一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法技术

本发明专利技术提供一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法，属于输配电运行与分析技术领域。本发明专利技术结合电网发展的不同阶段，研究在电网规划建设中如何选取变电站主接线的方法：在传统变电站可靠性评估的基础上，考虑经济性因素，将变电站年投资费用函数与基于元件状态空间的最小割集法建立的可靠性模型相结合，在统一的框架结构下进行定量分析评估，针对110kV电网和220kV电网发展的不同阶段，对电气主接线进行分阶段建模，并进行大量考察调研，量化变电站的可靠性与经济性水平，在保证变电站电气主接线可靠性的前提下，使变电站达到最佳的经济效益，为运行规划人员在决策分析过程中提供有益的帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法
本专利技术属于配电网运行与分析
，具体涉及一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法。
技术介绍
变电站主接线是发电、输电和配电设备中最重要的能量传输点，对变电站主接线进行可靠性和经济性评估具有重要的工程应用意义。电气主接线是电力系统网络结构的关键组成部分，定量分析其可靠性是电力系统可靠性研究的一个重要领域。目前应用于电力系统可靠性计算的常用方法一般有两种：一种是模拟法即蒙特卡罗法(MonteCarlo)、另一种是解析法。其中解析法又可分为以求解逻辑网络为基础的网络法和以解状态空间模型为基础的状态空间法两种。解析法的主要优点是：物理概念清楚、模型精度高。它的主要不足之处在于：计算量随着系统规模增大而急剧增加。模拟法的主要优点是：采样次数与系统规模无关、该方法易于处理系统按时间顺序进行的操作。它的主要不足之处在于计算时间与计算精度的紧密相关性，也就是说，为了获得精度较高的可靠性指标，往往需要很长的计算时间，而且不适合于分析元件可靠性高、相互之间联系紧密的系统。因此需要研究新的变电站主接线可靠性分析方法，综合两种方法的优点，对变电站主接线的可靠性进行科学评估。在保证变电站电气主接线可靠性的前提下，工程应用中还希望变电站的经济效益最好，因此有必要分析变电站电气主接线的经济效益，以此来综合选择最优的主接线方案。同时，在电网投资建设中的不同阶段，用户对电网的经济性和可靠性的要求也不同，专利提出的方法可以直观地分析比较各变电站主接线的可靠性与经济性水平，用以选择能体现综合社会效益的主接线方案。专利技术内容为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法，结合电网发展的不同阶段，研究在电网规划建设中如何选取变电站主接线的方法：在传统变电站可靠性评估的基础上，考虑经济性因素，将变电站年投资费用函数与基于元件状态空间的最小割集法建立的可靠性模型相结合，在统一的框架结构下进行定量分析评估，针对110kV电网和220kV电网发展的不同阶段，对电气主接线进行分阶段建模，并进行大量考察调研，量化变电站的可靠性与经济性水平，在保证变电站电气主接线可靠性的前提下，使变电站达到最佳的经济效益，为运行规划人员在决策分析过程中提供有益的帮助。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：电网不同发展阶段的划分；步骤2：对变电站电气主接线的可靠性进行评估；步骤3：对变电站电气主接线的经济性进行评估。所述步骤1中，电网不同发展阶段可用如下判定函数进行界定，有：f＝k1k2T(1)其中，f表示判定函数；T为电网中电气设备的最大负载率；k1是指由于重要电力用户对电网供电可靠性有特殊要求，考虑该情况时对电网建设影响程度的调整系数；k2是电气设备的过载能力使相应变压器负载率延后情况对电网建设影响程度的调整系数；电网建设不同发展阶段划分为以下三个阶段：(1)f＜25％时，处于电网建设初期；(2)25％＜f＜50％时，处于电网建设过渡期；(3)f＞50％时，处于电网建设完善期。所述步骤2中，将状态空间法与网络法相结合，通过分析元件状态或状态组合对系统最小路径的影响对变电站电气主接线的可靠性进行评估，即采用基于元件状态空间的最小割集法进行变电站电气主接线可靠性的分析计算。所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2‐1：建立电网结构，定义系统范围，列出系统所包括的元件，读入系统拓扑信息和元件可靠性参数；步骤2‐2：利用最小割集法搜索系统故障事件，定义系统故障判据，故障判据为停电为故障，不停电为正常；步骤2‐3：计算系统故障概率和故障频率，累积计算结果并输出计算结果。所述步骤2‐2中，建立元件四状态模型，模型中元件四状态包括元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R；运用状态空间法，设元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R概率分别为PN、PM、PA和PR，因元件处于任一状态的事件是互斥的，则有：PN+PM+PA+PR＝1(2)在稳态情况下，元件的马尔可夫状态方程为：其中，λA为元件从正常状态转变为异常状态的概率；λ'M为元件从异常状态转为检修状态的状态检修概率；λ″M为元件的检修率；λR为元件的故障率；λ'A为元件从异常状态转为故障状态的概率；μR为元件修复率；μM为检修修复率；综合式(2)和(3)可得在稳态情况下在元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R下的概率，具体有：其中，由于隔离开关、电流互感器、电压互感器等元件无计划检修，将上述无计划检修的元件按照可靠性逻辑合并到其端部的母线或断路器中，第i个元件连接有m个元件时，其故障率和修复率分别为λjR和μjR，j＝1,2,3,…,m，则合并时该元件的等效故障率λeqR和等效修复率μeqR分别为：所述步骤2‐3中，系统的故障状态由元件的故障状态或元件状态组合所确定的，假设系统的状态空间为Ω，系统的状态域由工作状态域W和故障状态域F组成，故障状态域F中的状态C，经每次修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：电网不同发展阶段的划分；步骤2：对变电站电气主接线的可靠性进行评估；步骤3：对变电站电气主接线的经济性进行评估。

【技术特征摘要】
1.一种适应电网不同发展阶段的变电站电气主接线评估方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：电网不同发展阶段的划分；步骤2：对变电站电气主接线的可靠性进行评估；步骤3：对变电站电气主接线的经济性进行评估；所述步骤1中，电网不同发展阶段可用如下判定函数进行界定，有：f＝k1k2T(1)其中，f表示判定函数；T为电网中电气设备的最大负载率；k1是指由于重要电力用户对电网供电可靠性有特殊要求，考虑该情况时对电网建设影响程度的调整系数；k2是电气设备的过载能力使相应变压器负载率延后情况对电网建设影响程度的调整系数；电网建设不同发展阶段划分为以下三个阶段：(1)f＜25％时，处于电网建设初期；(2)25％＜f＜50％时，处于电网建设过渡期；(3)f＞50％时，处于电网建设完善期；所述步骤2中，将状态空间法与网络法相结合，通过分析元件状态或状态组合对系统最小路径的影响对变电站电气主接线的可靠性进行评估，即采用基于元件状态空间的最小割集法进行变电站电气主接线可靠性的分析计算；所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2-1：建立电网结构，定义系统范围，列出系统所包括的元件，读入系统拓扑信息和元件可靠性参数；步骤2-2：利用最小割集法搜索系统故障事件，定义系统故障判据，故障判据为停电为故障，不停电为正常；步骤2-3：计算系统故障概率和故障频率，累积计算结果并输出计算结果；所述步骤2-2中，建立元件四状态模型，模型中元件四状态包括元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R；运用状态空间法，设元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R概率分别为PN、PM、PA和PR，因元件处于任一状态的事件是互斥的，则有：PN+PM+PA+PR＝1(2)在稳态情况下，元件的马尔可夫状态方程为：其中，λA为元件从正常状态转变为异常状态的概率；λ'M为元件从异常状态转为检修状态的状态检修概率；λ”M为元件的检修率；λR为元件的故障率；λ'A为元件从异常状态转为故障状态的概率；μR为元件修复率；μM为检修修复率；综合式(2)和(3)可得在稳态情况下在元件正常状态N、元件检修状态M、元件异常状态A和元件故障状态R下的概率，具体有：

【专利技术属性】
技术研发人员：惠慧，赵明欣，崔艳妍，刘伟，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11