一种确定主变环流运行参数的系统及方法与流程

本发明涉及电网技术领域，更具体地涉及一种确定主变环流运行参数的系统及方法。

背景技术：

“十三五”初期负荷整体发展变缓，电网规模的发展已阶段性趋于饱和，输变电工程的重心逐渐由“新建”转向“增容”、“扩建”、“改造”等，这意味着电网工程将发生过渡期间复杂化、工程数量增加、工程建设周期缩短等变化，这对系统计算的准确性、专业性、通用性及计算效率将面临更高的要求。

多台变压器并列运行时，当不同变压器的调压抽头变比不一致时，会因为存在电压差而在变压器支路上产生电流，即为环流。主变环流可能会增加主变损耗和发热量，对变压器的安全运行造成影响，它的计算不仅作为实际电网工程中方案可行性研究的依据之一，而且是电网调度人员在实际工作中进行变压器抽头调整、电压控制的参考。现有技术确定主变环流运行参数的系统及方法交互性和准确性较差，且面对不同计算边界条件，其通用性存在较大缺陷，导致效率低下。

因此，本领域急需开发新的，能够进行智能、快速、准确的确定主变环流运行参数的方法和系统，为电网工程方案决策、调度工作提供辅助。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够智能、快速、准确地确定主变环流运行参数的系统和方法。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种确定主变环流运行参数的系统。所述系统包括：

初始电气参数获取模块，用于获取变电站系统的初始电气参数；

数据预处理模块，用于从所述初始电气参数获取模块获取所述初始电气参数，并对所述初始电气参数进行预处理，计算主变阻抗标幺值和电压组合；

矩阵计算模块，用于对所述数据预处理模块的主变阻抗标幺值和电压组合进行矩阵化处理，从而得到环流计算矩阵并进行求解；以及

结果导出模块，用于将所述矩阵计算模块的计算结果导出，可视化地呈现计算结果；

其中，所述初始电气参数获取模块与所述数据预处理模块连接，所述数据预处理模块与所述矩阵计算模块连接，以及所述矩阵计算模块与所述结果导出模块连接。

在另一优选例中，所述系统还包括控制系统。

所述初始电气参数获取模块与变电站系统连接。

在另一优选例中，所述结果导出模块与所述控制系统连接。

在另一优选例中，所述控制系统与所述变电站系统连接。

在另一优选例中，所述初始电气参数获取模块还包括数据手动输入模块连接。

在另一优选例中，所述系统还包括结果显示模块。

在另一优选例中，所述结果导出模块与所述结果显示模块连接。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种确定主变环流运行参数的方法。

所述方法包括以下步骤：

(a)提供一变电站系统，获取所述系统的初始电气参数，所述初始电气参数选自下组：主变台数、变压器允许并列运行的电压差、高压侧运行电压、主变抽头档数、抽头单位调节比例、容量以及高中阻抗；

(b)对所述初始电气参数进行预处理，预处理获得以下数据：主变阻抗标幺值和电压组合；

(c)对所述主变阻抗标幺值和电压组合进行矩阵化处理，获得环流计算矩阵；以及

(d)由所述环流计算矩阵计算得出满足允许并列运行的主变环流运行参数，所述主变环流运行参数包括：主变档位组合、电压组合和/或满足条件的环流值。

所述环流计算矩阵由下式表示：

xi＝δu

其中，x为阻抗矩阵，

δu为电压矩阵，

i为待求的环流矩阵。

所述阻抗矩阵x中各个元素xij的定义为：

其中，i，j＝1～n，n为主变台数。

所述电压矩阵δu中各个元素δui的定义为：

其中，i＝1～n，n为主变台数。

所述变电站系统任意两台主变之间的变比差不超过±0.5％。

在另一优选例中，所述高压侧运行电压为实际运行电压。不同地区的变电站实际电压水平有所差异，确定主变环流运行参数时用实际运行电压进行换算，计算结果更加准确。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明的一种确定主变环流运行参数的系统结构示意图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种快速准确确定主变环流运行参数的方法和系统。本发明旨在解决：针对各种电网边界下并联运行变压器出现的环流问题，进行智能、快速、准确的环流计算和直观结果导出，为电网工程方案决策、调度工作提供依据。

在此基础上完成了本发明。

术语

本文中，“主变压器”和“主变”可互换使用，指generatorstep-uptransformer,简称gsutransformer或者gsu,其功能就是为系统通过所需等级电源的变压器。

如本文所用，术语“主变环流”指多台变压器并列运行时，当不同变压器的调压抽头变比不一致时，会因为存在电压差而在变压器并联支路上而产生的电流。

如本文所用，术语“主变抽头”指常用改变绕组匝数的方法来调节输入电压与输出电压的关系。

如本文所用，术语“主变阻抗标幺值”指主变阻抗指变压器里线圈的绕组的阻抗，主变阻抗标幺值指将主变阻抗折算到系统的基准电压和容量。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明的确定主变环流运行参数的方法具有备良好的通用性、可拓展性及智能性；

(b)本发明的方法可针对不同的电网边界，智能、快速、准确地确定主变环流运行参数，为电网工程、调度工作提供科学依据；

(c)本发明的确定主变环流运行参数的系统可直观地导出主变环流运行参数，为电网工作人员带来方便。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1所示，本发明一种确定主变环流运行参数的系统结构示意图。该系统包括：初始电气参数获取模块，用于获取变电站系统的初始电气参数；数据预处理模块，用于从所述初始电气参数获取模块获取所述初始电气参数，并对所述初参数进行预处理，计算主变阻抗标幺值和电压组合；矩阵计算模块，用于从所述数据预处理模块主变阻抗标幺值和电压组合，从而环流计算矩阵并进行求解；以及结果导出模块，用于将所述矩阵计算模块的计算结果导出，可视化地呈现计算结果；其中，所述初始电气参数获取模块与所述数据预处理模块连接，所述数据预处理模块与所述矩阵计算模块连接，以及所述矩阵计算模块与所述结果导出模块连接。所述系统还包括控制系统，所述初始电气参数获取模块与变电站系统连接，所述结果导出模块与所述控制系统连接，用于向所述控制系统传输计算结果；所述控制系统与所述变电站系统连接，用于向所述变电站系统反馈计算结果。

实施例2

某地区某500kv变电站现状四台主变，其中#1、#2主变容量为750mva；#3、#4主变容量为1000mva，本工程计划将#1、#2主变改造为2×1200mva，各主变初始电气参数如下：

#1、#2主变(改造前)：高/中侧抽头额定电压500kv/230kv±9×1.33％，高中阻抗为14％；

#1、#2主变(改造后)：高/中侧抽头额定电压为515kv/230kv±2×2.5％，高中阻抗为22％；

#3、#4主变：高/中侧抽头额定电压为500kv/230kv±2×2.5％，高中阻抗为16％；

本工程采用#1、#2主变依次更换的方案，因此，本工程过渡期及竣工后，该500kv变电站会具有2～3种不同抽头额定电压主变并列运行的情况，利用本发明的方法和系统确定主变环流运行参数。

n为主变台数，m为满足设定并联运行条件的电压组合数量。

对初始电气参数预处理，获得主变阻抗标幺值和电压组合：

获取变压器允许并列运行电压差、高压侧运行电压以及主变额定抽头，进行预处理，得到m组中压侧电压组合数组[ui]m，即获得电压矩阵△u；

获得主变容量[si]和高中阻抗值[xi],进行预处理获得高中阻抗标幺值[xi*]。

在此基础上进行矩阵化，形成环流计算矩阵xi＝△u；x为阻抗矩阵，△u为电压矩阵，i为待求的环流矩阵，

各矩阵的定义如下：

其中，i，j＝1～n。

所述电压矩阵δu中各个元素δui的定义为：

其中，i＝1～n。

环流计算矩阵xi＝△u如下：

计算结果如表1所示。

表1环流计算结果

(1)为工程方案可行性提供依据

从主变环流的角度来看，工程方案和过渡方案可行，存在多种满足并列运行要求、安全运行的抽头组合，环流均处于较低水平；

(2)调压抽头选择

为避免原主变调压抽头位置调整，维持原220kv侧运行电压，建议本工程更换过渡期间及竣工之后，更换主变抽头的档位放置在2档。

根据以上实施例分析，本发明的方法，能更准确，高效地确定主变环流运行参数，其在实际工程中对于各类系统方案设计、决策具有良好的指导意义。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。