一种电网调控系统用输电线路动态增容方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种电网调控系统用输电线路动态增容方法和系统，所述系统包括数据处理模块、实时计算模块、增容分析模块和图形可视化模块；所述数据处理模块，用于输变电系统中获取装置采集数据；以线路为单位对接收到的装置数据进行整合与辨识；所述实时计算模块，用于使用辨识后的数据实时进行输电线路动态载流量计算；所述增容分析模块，用于对电网进行静态安全评估分析以及对各时段线路增容的必要性和可行性进行预测，并将其结果数据发送到所述图形可视化展示模块；本发明专利技术从设备安全和电网安全两方面对动态增容过程进行安全评估，确保动态增容的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网动态增容方法和系统，具体涉及一种电网调控系统用输电线路动态增容方法和系统。
技术介绍
动态增容在不突破现有安全规程的前提下，通过实时采集数据来计算线路当前时刻的动态载流量，充分利用输电线路客观存在的隐性容量。动态增容技术能够在负荷高峰时段带来显著的经济效益，具有良好的应用前景。目前对于动态增容的研究大多是基于输变电系统，对单个输电线路进行分析，研究的范围主要集中在数据采集和计算方面。由于不具备完整的电网模型和运行方式，仅能通过从调度系统远程获取实时运行数据来监控单条线路的安全，缺乏对电网安全的分析。而实际电网调度运行中，不仅需要考虑单个设备的安全，还需要保证整个电网运行时的静态安全，这使得传统基于设备层面的动态增容计算结果在实际调度应用时的准确性和可信度都受到一定影响。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种电网调控系统用输电线路动态增容方法和系统，本专利技术从设备安全和电网安全两方面对动态增容过程进行安全评估，确保动态增容的安全性。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：一种电网调控系统用输电线路动态增容方法，所述方法包括如下步骤：(1)从输变电系统中获取装置采集数据，包括设备状态数据和微气象数据，电网调控系统对所述采集数据进行接收、解析并写入数据库；(2)以线路为单位对接收到的装置数据进行整合与辨识，根据不同数据类型对于线路载流量的影响，选择一组最保守数据；(3)使用辨识后的数据实时进行输电线路动态载流量计算；根据电网断面定义，对包含动态增容线路的断面进行动态功率限额计算；(4)构建电网实时断面，基于所述电网实时断面和输电线路动态载流量计算结果，对电网进行静态安全评估分析，评估动态增容过程的电网安全；(5)基于所述电网实时断面，从省调获取计划和预测数据，构建未来一段时间的
多时段电网预测断面，结合输电线路动态载流量计算结果进行潮流分析，对各时段线路增容的必要性和可行性进行预测。优选的，所述步骤(1)包括如下步骤：步骤1-1、将导线状态、微气象从输变电系统数据库中导出标准E格式数据文件，所述E格式数据文件的文件名和文件内容都包含了数据采集时标；所述E格式数据文件导出周期为1分钟；步骤1-2、将所述E格式文件通过FTP方式上传到电网调控系统安全III区WEB服务器指定目录下，经由反向隔离装置传送到电网调控系统安全II区动态增容服务器对应目录下；步骤1-3、动态增容服务器上部署文件接口程序，对所述数据文件进行检测、解析，基于调控系统的数据存储服务，调用实时库接口将解析结果写入实时数据库，同时调用采样接口将解析数据写入历史数据库。优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：步骤2-1、对所述装置数据中的缺失数据进行补充，当导线温度、环境温度单个量测数据缺失时，利用这些数据缓慢变化的特性，以历史采样数据的移动平均值来进行补充；步骤2-2、对风向角数据进行转换；步骤2-3、以线路为单位，将装置数据按类型进行整合，计算每种类型数据的平均值，并设定偏离门槛值，当某个数据偏离平均值达到门槛值时，将该数据从组中剔除，每次剔除一个数据，重复该步骤，直到组中没有异常数据，即完成装置数据辨识处理；步骤2-4、经过数据辨识处理后，根据每种数据类型对于导线载流量的贡献，分别选择使载流量和设备状态最保守的数值，作为线路数据辨识的最终结果。优选的，所述步骤2-2包括如下步骤：步骤2-2-1、对线路杆塔进行建模，以正北方向为基准，维护其与前后杆塔的角度，并维护装置与杆塔的隶属关系；步骤2-2-2、接收到风向角数据后，根据装置对应的杆塔模型计算风向与前后导线的相对夹角，转换成锐角；步骤2-2-3、选择正弦值较小的角度作为最终的风向角数据。优选的，所述步骤3包括如下步骤：步骤3-1、采用所述数据辨识后的完整线路数据，根据导线热稳定平衡方程分别计算导线允许温度为70℃和80℃时对应的动态载流量，其中70℃对应了电网正常运行条件下
的线路电流限值，用于正常情况下的线路安全监控以及动态增容预测分析中；80℃则对应了电网故障状态下的线路电流限值，用于计算电网断面动态功率限额以及增容过程中N-1静态安全评估；步骤3-2、使用线路动态故障载流量计算结果替代静态故障电流限值，按式将电流折算成断面功率，式中，UN为额定电压，单位为kV,为功率因数；w为断面潮流转移比，P为断面功率，If,min表示取断面所有线路动态故障载流量中的最小值；所述线路动态故障载流量计算结果为所述电网故障状态下的线路电流限值的计算结果。优选的，所述步骤4包括如下步骤：步骤4-1、从电网调控系统安全I区调控系统高级应用的状态估计应用中获取电网模型和实时运行数据构建所述电网实时断面；步骤4-2、对于动态增容线路，使用实时计算的线路动态故障电流限值替代数据库中线路故障静态电流限值；步骤4-3、采用调控系统高级应用模块中的电网静态安全分析方法对电网静态安全进行分析，若不出现线路或断面越限情况，则表明此时增容过程是满足电网静态安全的。优选的，所述步骤5包括如下步骤：步骤5-1、从电网调控系统安全I区调控系统高级应用的状态估计应用中获取电网模型和实时运行数据构建电网实时断面作为基态断面；步骤5-2、从省调系统获取日前发电计划、超短期负荷预测、检修计划数据并解析写入本地实时库；步骤5-3、以n分钟为一个断面周期，从计划和预测数据中抽取未来一段时间的数据，根据省地调控系统设备建立的映射关系，将解析到的设备数据叠加到基态断面中，形成m个预测断面；步骤5-4、对构建的m个预测断面进行潮流计算，分析各时段出现的线路电流和电网稳定断面的越限风险；步骤5-5、针对所述越限风险，采用当前气象条件进行分析，判断线路动态载流量或断面功率限额是否能够消除对应时段的越限风险，若能够消除越限，则表示该线路具备动态增容条件，给出具体的增容时段和可增容量；否则表示该线路仍存在越限风险，给出预警。优选的，一种电网调控系统用输电线路动态增容系统，所述系统包括数据处理模块、实时计算模块、增容分析模块和图形可视化模块；所述数据处理模块，用于输变电系统中获取装置采集数据，包括设备状态数据和微气象数据，电网调控系统对所述采集数据进行接收、解析并写入数据库；以线路为单位对接收到的装置数据进行整合与辨识，将辨识后的线路参数实时发送到所述实时计算模块；所述实时计算模块，用于使用辨识后的数据实时进行输电线路动态载流量计算；根据电网断面定义，对包含动态增容线路的断面进行动态功率限额计算，将线路动态载流量计算结果发送到所述增容分析模块；所述增容分析模块，用于对电网进行静态安全评估分析以及对各时段线路增容的必要性和可行性进行预测，并将其结果数据发送到所述图形可视化展示模块；所述图形可视化展示模块，基于基础平台的图形功能对静态安全评估分析结果和各时段线路增容的预测结果进行可视化展示；基于WEB基础服务对动态增容画面和功能进行发布，省地调度系统通过电网调控系统安全III区中的WEB客户端登录进行查看。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出动态增在调控系统应用的总体实施方案，突破传统基于输变电系统的动态增容技术在电网模型和方式方面的局限性，从全网的角度来进行增容分析以及安全评估，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网调控系统用输电线路动态增容方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)从输变电系统中获取装置采集数据，包括设备状态数据和微气象数据，电网调控系统对所述采集数据进行接收、解析并写入数据库；(2)以线路为单位对接收到的装置数据进行整合与辨识，根据不同数据类型对于线路载流量的影响，选择一组最保守数据；(3)使用辨识后的数据实时进行输电线路动态载流量计算；根据电网断面定义，对包含动态增容线路的断面进行动态功率限额计算；(4)构建电网实时断面，基于所述电网实时断面和输电线路动态载流量计算结果，对电网进行静态安全评估分析，评估动态增容过程的电网安全；(5)基于所述电网实时断面，从省调获取计划和预测数据，构建未来一段时间的多时段电网预测断面，结合输电线路动态载流量计算结果进行潮流分析，对各时段线路增容的必要性和可行性进行预测。

【技术特征摘要】
1.一种电网调控系统用输电线路动态增容方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)从输变电系统中获取装置采集数据，包括设备状态数据和微气象数据，电网调控系统对所述采集数据进行接收、解析并写入数据库；(2)以线路为单位对接收到的装置数据进行整合与辨识，根据不同数据类型对于线路载流量的影响，选择一组最保守数据；(3)使用辨识后的数据实时进行输电线路动态载流量计算；根据电网断面定义，对包含动态增容线路的断面进行动态功率限额计算；(4)构建电网实时断面，基于所述电网实时断面和输电线路动态载流量计算结果，对电网进行静态安全评估分析，评估动态增容过程的电网安全；(5)基于所述电网实时断面，从省调获取计划和预测数据，构建未来一段时间的多时段电网预测断面，结合输电线路动态载流量计算结果进行潮流分析，对各时段线路增容的必要性和可行性进行预测。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤：步骤1-1、将导线状态、微气象从输变电系统数据库中导出标准E格式数据文件，所述E格式数据文件的文件名和文件内容都包含了数据采集时标；所述E格式数据文件导出周期为1分钟；步骤1-2、将所述E格式文件通过FTP方式上传到电网调控系统安全III区WEB服务器指定目录下，经由反向隔离装置传送到电网调控系统安全II区动态增容服务器对应目录下；步骤1-3、动态增容服务器上部署文件接口程序，对所述数据文件进行检测、解析，基于调控系统的数据存储服务，调用实时库接口将解析结果写入实时数据库，同时调用采样接口将解析数据写入历史数据库。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：步骤2-1、对所述装置数据中的缺失数据进行补充，当导线温度、环境温度单个量测数据缺失时，利用这些数据缓慢变化的特性，以历史采样数据的移动平均值来进行补充；步骤2-2、对风向角数据进行转换；步骤2-3、以线路为单位，将装置数据按类型进行整合，计算每种类型数据的平均值，并设定偏离门槛值，当某个数据偏离平均值达到门槛值时，将该数据从组中剔除，每次剔除一个数据，重复该步骤，直到组中没有异常数据，即完成装置数据辨识处理；步骤2-4、经过数据辨识处理后，根据每种数据类型对于导线载流量的贡献，分别选择使载流量和设备状态最保守的数值，作为线路数据辨识的最终结果。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤2-2包括如下步骤：步骤2-2-1、对线路杆塔进行建模，以正北方向为基准，维护其与前后杆塔的角度，并维护装置与杆塔的隶属关系；步骤2-2-2、接收到风向角数据后，根据装置对应的杆塔模型计算风向与前后导线的相对夹角，转换成锐角；步骤2-2-3、选择正弦值较小的角度作为最终的风向角数据。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：步骤3-1、采用所述数据辨识后的完整线路数据，根据导线热稳定平衡方程分别计算导线允许温度为70℃和80℃时对应的动态载流量，其中70℃对应了电网正常运行条件下的线路电流限值，用于正常情况下的线路安全监控以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，冯树海，姚建国，朱斌，杨胜春，苏大威，於益军，霍雪松，张明，吴海伟，刘俊，汤必强，王礼文，石飞，潘玲玲，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司，国网江苏省电力公司南京供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32