串抗短路电流抑制措施后大于45kA的母线 短路电流，n为母线数，Itl为相应变电站的断路器额定遮断电流； 2) 系统静态安全指标： 用母线电压越限指标Uu和线路过负荷指标计算所述系统静态安全指标U: u = u u+u L <2>； 用下式〈3>计算母线电压越限指标y:
其中，m为母线数，Ui为母线i的电压幅值，〖7f和分别为母线i电压幅值的上下限 值； 用下式〈4>计算线路过负荷指标：
其中，n为线路的集合，Si为线路i的实际传输功率，Sie为线路i的允许传输功率； 3) 用下式〈5>计算发电机最大功角差的系统暂态稳定性指标： 5max=maxISi-Sj <5> ； 其中，6,和为故障切除后暂态过程中任意两台发电机的功角； 4) 经济性指标： 限流方案的经济性指标包括所采取措施的直接投资费用和间接投资费用，以及系统运 行网损费用；直接投资费用包括采用高阻抗变压器、串联电抗器设备增加的投资，间接投资 费用包括工程建设相关费用； 用下式〈6>计算经济性指标Eltjss: Eioss - Minvd+Minvind+MPloss〈6> ; 其中，Minvd--直接投资费用； Minvind--间接投资费用； Mploss--增加的网损费用。
3. 如权利要求1所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤（2)包括下 述步骤： ① 设置短路电流抑制方案评价指标的评价矩阵； ② 评价指标同向化处理； ③ 评价指标去量纲化处理； ④ 确定评价指标权值。
4. 如权利要求3所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤①包括： 设第i个短路电流抑制方案的评价指标向量为Yi = [yu，y2i,y3i,y4i,y5i]T，其中，yu和 y2i分别代表220kV电网的母线三相短路电流和单相短路电流；y3i代表母线电压越限和线 路过负荷指标；y4i为两发电机间的最大功角差；y5i代表经济性指标； 如果有n个短路电流抑制方案，则评价矩阵表示为Y= [Y1,Y2，…，Yn];评价指标i的权 值用表示，其权值向量为《 = [Q1, ?2，...，wJTi= 5,其中，i代表评价指标序号。
5. 如权利要求3所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤②包括：构 造原始评价矩阵Y= [yi」mXn，其中m为评价指标的数目，n为评价对象即方案数量；如果m 个评价指标中有负指标，即指标值越小表示状况越好的指标，首先需进行指标同向化处理， 将其转化为正指标，然后再将其进行处理；其中，正指标表示指标值越大其反映的状况越 优； 采用式〈7>对第j短路电流抑制方案的第i个指标进行处理，将其转化为正指标评价 矩阵Y':
其中，y' u为正指标评价矩阵Y'的元素，HiaxlYiI表示指标向量Yi所在行元素中的 最大值，k取0. 1。
6. 如权利要求3所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤③包括：对 正指标评价矩阵进行去量纲化处理，得到标准矩阵，各矩阵元素值采用式〈8>计算：
其中：为原始评价矩阵的评价指标向量；i代表评价指标序号；m为评价指标的数 目，n为评价对象即短路电流抑制方案数量；j为短路电流抑制方案序号。
7. 如权利要求3所述的短路电流抑制方案评价方法，其特征在于，所述步骤④包括：利 用式〈9>计算经去量纲化处理后的指标均值：
采用式〈1〇>计算指标的标准差：
构造矩阵Y的目的是为了从各指标离散的灰色关联度系数得出各方案与理想最佳方 案的综合关联程度； 考虑到指标的重要程度即权重不同，采用下式计算第i个短路电流抑制方案的加权灰 色关联度：
如果计算出的短路电流抑制方案的灰色关联度结果值越大，则表明该方案越接近于最 优方案，通过对灰色关联度计算值的排序确定最优短路电流抑制方案。
【文档编号】G06F19/00GK104268389SQ201410483936
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】顾军, 宋占党, 韩钰, 戚红艳, 杨桂兴, 张俊, 丁碧薇, 范新桥 申请人:国家电网公司, 南京南瑞集团公司, 国网新疆电力公司乌鲁木齐供电公司