一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置与流程

本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置。

背景技术：

110kV的高压配电网中为了提高供电可靠性，常常配备了备自投装置。但是当前地区电网利用BPA软件进行N-1等故障分析时，一般没有考虑备自投情况，分析结果通常为甩负荷，导致其计算分析结果不完全符合电网的实际运行情况；或人工按照备自投动作后的电网拓扑关系，重新建模分析，工作效率低下。

并且目前以BPA为分析软件的各类文献和操作办法，都没有涉及和开发备自投相关的功能，因此，针对备自投对提高供电可靠性的重要意义在于静态安全分析的结果更加契合电网的实际运行状态，电力人员也可以从中了解到电网的安全运行水平。

因此，寻找一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置成为本技术领域人员所研究的重要课题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置，用于解决当前地区电网利用BPA软件进行故障分析时，因未考虑备自投情况，而导致的静态安全分析中与实际情况并不完全一致的问题。

本发明实施例提供了一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法，包括：

S1、将故障元件断开；

S2、进行潮流计算，得到结果文件；

S3、查看所述结果文件，分析运行后显示的结果；

S4、判断所述结果文件是否显示有数据卡无法被识别，若是，则需要继续在未被识别的数据卡前加点，并返回步骤S2；若否，则执行步骤S5；

S5、判断所述结果文件是否显示产生孤立节点，若显示产生孤立节点则执行步骤S6；若否，则执行步骤S7；

S6、根据孤立节点判断是否同时满足第一组条件，当同时满足所述第一组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第一组条件中任一条件不满足时，则删除孤立节点，之后仍返回步骤S2；

S7、判断所述结果文件是否显示产生子系统，若显示产生子系统则执行步骤S8；若否，则说明网架正常，程序正常运行，可跳出循环结束流程；

S8、根据子系统判断是否同时满足第二组条件，当同时满足所述第二组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第二组条件中任一条件不满足时，则执行步骤S9；

S9、根据子系统判断是否同时满足第三组条件，当同时满足所述第三组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第三组中任一条件不满足时，则需要删除整个子系统，之后仍返回步骤S2。

可选地，S1、将故障元件断开具体包括：

操作设备和线路的开断、模拟故障/检修的具体做法：对潮流数据DAT文件进行修改。

可选地，步骤S6中所述第一组条件包括：

孤立节点电压等级为10.5kV；

系统中存在10.5kV备用母联开关；

母联开关另一端节点正常运行。

可选地，步骤S8中所述的第二组条件包括：

子系统中存在110kV节点；

系统中存在110kV备用母联开关。

可选地，步骤S9中所述的第三组条件包括：

系统中存在10.5kV备用母联开关；

母联开关另一端节点正常运行。

可选地，S2、进行潮流计算，得到结果文件具体包括：

运行PSD-BPA程序，进行潮流计算。

可选地，所述结果文件为BPA结果文件。

本发明实施例提供了一种地区电网计及备自投的静态安全分析装置，包括：

断开模块，用于将故障元件断开；

计算模块；用于进行潮流计算，得到结果文件；

分析模块，用于查看结果文件，分析运行后显示的结果；

判断模块，用于对分析过程中的各种情况进行判断。

可选地，所述判断模块包括：

第一判断子模块，用于判断所述结果文件是否显示有数据卡无法被识别；

第二判断子模块，用于判断所述结果文件是否显示产生孤立节点；

第三判断子模块，用于判断孤立节点状态；

第四判断子模块，用于判断结果文件是否显示产生子系统；

第五判断子模块，用于判断所述子系统状态；

第六判断子模块，用于闭合备用母联开关条件判断。

可选地，所述第三判断子模块，具体用于根据孤立节点判断是否同时满足：孤立节点电压等级为10.5kV；系统中存在10.5kV备用母联开关；母联开关另一端节点正常运行；

所述第五判断子模块，具体用于根据子系统判断是否同时满足：子系统中存在110kV节点；系统中存在110kV备用母联开关；

所述第六判断子模块，具体用于根据子系统判断是否同时满足：系统中存在10.5kV备用母联开关；母联开关另一端节点正常运行。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置，其中方法包括：故障元件开断；潮流计算；分析运行结果；对数据卡识别情况进行逻辑判断；判断孤立节点生成情况；判断孤立节点状态；子系统生成情况判断；判断子系统状态；闭合备用母联开关条件判断。本发明实施例的方法，考虑备自投等自动设备的动作情况对网架的影响，使得静态安全分析与实际情况完全一致，提高地区电网供电的可靠性和电网的安全运行水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析装置的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法的另一个实施例的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法的另一个实施例的变电站典型接线图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置，用于解决当前地区电网利用BPA软件进行故障分析时，因未考虑备自投情况，而导致的静态安全分析中与实际情况并不完全一致的问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图3，本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法，包括：

S1、将故障元件断开；

本实施例中，将故障元件断开。在BPA中，操作设备和线路的开断、模拟故障/检修的具体做法是：对潮流数据DAT文件进行修改，即在需要开断的设备和线路对应的卡片前加“.”。在潮流数据文件中的任意一行数据前面添加符号“.”，可表示注释即该行无效，而该行数据也就不再参与BPA潮流计算。所以设备和线路在电网中开断和故障/检修之后退出运行的情况，与BPA潮流数据中代表已开断或故障/检修的设备、线路的数据卡无效后不参与BPA程序的潮流计算是一样的即在BPA潮流数据DAT文件中对应的数据卡前加“.”。

S2、进行潮流计算，得到结果文件；

本实施例中，运行PSD-BPA程序，进行潮流计算。

S3、查看所述结果文件，分析运行后显示的结果；

本实施例中，查看BPA结果文件，分析运行后显示的结果，为下一步骤判断做准备。

S4、判断所述结果文件是否显示有数据卡无法被识别，若是，则需要继续在未被识别的数据卡前加点，并返回步骤S2；若否，则执行步骤S5。

S5、判断所述结果文件是否显示产生孤立节点，若显示产生孤立节点则执行步骤S6；若否，则执行步骤S7。

S6、根据孤立节点判断是否同时满足第一组条件，当同时满足所述第一组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第一组条件中任一条件不满足时，则删除孤立节点，之后仍返回步骤S2；

本实施例中，根据孤立节点判断是否同时满足：1.孤立节点电压等级为10.5kV；2.系统中存在10.5kV备用母联开关；3.母联开关另一端节点正常运行。

同时满足以上条件后方可闭合备用母联开关，即去掉开关L卡前的点，之后返回步骤S2。当任一条件不满足时，则需要在孤立节点B卡前加“.”，即删除孤立节点，之后仍返回步骤S2。

S7、判断所述结果文件是否显示产生子系统，若显示产生子系统则执行步骤S8；若否，则说明网架正常，程序正常运行，可跳出循环结束流程。

S8、根据子系统判断是否同时满足第二组条件，当同时满足所述第二组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第二组条件中任一条件不满足时，则执行步骤S9；

本实施例中，根据子系统判断是否同时满足：1.子系统中存在110kV节点；2.系统中存在110kV备用母联开关。

同时满足以上条件后方可闭合备用母联开关，即去掉开关L卡前的点，之后返回步骤S2；但任一条件不满足时，则执行步骤S9。

S9、根据子系统判断是否同时满足第三组条件，当同时满足所述第三组条件后方可闭合备用母联开关，并返回步骤S2；当所述第三组中任一条件不满足时，则需要删除整个子系统，之后仍返回步骤S2；

本实施例中，根据子系统判断是否同时满足：1.系统中存在10.5kV备用母联开关；2.母联开关另一端节点正常运行。

同时满足以上条件后方可闭合备用母联开关，之后返回步骤S2；当任一条件不满足时，则需要删除整个子系统(包括所有节点及支路)，之后仍返回步骤S2。

上述是对本发明提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法进行详细的描述，下面将以一个实施例对地区电网计及备自投的静态安全分析装置进行详细的描述，请参阅图2，本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析装置包括：

断开模块101，用于将故障元件断开；

计算模块102；用于进行潮流计算，得到结果文件；

分析模块103，用于查看结果文件，分析运行后显示的结果；

判断模块104，用于对分析过程中的各种情况进行判断。

进一步地地，判断模块包括：

第一判断子模块1041，用于判断结果文件是否显示有数据卡无法被识别；

第二判断子模块1042，用于判断结果文件是否显示产生孤立节点；

第三判断子模块1043，用于判断孤立节点状态；

第四判断子模块1044，用于判断结果文件是否显示产生子系统；

第五判断子模块1045，用于判断子系统状态；

第六判断子模块1046，用于闭合备用母联开关条件判断。

上述是对本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析装置的结构进行详细的介绍，下面将以一个应用的方法对本方法及装置进行详细的介绍，请参阅图1至图4，本发明实施例提供的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法及装置的一个应用例包括：

PSD-BPA采用数据卡的形式，将电网参数数据存储到DAT文件中。不同类型的数据卡即代表不同的设备，如常用的典型数据卡：L卡表示线路、T卡代表变压器等。在数据卡中采用固定列宽的格式填入数据，各字段即代表相应类型的参数数据。BPA格式数据可以非常详细地描述电力系统的元件模型。

由电气主接线图可以得知，线路、变压器两端均连接着母线。而L卡和T卡的数据信息中也有填入所连接母线的名字。

运行PSD-BPA程序，可以产生相应的pfo格式潮流计算结果文件，当潮流数据正常时，结果文件可以显示正常网架的相关信息，如：线路和变压器的功率及负载率、节点电压、牛顿-拉夫逊发迭代次数等。当潮流数据有误即网架不正常时，结果文件则会报错，并显示造成程序无法运行的原因。因此，利用BPA对网架进行静态安全分析时，可以依据结果文件显示的潮流计算结果，结合备自投动作逻辑，制定投退备自投的策略。

以图4的110kV变电站典型接线图为例，在BPA中对110kV变电站进行故障分析。站内设备对应的数据卡分别加点，运行程序后，结果文件显示的结果总的来说有四种：

(1)产生子系统：以进线1故障为例，L卡前加点后,运行BPA程序，结果显示：三个连接的设备(110kV母线母—#1主变—10.5kV母线母)形成独立的子系统。

子系统独立于电网之外，判断有多少个子系统的标志是有多少个平衡节点(BS)节点，而平衡节点是发电机，负荷节点和联络节点不是平衡节点，因此新的子系统由于没有平衡节点而被识别出错误。

(2)数据卡无法被识别：以110kV母线母故障为例，母线故障会跳开与之相连的线路和变压器，而在BPA中的反映是，B卡前加点后，由于该B卡节点在潮流数据中不存在，与该节点相连的L、T卡无法被识别，所以母故障后，需要继续在未被识别的数据卡前加点，模拟跳开#1主变和进线1，运行程序。类似的情况，采取相同操作可得到新的计算结果。此时由于主变已退运，因此备自投动作情况同#1主变故障时是一样的。

(3)产生孤立节点：以#1主变故障为例，#1主变T卡前加点后，没有支路与10.5kV母线母相连，所以母线母成为孤立的节点。

需要注意的是，若进行的是N-1-1故障分析，例如#1主变检修时，接着发生进线1故障，此时110kV母则成为孤立节点，但此时并无备自投动作的必要。所以流程图中添加判断条件：孤立节点电压等级是否为10.5kV。若是，则进行下一步分析；若否，则在潮流数据文件中，孤立节点的B卡前加“.”，之后再运行程序。

(4)程序正常运行：说明网架结构正常，潮流数据文件能够正常进行计算。

综上，为开断设备和线路得到的四种结果：产生子系统、数据卡无法被识别、产生孤立节点、程序正常计算潮流。因此，本专利方法的核心是根据这四种结果来设计备自投的投退响应策略。

具体实现上，定位母联开关和确认备自投步骤包括：在计算结果显示的子系统中检索是否存在110kV母线的B卡，由子系统的结构也可以看出此时检索出110kV母的B卡，根据B卡找到母联开关L卡。若能，则根据L中母线的名字找到母联开关另一端母线的B卡，此处为母。接着在之前的BPA潮流计算结果中判断母是否为孤立节点，若否则将母联开关的L卡前点去掉。综上，完成了备自投的动作。但如果判断出母为孤立节点，则说明母线已经和电网脱离开，就算此时闭合母联开关，也不能起到投入备用电源的作用，还可能进一步导致潮流计算出错。

若变电站站内未配置110kV母联备自投，如线变组接线变电站，站内没有110kV母线，进线线和变压器直接相连。对于这类情况，若进线故障，则应动作10.5kV母联备自投，合上10.5kV的母联开关。因此对于分析流程来说，若子系统内没有110kV母线或者站内不具有110kV母联备自投装置，则应转向寻找10.5kV母线并闭合10.5kV母联开关。

实际上，分析备自投动作时还应考虑备自投装置的时序性。因为电网发生故障后，有可能引发许多母线停电，如果备自投装置之间不考虑动作时间的配合，就可能触发许多备自投，但并非所有的备自投都有必要动作。以图4的110kV变电站典型接线图为例，当进线1故障时，110kV母和10.5kV母实际上都是失压状态，理论上也满足各自备自投的启动条件。

为了消除备自投这种误动作情况，程序设计上增加备自投的时序参数，将BATS1的时序参数设置为，BATS2的时序参数为。这样，进线1故障后，BATS1会先动作，而BATS2由于考虑了时序性将不再满足动作条件。在本发明的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法中为了简化，先判别站内是否存在110kV母联备自投，否的话再根据实际情况考虑动作10.5kV母联备自投。

本发明的一种地区电网计及备自投的静态安全分析方法中，“是否有10.5kV母联备自投”包括未安装备自投设备、备自投检修中无法投退、甚至站内没有母联开关等情况，这些情况都需要在维护BPA数据文件时进行修改，设置母联开关的初始状态条件，以便外部程序调用BPA时能准确分析分析。

考虑备自投等自动设备的动作情况对网架的影响，是地区电网提高供电可靠性的有效措施，本专利将BPA潮流计算程序作为底层模块，通过调用外部程序使其自动进行数据修改与运算，从而实现考虑备自投动作的N-1(+1)静态安全分析。实际运行表明，本专利的提出的方法更符合地区电网实际的静稳情况。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。