一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法技术

本发明专利技术提供一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，对目标电网进行标准化分区；确定目标电网的各分区的电源特性参数；求取分区等值对地参数与分区电源的关系拟合曲线；根据电源增长方式，以短路电流限制为约束条件，求得目标电网的饱和负荷水平。本发明专利技术提出的方法简单、实用且操作性强，实现了对电网饱和负荷水平范围的确定，得到准确且可靠的未来地区电网电力需求预测结果；为保障未来负荷需求预测的准确性提供新的分析手段，为后续的电网规划提供直接的参考和指导，进而保证了地区电网的运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统规划领域，具体涉及一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法。
技术介绍
饱和负荷是体现一个地区负荷发展最终规模的重要指标，可以确定地区电网应有的最大供电能力。目前对饱和负荷水平的研究大多是基于负荷预测的方法来实现，即在总结分析国外发达国家电力消费一般规律、以及我国改革开放以来电力消费增长特点的基础上，充分考虑国家提出的宏伟目标以及我国经济发展所处阶段的特点、能源资源供应约束、产业结构调整、地区优化布局等多种影响因素的变化趋势，利用中长期经济、能源及电力需求情景分析模型，对远景年的电力需求增长趋势进行情景分析，最终给出未来地区电网电力需求预测结果。对于北京、上海、京津唐、长三角等大容量受端电网来说，网架结构密集、负荷需求逐年增加，短路电流超标问题已成为制约电网安全和发展的最重要因素。因此有必要在饱和负荷水平研究中计及短路电流限制这类安全性约束条件，即从远景年网架结构所能承受的最大短路电流出发，分析短路电流贡献来源，从而确定本地电源规模和外受电规模，最终理论推导得出电网饱和负荷水平范围。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，该方法简单、实用且操作性强，实现了对电网饱和负荷水平范围的确定，得到准确且可靠的未来地区电网电力需求预测结果；为保障未来负荷需求预测的准确性提供新的分析手段，为后续的电网规划提供直接的参考和指导，进而保证了地区电网的运行稳定性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，所述方法包括如下步骤：步骤1.对目标电网进行标准化分区；步骤2.确定所述目标电网的各分区的电源特性参数；步骤3.求取分区等值对地参数与分区电源的关系拟合曲线；步骤4.根据电源增长方式，以短路电流限制为约束条件，求得所述目标电网的饱和负荷水平。优选的，所述步骤1包括：根据目标电网的变电站分布情况，将所述目标电网进行标准化分区；所述标准化分区包括一带一型网架分区、二带一型网架分区及三带一型网架分区；所述一带一型网架分区包括一个500kV变电站及以所述500kV变电站为圆心的标准半径内的全部220kV变电站；所述二带一型网架分区包括二个500kV变电站及以各所述500kV变电站为圆心的标准半径内的220kV变电站的并集；所述三带一型网架分区包括三个500kV变电站及以各所述500kV变电站为圆心的标准半径内的220kV变电站的并集；所述标准半径为10到100公里。优选的，所述步骤2包括：2-1.判断所述目标电网中当前所述分区的类型；若当前所述分区为所述一带一型网架分区，则进入步骤2-2；若当前所述分区为所述二带一型网架分区，则进入步骤2-4；若当前所述分区为所述三带一型网架分区，则进入步骤2-6；2-2.根据静态等值方法及IEC60909标准，对所述一带一型网架分区中的500kV层面的电网进行等值处理，得到500kV层面的等值线路，并根据所述等值线路的结构，确定其中的某支路阻抗为所述500kV层面的电源特性参数；2-3.将所述一带一型网架分区的中压母线对地支路的阻抗确定为所述一带一型网架分区中的220kV层面的电源特性参数；进入步骤2-7；2-4.根据静态等值方法及IEC60909标准，对所述二带一型网架分区中的220kV层面和500kV层面的电网分别进行等值处理，得到220kV层面及500kV层面的各等值线路；2-5.根据220kV层面及500kV层面的等值线路的结构，确定其中的某支路阻抗为所述二带一型网架分区中220kV层面或500kV层面的电源特性参数；进入步骤2-7；2-6.将所述三带一型网架分区中的电源规模最小的所述500kV变电站等效至其他两个所述500kV变电站中，简化得到所述二带一型网架分区，返回步骤2-4；2-7.整理当前所述分区的电源特性参数，并返回步骤2-1继续判定下一个所述分区的类型，直到得到所述目标电网中全部分区的各所述电源特性参数。优选的，所述步骤3包括：3-1.绘制所述分区的所述电源特性参数与对应分区电源量的拟合关系图；3-2.根据所述拟合关系图，求得效果参数；3-3.根据所述效果参数判断拟合效果；3-4.得到分区等值对地参数与分区电源的函数关系曲线y＝f(x)；其中，x为分区电源，y为分区等值对地参数。优选的，所述步骤3-2中的所述效果参数包括：SSE、R-square及RMSE；其中，SSE为误差平方和；R-square为确定系数；RMSE为均方根。优选的，所述步骤3-3中的所述根据所述效果参数判断拟合效果的依据包括：a.误差平方和SSE越接近于0，则判定拟合效果越好；b.确定系数R-square越接近1，则判定拟合效果越好；c.均方根RMSE越小，则判定拟合效果越好。优选的，所述步骤4包括：4-1.判定所述目标电网当前的电源增长方式；若所述电源增长方式为电网内部自建电厂方式，则进入步骤4-2；若所述电源增长方式为停止内部电源建设且全部依靠外来电方式，则进入步骤4-3；4-2.以所述目标电网中短路电流最大的220kV母线所在分区为计算起点，求得所述目标电网负荷增加总量及饱和负荷水平；4-3.以所述目标电网中短路电流最大的500kV母线所在分区为计算起点，求得所述目标电网负荷增加总量及饱和负荷水平。优选的，所述步骤4-2包括：d.选取所述目标电网中短路电流最大的220kV母线所在分区；e.根据所述短路电流最大的220kV母线的短路电流值，采用二分法求得该分区的电源特性参数值；f.将所述电源特性参数值带入函数y＝f(x)，求得x值，求得该分区的负荷增加量；g.根据该分区负荷量增加比例，求取所述目标电网中全部分区的负荷增加量；根据所述全部分区的负荷增加量，求得所述目标电网负荷增加总量及饱和负荷水平。优选的，所述步骤4-3包括：h.选取所述目标电网中短路电流最大的500kV母线所在的分区；i.根据所述短路电流最大的500kV母线的短路电流值A，采用二分法求取该分区500kV节点并联导纳值，从而求得对应的阻抗值；j.根据所述目标电网的实际特点，根据待增的外来电受入通道的电压等级、长度、回路数、导线截面及单机电源规模，结合求取的500kV层面阻抗值，求得该分区的负荷增加量；k.根据该分区负荷量增加比例，求取所述目标电网中全部分区的负荷增加量；根据所述全部分区的负荷增加量，求得所述目标电网负荷增加总量及饱和负荷水平。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，对目标电网进行标准化分区；确定目标电网的各分区的电源特性参数；求取分区等值对地参数与分区电源的关系拟合曲线；根据电源增长方式，以短路电流限制为约束条件，求得目标电网的饱和负荷水平。本专利技术提出的方法简单、实用且操作性强，实现了对电网饱和负荷水平范围的确定，得到准确且可靠的未来地区电网电力需求预测结果；为保障未来负荷需求预测的准确性提供新的分析手段，为后续的电网规划提供直接的参考和指导，进而保证了地区电网的运行稳定性。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：1、本专利技术所提供的技术方案中，为求取电网饱和负荷水平提供新的分析手段和技术依据，该方法具有简单、实用、操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.对目标电网进行标准化分区；步骤2.确定所述目标电网的各分区的电源特性参数；步骤3.求取分区等值对地参数与分区电源的关系拟合曲线；步骤4.根据电源增长方式，以短路电流限制为约束条件，求得所述目标电网的饱和负荷水平。

【技术特征摘要】
1.一种基于短路电流约束的电网饱和负荷水平的确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.对目标电网进行标准化分区；步骤2.确定所述目标电网的各分区的电源特性参数；步骤3.求取分区等值对地参数与分区电源的关系拟合曲线；步骤4.根据电源增长方式，以短路电流限制为约束条件，求得所述目标电网的饱和负荷水平。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：根据目标电网的变电站分布情况，将所述目标电网进行标准化分区；所述标准化分区包括一带一型网架分区、二带一型网架分区及三带一型网架分区；所述一带一型网架分区包括一个500kV变电站及以所述500kV变电站为圆心的标准半径内的全部220kV变电站；所述二带一型网架分区包括二个500kV变电站及以各所述500kV变电站为圆心的标准半径内的220kV变电站的并集；所述三带一型网架分区包括三个500kV变电站及以各所述500kV变电站为圆心的标准半径内的220kV变电站的并集；所述标准半径为10到100公里。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：2-1.判断所述目标电网中当前所述分区的类型；若当前所述分区为所述一带一型网架分区，则进入步骤2-2；若当前所述分区为所述二带一型网架分区，则进入步骤2-4；若当前所述分区为所述三带一型网架分区，则进入步骤2-6；2-2.根据静态等值方法及IEC60909标准，对所述一带一型网架分区中的500kV层面的电网进行等值处理，得到500kV层面的等值线路，并根据所述等值线路的结构，确定其中的某支路阻抗为所述500kV层面的电源特性参数；2-3.将所述一带一型网架分区的中压母线对地支路的阻抗确定为所述一带一型网架分区中的220kV层面的电源特性参数；进入步骤2-7；2-4.根据静态等值方法及IEC60909标准，对所述二带一型网架分区中的220kV层面和500kV层面的电网分别进行等值处理，得到220kV层面及500kV层面的各等值线路；2-5.根据220kV层面及500kV层面的等值线路的结构，确定其中的某支路阻抗为所述二带一型网架分区中220kV层面或500kV层面的电源特性参数；进入步骤2-7；2-6.将所述三带一型网架分区中的电源规模最小的所述500kV变电站等效至其他两个所述500kV变电站中，简化得到所述二带一型网架分区，返回步骤2-4；2-7.整理当前所述分区的电源特性参数，并返回步骤2-1继续判定下一个所述分区的类型，直到得到所述目标电网中全部分区的各所述电源特性参数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃琴，张玉红，秦晓辉，韩家辉，贺海磊，张一驰，韩奕，赵珊珊，高超，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11