本发明涉及一种解环判据方法，具体涉及一种通道型电磁环网解环判据方法。
背景技术：
：输电通道型电磁环网是指省间联络线、网间联络线、本省内重要的送受电断面通过不同电压等级的线路连接而成的并联环路。对于输电通道型电磁环网，由于线路传输的功率一般较大，高电压等级线路跳闸将引起潮流向低电压等级线路转移，有引发连锁故障的风险。然而，一般情况下电磁环网的开环和合环运行，需要从安全稳定性、运行经济性等这多个方面因素去正确分析解合环前后对系统的影响，从而确定解合环必要性。国内外学者针对电磁环网解合环运行存在的问题以及应对策略进行了大量研究。有学者研究提出了弱电磁环网运行控制面临的四类主要问题，并提出了相应的运行控制对策。有学者将电磁环网分为重要输电断面的电磁环网、输电通道上的电磁环网、受端电网内部的电磁环网等三种不同形式，并提出具体研究方法。有学者针对一个典型的电磁环网，从电网潮流分布、电压水平、暂态稳定水平、断面输送能力、供电可靠性及供电能力等方面分析其解环可行性，研究其解环方案。有学者分别分析高电压等级解环前和解环后存在的问题，并制定电网运行方案。有学者提出了500kV-220kV电磁环网开环方案的模糊综合评价方法，对电磁环网开环方案作出定量、全面、综合的评价。但目前研究大多针对某一电磁环网多套解环方案提出多个判据指标从而确定最优方案，而针对通道型电磁环网并未明确其具体解环判据以及评价方法。技术实现要素：为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种通道型电磁环网解环判据方法，本发明构建了全面的通道型电磁环网解合环指标体系，以此判断解环必要性。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：一种通道型电磁环网解环判据方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、计算电磁环网解环前后指标；步骤2、将所述电磁环网解环前后指标构造为评价矩阵；步骤3、对所述评价矩阵进行标准化处理，得到标准矩阵；步骤4、采用变异系数法计算各指标权值，得出前后效果指标；步骤5、根据所述效果指标判断是否解环。优选的，所述步骤1中，所述电磁环网解环前后的指标包括：静态稳定裕度指标、热稳裕度指标、潮流转移比指标和安控量裕度指标。优选的，所述静态稳定裕度指标Kp静稳的计算公式如下：式中，Pz为通道正常方式输送潮流，Pj静稳为输电通道事故后静稳极限；所述热稳裕度指标Kp热稳的计算公式如下：式中，Pz为通道正常方式输送潮流，Pj热稳为输电通道事故后热稳极限，在Pz不变的前提下，Kp热稳值越大，表明通道热稳极限越高，若该值远大于解环后的静稳极限，则不进行解环操作；Kp热稳值越小，则解环必要性越大；所述潮流转移比指标λ在N-1事故后的计算公式如下：式中，△PH为高电压等级线路N-1事故后高电压等级线路潮流变化，PH事故前高电压等级单回线路潮流；潮流转移比越小，N-1事故后转移至低电压等级线路潮流越大，则解环必要性越大；转移比越大，则解环必要性越小。所述安控量裕度指标的公式如下：式中，Δpz为电磁环网解环前高电压等级线路故障后所需安控量，PZ为事故前通道输送潮流，μ为安控量裕度指标；所述电磁环网解环前高电压等级线路故障后所需安控量Δpz的计算公式如下：式中，为送端N台机组承担的功率缺额，PL热稳限额为低电压等级线路的热稳限额，所述送端N台机组承担的功率缺额的计算公式如下：式中，Mi为第i台发电机转动惯量，Mj为第j台发电机转动惯量，ΔPi为第i台发电机承担的功率缺额，M为系统总发电机台数，N为送端发电机台数，Δp为系统功率缺额；所述安控量裕度指标的值越小，表明事故后过载潮流较大，继而导致切机量更多，则解环必要性大，该值越大，表明事故后不过热稳或者过热稳潮流较小，则不予解环；若电磁环网解环后整个系统解列为两个子系统，按照频率稳定“平切”原则，高电压等级线路严重故障下所需安控量为Pz，此时μ＝1。优选的，所述步骤2包括如下步骤：步骤2-1、假定电磁环网解环前后的评价指标向量如下：Yi＝[y1j,y2j,y3j,y4j]T式中，y1j代表静态稳定裕度指标；y2j代表热稳裕度指标；y3j代表潮流转移比指标；y4j为安控量裕度指标；步骤2-2、得出电磁环网解环前后评价矩阵分别表示为Y＝[Y1,Y2]和指标i的权值用ωi表示，其权值向量为ω＝[ω1,ω2,...,ωi]Ti＝4，其中，i代表评价指标序号。优选的，所述步骤2中，对所述评价矩阵Y进行标准化处理后，得到标准矩阵Y′：式中，yij为矩阵Y中的元素，y′ij为标准化矩阵Y′的元素，j＝1,2分别表示解环前和解环后。优选的，所述步骤3包括如下步骤：步骤3-1、计算指标均值(同一个指标解环前后的均值，共4个指标)，公式如下：式中，为指标均值；步骤3-2、计算指标标准差(同一个指标解环前后两个数值与均值之间的标准差，共4个指标)，公式如下：式中，si为指标标准差；步骤3-3、利用均值和标准差求出变异系数Vi(同一个指标均值和标准差求出变异系数，共4个指标)，公式如下：步骤3-4、利用变异系数Vi计算各指标权值ωi，公式如下：优选的，所述步骤4中，所述效果指标的计算公式如下：式中，A1为解环前的效果指标，A2为解环后的效果指标；若A1>A2，则不建议解环；反之则判断为解环。与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：本发明针对通道型电磁环网的特点，采用静态稳定裕度、热稳裕度、潮流转移比、安控量大小四个指标从不同方面分析解环必要性，构建出全面的通道型电磁环网解环指标体系，依次判断解环必要性。附图说明图1是本发明通道型电磁环网解环判据方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。本专利针对通道型电磁环网，提出解环判据指标体系，在此基础上，采用变异系数法计算各指标权重并得出最终综合指标来判断电磁环网是否解环，如图1所示，具体步骤如下：步骤1、计算电磁环网解环前后指标；步骤2、将所述电磁环网解环前后指标构造为评价矩阵；步骤3、对所述评价矩阵进行标准化处理，得到标准矩阵；步骤4、采用变异系数法计算各指标权值，得出前后效果指标；步骤5、根据所述效果指标判断是否解环。所述通道型电磁环网解环判据指标包括如下：(1)静态稳定裕度指标静态稳定用于电力系统受到小扰动后，不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态的能力。输电断面静态稳定极限与联络线本身送电距离、送受端系统强度大小紧密相关，N-1事故后静稳可表征系统网架强度。建立解环后N-1事故后静态稳定裕度指标作为解合环判据指标之一，采用下式进行计算：式中Pz为通道正常方式输送潮流，Pj静稳为输电通道事故后静稳极限。(2)热稳裕度指标对于通道型电磁环网，正常情况下，两侧系统间的联络阻抗略小于高压线路的阻抗，高压线路因故障断开后，传输功率将转移至低电压等级线路，造成线路过载，甚至有可能超过线路的热稳限额，进而制约断面输送能力。热稳裕度指标采用下式进行计算：式中Pz为通道正常方式输送潮流，Pj热稳为输电通道事故后热稳极限。在Pz不变的前提下，Kp热稳值越大，表明通道热稳极限越高，若该值远大于解环后的静稳极限，予应不解；Kp热稳值越小，则解环必要性大。(3)潮流转移比高电压等级线路发生N-1故障下，潮流转移至相邻线路以及低电压等级线路。影响功率转移的因素有很多，主要包括以下几个方面：系统的阻抗变化、系统两侧的电压水平及相角、系统中的初始潮流、网络中的电源分布等。定义N-1事故后潮流转移比如下式：式中△PH为高电压等级线路N-1事故后高电压等级线路潮流变化，PH事故前高电压等级单回线路潮流。潮流转移比表征高电压等级线路故障对低电压等级线路潮流变化的影响：转移比越小，N-1后转移至低电压等级线路潮流大，低电压等级线路存在过载风险，则解环必要性大；转移比大，原则上不予解环。(4)安控量裕度指标电磁环网高电压等级线路损失通道故障下，两端系统间的电气距离大大增加，系统稳定水平大幅下降，可能导致暂(动)态稳定破坏事故，此时系统安控装置动作切除送端机组，继而导致受端系统有功功率不平衡。扰动发生后0.5～2s期间，功率按照旋转机组的惯性比例大小重新分配，惯性较大的发电机承担大部分功率缺额。送端N台机组承担的功率缺额为：式中Mi为第i台发电机转动惯量，ΔPi为第i台发电机承担的功率缺额，M为系统总发电机台数，N为送端发电机台数，Δp为系统功率缺额(维持系统暂(动)态稳定所需安控量)。系统按惯量分配送端机组功率外涌，此时将导致低电压等级线路过载，继而需要进一步采取切机措施，最终导致切机量过大。事故后低电压等级线路功率为：考虑系统暂(动)态稳定以及低电压等级线路热稳下，电磁环网解环前高电压等级线路故障后所需安控量为：式中，为送端N台机组承担的功率缺额，PL热稳限额为低电压等级线路的热稳限额。采用Δpz与事故前通道输送潮流Pz建立安控量大小评价指标：安控量指标μ表征系统严重故障下所需安控量相对事故前潮流的比例：该值越小时，表明事故后过载潮流较大，继而导致切机量更多，则解环必要性大；该值越大，表明事故后不过热稳或者过热稳潮流较小，原则上不予解环。若电磁环网解环后整个系统解列为两个子系统，按照频率稳定“平切”原则考虑，高电压等级线路严重故障下所需安控量为Pz，此时μ＝1。根据前述通道型电磁环网解环的各指标构造评价矩阵，利用变异系数法定量计算各指标的影响程度，即指标权值。(1)设置评价矩阵指标假定电磁环网解环前后的评价指标向量为Yi＝[y1j,y2j,y3j,y4j]T，其中，y1j代表静态稳定裕度指标；y2j代表热稳裕度指标；y3j代表潮流转移比指标；y4j为安控量裕度指标。电磁环网解环前后评价矩阵表示为Y＝[Y1,Y2]，指标i的权值用ωi表示，其权值向量为ω＝[ω1,ω2,...,ωi]Ti＝4。其中，i代表评价指标序号。(2)指标的标准化处理根据式(8)对评价矩阵Y进行标准化处理，得到标准矩阵Y′：式中，yij为矩阵Y中的元素，y′ij为标准化矩阵Y′的元素，j＝1,2表示解环前和解环后。(3)确定指标权值指标均值(同一个指标解环前后的均值，共4个指标)由下式确定：指标标准差(同一个指标解环前后两个数值与均值之间的标准差，共4个指标)由下式确定：利用均值和标准差求解变异系数Vi(同一个指标均值和标准差求出变异系数，共4个指标)：利用变异系数Vi计算各指标权值ωi：采用式(13)～(14)分别计算出最终解环前后效果指标:由于各指标构造中正向均为不解环，故对比解环前后效果指标A1、A2，若解环前A1＞A2，则不建议解环；反之则判断为解环。以青海电网海西-日月山、鱼卡-柴达木通道型电磁环网为例验证本解环判据合理性。(1)海西-日月山通道电磁环网海西、日月山之间通过海西-日月山750kV双回线路、海西-圣湖-明珠330kV线路、乌兰-茶卡330kV线路相连，构成了典型通道型电磁环网。仿真计算解环前后前述4个指标，其中解环方案为断开圣湖-明珠、茶卡-龙羊峡，结果如表1所示。表1海西-日月山解环前后指标计算结果指标解环前解环后静态稳定裕度指标0.50.45热稳裕度指标0.10.31潮流转移比指标0.680.92安控量裕度指标1.0480.85根据前述变异系数法，利用各方案的评价指标生成评价矩阵Y：对评价矩阵Y进行同向化处理，得到标准矩阵Y″：计算指标矩阵中第i个指标的平均值和标准差si，进而可计算出第i个指标的变异系数Vi：(i＝1,2,…5)。将所计算出的指标变异系数Vi代入指标权值计算公式，即可计算第i个指标的权值wi，各指标的权值计算结果如表2所示。表2权值计算结果平均值标准差viwi0.7061290.0371650.0526320.0642520.6293560.3223530.5121950.6252790.6992840.1048930.150.1831170.7032900.0733670.104320.127352将计算权重计入表1中各指标值计算，得到最终综合指标如表3所示。解环后数值大，可以解环。表3综合指标计算结果对海西-日月山通道电磁环网进行仿真计算。解环前该通道受热稳制约，输送极限为4200MW，解环后暂稳极限为4400MW高于解环前限额；解环前海西-日月山750kV线路N-2故障需切除5000MW机组，解环后海西-日月山750kV线路N-2故障需切除3500MW机组，少于解环前安控量。计算结果表明该电磁环网适宜解环，与本文最终决策结果一致。(2)鱼卡-柴达木、海西通道电磁环网鱼卡、柴达木之间通过鱼卡-柴达木、鱼卡-德令哈750kV双回线路、花土沟-那林格330kV线路、盐湖-格尔木、盐湖-德令哈330kV线路相连，构成通道型电磁环网。仿真计算解环前后前述4个指标，其中解环方案为断开花土沟-那林格、盐湖-格尔木、盐湖-德令哈，结果如表4所示。表4鱼卡-柴达木解环前后指标计算结果指标解环前解环后静态稳定裕度指标1.681.52热稳裕度指标3.823.64潮流转移比指标0.960.98安控量裕度指标0.4650.534根据前述变异系数法，利用各方案的评价指标生成评价矩阵Y：标准矩阵Y″：计算变异系数Vi、第i个指标的权值wi，各指标的权值计算结果如表5所示。表5权值计算结果平均值标准差viwi0.7062250.0353110.050.3257180.7069010.0170570.0241290.1571830.7070690.0072890.0103090.0671580.7054260.0487230.0690690.449941将计算权重计入表4中各指标值计算，得到最终综合指标如表6所示。解环前数值大，暂时可以不解环。表6综合指标计算结果对鱼卡-柴达木通道电磁环网进行仿真计算。解环前该通道受暂稳制约，输送极限为5350MW，解环后暂稳极限为4930MW低于解环前限额；解环前鱼卡-德令哈750kV线路N-2故障需切除2000MW机组，解环后海西-日月山750kV线路N-2故障需切除2400MW机组，多于解环前安控量。计算结果表明该电磁环网暂可以不解环，与本文最终决策结果一致。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页1 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