本发明涉及配电网规划技术领域，一种高压变电站供电能力计算方法。
背景技术：
配电网是联系发输电系统与终端用户的重要环节。研究满足设备容量约束和节点电压约束的高压变电站供电能力计算模型，科学、合理地量化分析现状或规划态高压变电站的供电能力，能够为配电网规划工作提供重要参考，为电网的安全可靠运行、负荷转移等提供相应的决策依据与指导。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高压变电站供电能力计算方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高压变电站供电能力计算方法，该高压变电站供电能力计算方法包括：总供电能力的计算、已知馈线负荷大小条件下的供电能力计算和基于预想负荷增长的供电能力计算；其中，所述基于预想负荷增长的供电能力计算包括基于等负荷增长率变化的供电能力计算和基于等负荷增长裕度变化的供电能力计算。
可选地，总供电能力的计算模型为：
式中：sl为负荷总量，
可选地，已知馈线负荷大小条件下的高压变电站供电能力计算，是在负荷变化量δsl为已知条件下，逐年进行主变停运的“n-1”校验，直到主变或馈线容量不能满足要求为止，之前满足校验时对应单元年最大总负荷的各变电站负荷即为相应变电站及其下游电网的整体供电能力。
可选地，基于等负荷增长率变化的供电能力计算模型为：
maxγ
式中：γ为与负荷增长率相关的各馈线负荷变化比例因子；η0,l为中压线路l现状或初始的负载率。
可选地，所述基于等负荷增长率的高压变电站供电能力计算模型中主变k停运情况下最大负荷变化比例因子γj,k的计算模型为：
式中：η0,l′为中压线路l'现状或初始的负载率。
所述最大负荷变化比例因子γj,k应满足：
式中：γj,k为主变k停运后通过联络线向主变j及其出线转移负荷时为满足相关设备容量约束馈线负荷变化比例因子；
相应计算单元荷变化的最大允许增长率γmax：
基于等负荷增长率变化的供电能力计算模型中，高压变电站i及其下游电网的供电能力csub,i为：
其中，csub,i为变电站i的供电能力，nt,i为变电站i内主变编号集合。
可选地，基于等负荷增长率的供电能力计算模型中，最大允许增长率γmax通过以下方法计算得到：
第一步，令
第二步，将j设置为
第三步，将k设置为
按照所述基于等负荷增长率的供电能力计算模型中主变k停运情况下最大负荷变化比例因子γj,k计算模型求解γj,k；
第四步，将k从
第五步，将j从
第六步，按照相应计算单元内馈线负荷变化的最大允许增长率γmax计算模型求解γmax。
可选地，所述等负荷增长裕度的供电能力计算模型表示为：
maxδ
式中：δ为馈线最大允许的区间负荷增长比例因子；
可选地，所述等负荷增长裕度的供电能力计算模型中的主变k停运情况下最大允许的区间负荷增长比例因子δj,k计算模型为：
所述等负荷增长裕度的供电能力计算模型中的主变k停运情况下最大允许的区间负荷增长比例因子δj,k满足：
相应计算单元内最大允许的馈线区间负荷增长比例因子δmax表示为：
可选地，所述等负荷增长裕度的供电能力计算模型中高压变电站i及其下游电网的整体供电能力表示为：
可选地，等负荷增长裕度的供电能力计算模型中最大区间负荷增长比例因子可通过以下方法计算得到：
第一步，令
第二步，将j设置为
第三步，将k设置为
第四步，将k从
第五步，将j从
第六步，按照相应计算单元内最大允许的馈线区间负荷增长比例因子δj,k计算模型求解δmax。
如上所述，本发明的一种高压变电站供电能力计算方法，具有以下有益效果：
本发明能够较为准确地计算高压变电站及其下游电网的整体供电能力。在计算站内和站间负荷转移时变电站供电能力时，考虑了变电站主变容量、台数、站内站外主变间的联络方式、主变中压出线现状最大负荷和安全最大负荷，以及负荷的变化趋势。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种高压变电站供电能力计算方法，包括总供电能力的计算、已知馈线负荷大小条件下的供电能力计算和基于预想负荷增长的供电能力计算；其中，所述基于预想负荷增长的供电能力计算包括基于等负荷增长率变化的供电能力计算和基于等负荷增长裕度变化的供电能力计算。
所述总供电能力的计算考虑了站内和站间负荷转移时变电站供电能力的计算涉及到变电站主变容量、台数、站内站外主变间的联络方式、主变中压出线现状最大负荷和安全最大负荷，以及负荷的变化趋势。对于线路安全供电校验来说，其供电变电站侧停电最为严重，变电站馈线计算单元的元件“n-1”校验仅需考虑主变停运时各设备安全容量约束。
总供电能力的计算的总模型以馈线总负荷最大为目标，其一般计算模型表示为：
若变电站馈线计算单元的网络拓扑结构不变，在馈线现状负荷分布及其变化趋势已知的情况下，高压变电站供电能力具有唯一值。
已知馈线负荷条件下的高压变电站供电能力计算，是指高压变电站供电能力计算总模型中的馈线逐年负荷δsl是已知的(或可通过规划报告直接获得)，可逐年进行主变停运的“n-1”校验，直到主变或馈线容量不能满足要求为止，之前满足校验时对应单元年最大总负荷的各变电站负荷即为相应变电站及其下游电网的整体供电能力。
所述基于预想负荷增长的供电能力计算，是指高压变电站供电能力计算总模型中的馈线逐年负荷δsl无法直接获得而需要初步估算。若已知馈线现状负荷分布，可预设各负馈线负荷的变动趋势进行供电能力的估算。
所述基于预想负荷增长的供电能力计算包括基于等负荷增长率变化的供电能力计算和基于等负荷增长裕度变化的供电能力计算。
具体地，基于等负荷增长率的供电能力的计假定各馈线同一时间的负荷按相同负荷增长率增加，其计算模型表示为：
maxγ
基于等负荷增长率的供电能力的计算模型表明，主变j所有出线所带负荷与主变k停运后通过联络线转移到主变j的所有馈线负荷之和不能大于主变j容量；主变j任一出线所带负荷与主变k停运后通过联络线转移到该出线的负荷之和不能大于该出线的容量。
基于等负荷增长率的供电能力计算模型中主变k停运情况下最大负荷变化比例因子应满足：
式中：γj,k为主变k停运后通过联络线向主变j及其出线转移负荷时为满足相关设备容量约束馈线负荷变化比例因子，在现状负荷满足n-1安全准则下，有γj,k≥1。
基于等负荷增长率的供电能力计算模型中主变k停运情况下最大负荷变化比例因子γj,k计算模型为：
其中，
遍历所有主变j和与其相联络的所有主变，得到不同主变匹配对的γj,k并取其最小值，即为相应计算单元内馈线负荷变化的最大允许增长率γmax：
相应地，变电站i及其下游电网的整体供电能力表示为：
式中：csub,i为变电站i的供电能力，nt,i为变电站i内主变编号集合。
基于等负荷增长率的供电能力计算模型中最大允许增长率γmax可通过以下方法计算得到：
第一步，令
第二步，将j设置为
第三步，将k设置为
第四步，将k从
第五步，将j从
第六步，按照相应计算单元内馈线负荷变化的最大允许增长率γmax计算模型求解γmax。
等负荷增长裕度的供电能力计算模型是假设在现有负荷的基础上，各线路同一时间的负荷增量按各线路最大允许的安全负荷增长裕度(即线路“n-1”最大安全负荷与现有最大负荷之差)乘以某一相同区间负荷增长比例因子得到。
等负荷增长裕度的供电能力计算模型表示为：
maxδ
式中：δ为馈线最大允许的区间负荷增长比例因子；
等负荷增长裕度的供电能力计算模型中的主变k停运情况下最大允许的区间负荷增长比例因子应满足
式中：δj,k为主变k停运后通过联络线向主变j转移负荷时为满足主变j容量约束，馈线最大允许的区间负荷增长比例因子。等负荷增长裕度的供电能力计算模型中的主变k停运情况下最大允许的区间负荷增长比例因子δj,k计算模型为：
等负荷增长裕度的供电能力计算模型中的相应计算单元内最大允许的馈线区间负荷增长比例因子δmax表示为：
等负荷增长裕度的供电能力计算模型中高压变电站i及其下游电网的整体供电能力表示为：
等负荷增长裕度的供电能力计算模型中最大区间负荷增长比例因子可通过以下方法计算得到：
第一步，令
第二步，将j设置为
第三步，将k设置为
第四步，将k从
第五步，将j从
第六步，按照相应计算单元内最大允许的馈线区间负荷增长比例因子计算模型求解δmax。
本发明所述的一种高压变电站供电能力计算方法能够较为准确地计算高压变电站及其下游电网的整体供电能力。在计算站内和站间负荷转移时变电站供电能力时，考虑了变电站主变容量、台数、站内站外主变间的联络方式、主变中压出线现状最大负荷和安全最大负荷，以及负荷的变化趋势。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。