一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误方法及装置与流程

1.本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误方法，还涉及一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误装置。


背景技术：

2.长期以来，低频低压减负荷装置作为安全稳定第三道防线的重要技术装备，为保证电力系统安全稳定运行和防止大停电事故的发生发挥了重要作用。传统的低频低压减负荷装置只反应于就地电气量的变化而实施切除本地确定的负荷线，这一方面有利于保证装置本身动作的可靠性，但另一方面却不利于系统整体控制行为的协调和优化，甚至在国外电力系统的大停电事故中，已经发现低频低压减负荷装置不能及时、正确地反映于系统动态的情形，这也是电力系统的发展所导致系统稳定特性复杂化的一个体现。
3.随着分布式电源、微电网、储能、电动汽车等新型用能设备广泛接入，电力供需形态呈现多样化特征，负荷特性呈现明显差异性和互补性。原来的传统负荷线路具备“源荷”双重特征的比重不断上升。经统计分析：分布式光伏不发电时，低频减载负荷控制率可以满足要求；分布式光伏发电时，低频减载负荷控制率降低，不能满足要求。同一时刻，当分布式光伏出力越大时，低频减载负荷控制率降低幅度越大；随着分布式光伏并网规模增大，光伏出力大时段，低频减载负荷控制率逐步下降。这些新情况使得电网的第三道防线低频低压减负荷措施出现了不适应性，主要是装置动作时难以实时区分负荷线、电源线或停运线路，有可能切除小电源线，严重影响系统频率稳定。
4.同时，在变电站长期运行中，伴随元件检修、负荷转供等各种运维的情况，导致负荷线挂接母线的状态是变化的，而目前低频减载装置不能正确识别变电站接线方式，当变电站母线在分列运行时，低频减载装置动作可能误切正常运行母线挂接的负荷线。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误方法，准确识别负荷线路的挂接状态，防止误切。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下。
7.第一方面，本发明提供了一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误方法，包括以下过程：
8.获取预设需切负荷线路，搜索得到需切负荷线路的挂接母线；
9.若挂接母线与实际并列高压母线不一致，则报负荷线路出口设置异常；
10.若判断预设需切负荷线路功率为负或负荷线路出口设置异常，则计算该负荷线路前一日的功率平均值，从同一组高压母线并列的负荷线路中选择当前功率与之接近的负荷线路作为替选被切线路。
11.可选的，所述搜索得到需切负荷线路的挂接母线，包括：
12.对变电站内负荷线路与母线间、母线与变压器间、母线与母线间的开关进行采样，
获得开关的实时状态；
13.根据变压器与母线间开关状态以及母线与母线间开关状态，搜索得到变压器的并联母线；将含有任一相同并联母线的变压器纳入同一电压等级分组中，同一组别内的变压器及各自并联母线均为并列元件；
14.根据负荷线路与同电压等级的母线间的开关状态以及母线与母线间开关状态，搜索得到负荷线路的并联母线；
15.根据负荷线路的并联母线，搜索各分组内中低压并联母线，如负荷线路的并联母线包含在分组的并联母线之内，则分组内的高压并联母线均标记为该负荷线路的高压并列母线，此高压并列母线即是负荷线路的挂接母线。
16.可选地，在对开关采样之前，还包括：
17.对变电站内负荷线路与母线间、母线与变压器间、母线与母线间的开关采用数学组合方式设置，单个负荷线路与母线间开关按母线数量设置，单段母线与变压器间开关按变压器数量设置。
18.可选的，在对开关采样后，还包括：将按照数学组合设置的但在变电站中实际没有使用的开关标记为断开。
19.可选的，所述根据变压器与母线间开关状态以及母线与母线间开关状态，搜索得到变压器的并联母线；包括：
20.根据变压器与高压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该高压侧母线标记为变压器的高压并联母线；再根据该高压并联母线的母联开关状态，将其他与高压并联母线间母联开关处于合位的母线也标记为变压器的高压并联母线；
21.根据变压器与中压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该中压侧母线标记为变压器的中压并联母线；再根据该中压并联母线的母联开关状态，将其他与该中压并联母线间母联开关处于合位的母线也标记为变压器的中压并联母线；
22.根据变压器与低压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该低压侧母线标记为变压器的低压并联母线；再根据该低压并联母线的母联开关状态，将其他与该低压并联母线间开关处于合位的母线也标记为变压器的低压并联母线。
23.可选的，所述根据负荷线路与同电压等级的母线间的开关状态以及母线与母线间开关状态，搜索得到负荷线路的并联母线；包括：
24.根据负荷线路与同电压等级的母线间的开关状态，当开关处于合位时，将该母线标记为该负荷线路的并联母线，根据该并联母线的母联开关状态，将其他与该并联母线间开关处于合位的母线标记为该负荷线路的并联母线。
25.第二方面，本发明提供了一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误装置，包括：
26.挂接母线搜索模块，用于获取预设需切负荷线路，搜索得到需切负荷线路的挂接母线；
27.需切线路判断模块，用于判断若挂接母线与实际并列高压母线不一致，则报负荷线路出口设置异常；
28.替切线路选择模块，用于判断若预设需切负荷线路功率为负或负荷线路出口设置异常，则计算该负荷线路前一日的功率平均值，从同一组高压母线并列的负荷线路中选择
当前功率与之接近的负荷线路作为替选被切线路。
29.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明能准确识变电站内负荷线挂接的母线；在母线分列运行模式下，根据负荷线路与母线的并列关系，低频减载装置动作时能准确切除与高压侧母线并列的中低压侧负荷线路，防止误切。
附图说明
30.图1为本发明实施例提供的典型110kv变电站接线示意图；
31.图2为本发明实施例提供的一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的分层搜索方法的流程图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
33.实施例1
34.本发明的一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误方法，按照不同电压等级之间的分层搜索并列的负荷线路、主变、母线，准确识别负荷线路的挂接状态，防止误切负荷线路。参见图2所示，包括如下步骤：
35.步骤1.对变电站内负荷线路与母线间、母线与变压器间、母线与母线间的开关采用数学组合方式建模，单个负荷线路与母线间开关按母线数量设置，单段母线与变压器间开关按变压器数量设置，母线与母线间开关按组合方式设置母联开关。
36.步骤2.对变电站内负荷线路与母线间、母线与变压器间、母线与母线间的开关进行采样，获得开关的实时状态，步骤1中根据数学枚举的开关在变电站中实际没有使用的标记为断开。
37.与变压器连接的母线分为高压侧母线、中压侧母线、低压侧母线。
38.步骤3.首先从变压器1(主变1)开始，根据主变1与高压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该高压侧母线标记为主变1的高压并联母线；再根据该高压并联母线的母联开关状态，将其他与该高压并联母线间母联开关处于合位的母线也标记为主变1的高压并联母线。
39.步骤4.根据变压器主变1与中压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该中压侧母线标记为主变1的中压并联母线；再根据该中压并联母线的母联开关状态，将其他与该中压并联母线间母联开关处于合位的母线也标记为主变1的中压并联母线。
40.步骤5.根据主变1与低压侧母线间开关状态，当开关处于合位时，将该低压侧母线标记为主变1的低压并联母线；再根据该低压并联母线的母联开关状态，将其他与该低压并联母线间开关处于合位的母线也标记为主变1的低压并联母线。
41.步骤6.根据站内其他主变的顺序，重复步骤3、4、5，获得站内所有主变的高压、中压、低压并联母线。
42.步骤7.根据所有主变的高压、中压、低压并联母线，将含有任一相同并联母线的主变纳入同一电压等级分组中，即同一组别内的主变及各自并联母线均为并列元件。同一电压等级为一层，不同电压等级之间形成分层。
43.也就是说，变压器t1并联的高压、中压、低压母线与变压器t2并联的高压、中压、低压母线有交集的，则变压器t1、变压器t2及其并联的高压、中压、低压母线均为并列元件。并列是指电力系统中的元件电气连接为一个同步系统，有相同的频率和相位。
44.例如，母线1既是主变1的并联母线，又是主变2的并联母线，则主变1、主变2及这2台主变所并联的母线都是并列的，可看成同一组。
45.步骤8.从中低压侧单个负荷线路开始，首先根据负荷线路与同电压等级的母线间的开关状态，当开关处于合位时，将该母线标记为该负荷线路的并联母线，根据该并联母线的母联开关状态，将其他与该并联母线间开关处于合位的母线也标记为该负荷线路的并联母线。
46.步骤9.根据单个负荷线路的并联母线，搜索步骤7内各分组内中低压并联母线，如负荷线路的并联母线包含在分组的并联母线之内，则分组内的高压并联母线均标记为该负荷线路的高压并列母线。与负荷线路并列的高压并列母线都是负荷线路的挂接母线。
47.步骤10.根据站内中、低压侧其他负荷线路的顺序，重复步骤8、9搜索过程，获得站内所有负荷线路的高压并列母线，即获得所有负荷线路的挂接母线。
48.本发明中将此识别负荷线路的挂接母线方案应用到低频减载装置中，搜索负荷线路挂接状态，防止现场装置的设置与实际挂接状态不一致，同时在此情况下，如果低频减载装置动作，能够选择正确线路切除，防止误动。
49.步骤11.当高压母线间的母联开关打开，即高压母线分列运行时，出现预设需切负荷线路的挂接母线与实际并列高压母线不一致时(即需切负荷线路实际与高压母线没有电气联接)，报负荷线路出口设置异常，提醒运维人员注意并处理。
50.步骤12.若异常没有处理，那么低频减载装置动作时，应该切除与该高压母线有电气连接的负荷线路。如预设需切负荷线路功率为负或负荷线路挂接母线不一致，则计算该负荷线路前一日每个15分钟的功率平均值(扣除功率为负的点)，从同一组高压母线并列的负荷线路中选择当前功率与之接近的负荷线路作为替选被切线路，确保装置正确动作，不会误切。
51.本发明将识别负荷线路挂接母线方案应用到低频减载装置的切负荷中，使得低频减载装置能正确识别变电站接线方式，自动选择可替代负荷线切除，保障电网的安全稳定运行。
52.实施例2
53.以下结合附图1与附图2对本发明作进一步描述。采集主变高压侧110kv母线三相电压，计算110kv母线正序频率f1、f2，110kv母线正序电压u1、u2。采集母联开关hb[00]、mb[00]、lb[00]，主变高中低侧与母线间开关hbt[00]、hbt[10]、mbt[00]、mbt[10]、lbt[00]、lbt[10]，中压侧负荷线路连接母线的开关mk[01]、mk[02]
…
mk[09]，低压侧负荷线连接母线的开关lk[01]、lk[02]
…
lk[15]。装置采集中压侧负荷线路单相电压、电流，计算中压侧负荷线路有功功率mp1、mp2
…
mp9；采集低压侧负荷线路单相电压、电流，计算低压侧负荷线路有功功率lp1、lp2
…
lp15；同时按15分钟1个点滚动记录所有负荷线路96点有功功率。以上开关状态为合则置1，为分则置0。
[0054]
具体搜索的步骤见下：
[0055]
1、对母线与变压器间的开关采用数学组合方式建模，不存在的开关标记为断开
(符号
“╳”
)，其余开关标记为存在(符号
“○”
)，见表1；
[0056]
表1母线、变压器开关组合
[0057][0058]
同一电压等级母线与母线间的开关采用数学组合方式建模，不存在的开关标记为断开(符号
“╳”
)，其余开关标记为存在(符号
“○”
)，见表2、3、4；
[0059]
表2 110kv母线、母线开关组合
[0060][0061]
表3 35kv母线、母线开关组合
[0062][0063][0064]
表4 10kv母线、母线开关组合
[0065][0066]
负荷线路与母线间采用数学组合方式建模，不存在的开关标记为断开(符号
“╳”
)，其余开关标记为存在(符号
“○”
)，见表5、6。
[0067]
表5 35kv负荷线、母线开关组合
[0068][0069]
表6 10kv负荷线、母线开关组合
[0070]
[0071][0072]
2、搜索变压器t1的高压并联母线：根据步骤1存在的开关，当hbt[00]为1，则将变压器t1对应的110kv母线i的状态t1_hb1(高压并联母线状态)置为1；当母联hb[00]为1，则将变压器1对应的110kv母线2的状态t1_hb2置为1，当母联hb[00]为0，则将变压器t1对应的110kv母线2的状态t1_hb2置为0。
[0073]
3、搜索变压器t1的中压并联母线：根据步骤1存在的开关，当mbt[00]为1，则将变压器t1对应的35kv母线i的状态t1_mb1置为1；当母联mb[00]为1，则将变压器t1对应的35kv母线2的状态t1_mb2置为1，当母联mb[00]为0，则将变压器1对应的35kv母线2的状态t1_mb2置为0。
[0074]
4、搜索变压器t1的低压并联母线：根据步骤1存在的开关，当lbt[00]为1，则将变压器t1对应的10kv母线i的状态t1_lb1置为1；当母联lb[00]为1，则将变压器t1对应的10kv
母线2的状态t1_lb2置为1，当母联lb[00]为0，则将变压器t1对应的10kv母线2的状态t1_lb2置为0。
[0075]
5、根据步骤2，3，4，得到变压器t1对应的高压、中压、低压并联母线状态；对变压器t2，重复步骤2、3、4，得到变压器t2对应的高压、中压、低压并联母线状态。
[0076]
6、如变压器t1并联的高压、中压、低压母线与变压器t2并联的高压、中压、低压母线有交集的，则变压器t1、变压器t2及其并联的高压、中压、低压母线均为并列元件。
[0077]
7、检测35kv负荷线路3501的开关mk[01]，当mk[01]为合时，则35kv母线i为负荷线3501的并联母线；再根据步骤5、6，如果变压器t1、t2为并列元件，当35kv母线i为变压器t1、t2的并列元件时，则与变压器t1、t2并列的高压母线均为负荷线路3501的并联高压母线；如变压器t1、t2不并列，当35kv母线i为变压器t1的并列元件时，则与变压器t1并列的高压母线均为负荷线3501的并联高压母线；当35kv母线i为变压器t2的并列元件时，则与变压器t2并列的高压母线均为负荷线3501的并联高压母线。
[0078]
8、对站内中低压侧其他负荷线路，重复步骤7，获得所有中低压负荷线路的各自并列高压母线。
[0079]
9、根据装置低频减载的出口设置，如果110kv母线动作出口设定对应的负荷线路与步骤8得到的并联状态不一致时，则报“负荷线路出口设置异常”，提醒运维人员注意。
[0080]
10、减载装置动作时，如预设需切负荷线路功率为负或“该负荷线路出口设置异常”时，则根据该负荷线路前一日每个15分钟的功率平均值(扣除功率为负的点)选择并列母线一致且当前功率与之接近的负荷线路作为替选被切线路。p
i
为负荷线路第i时刻的功率。
[0081]
实施例3
[0082]
基于与实施例1同样的发明构思，本发明还提供了一种低频减载下识别负荷线路挂接母线的防误装置，包括：
[0083]
挂接母线搜索模块，用于获取预设需切负荷线路，搜索得到需切负荷线路的挂接母线；
[0084]
需切线路判断模块，用于判断若挂接母线与实际并列高压母线不一致，则报负荷线路出口设置异常；
[0085]
替切线路选择模块，用于判断若预设需切负荷线路功率为负或负荷线路出口设置异常，则计算该负荷线路前一日的功率平均值，从同一组高压母线并列的负荷线路中选择当前功率与之接近的负荷线路作为替选被切线路。
[0086]
本发明系统中各模块的具体实现方案参见实施例1方法的各步骤过程。
[0087]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0088]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0089]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0090]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0091]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。