一种配电网运行可靠性评估及优化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种包括：GIS接口、数据库、服务器、若干客户端，客户端连接服务器，服务器连接数据库，数据库与GIS接口相连，GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、趋势数据、拓扑数据；数据库用于存储第一类数据；服务器用于可靠性评估及优化，客户端用于获得最终结果，服务器包括潮流分析模块、短路分析模块、可靠性分析模块，潮流分析模块、短路分析模块连接可靠性分析模块，可靠性分析模块连接客户端、GIS接口和数据库，服务器包括二次开发编程API库，可靠性分析模块连接开发编程API库。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网运行可靠性评估及优化系统
本专利技术涉及一种配电网运行可靠性评估及优化系统，具体涉及一种基于FEMA的配电网运行可靠性评估及优化系统。本专利技术属于电力系统领域。
技术介绍
电力是国家的基础产业与能源支柱，电力产业是几乎当今一切工业的基石，为经济社会的可持续发展提供能源保障。电网是维系电力供需的纽带，电网安全关系国家安全、经济发展和社会和谐，是社会公共安全的重要组成部分。随着各地方比如南宁电网规模的不断扩大，电力资源得到进一步优化配置，但随着客户全方位服务工作的全面深化开展，电网的可靠运行却迎来了新的挑战。配电用户对于供电可靠性要求越来越高，供电局内部对于供电可靠性的考核也愈发严格。但是统计考核，从管理上来说，更多的是事后的管理措施。如何能够做到，事前评估、事中预防、事后统计，从日常运行到规划阶段就实现对可靠性的有效管理，从根本上提高配电网运行的可靠性水平，具有重大的理论和现实意义。伴随着电网规模的扩大，每次停电故障可能造成的平均负荷损失也随之增大。因此，优化配电网的负荷、潮流分布，提高电网可靠性、确保电网紧急安全运行已成为配电网运行当前面临的紧迫问题。电力系统本质上运行在不确定的环境中。重要电力相关设备的随机停运引起系统潮流转移，而恶劣的气候环境和过负荷等条件又导致原件故障率的增加，起到推波助澜的作用，最终酿成停电事故。因此，评估电力系统在实时运行过程中的概率可靠性，并以此为依据制定合理的辅助决策，是保证电力系统经济可靠运行的重要途径。20世纪30年代的电力系统已经建立了调度中心，但调度员仅能凭运行经验指挥系统的运行，无法对运行中的电力系统进行客观的性能评价。20世纪70年代中期出现了能量管理系统，经过多年的研究和开发，EMS系统已具有实时的预想事故分析和安全约束调度等安全评估和控制的功能。伴随着计算机技术和通信技术的飞速发展，20世纪90年代出现了广域测量系统，为电力系统在线动态安全评估和控制提供了重要的技术支持。20世纪90年代末至今，一个重要的进展就是将概率的思想引入在线运行评估中，能够计及多种不确定因素的影响。可以看到，当前电力系统评估理论和技术的发展出现了如下显著的趋势：(1)从离线分析到在线分析。调度运行方式的计算分析过去都是离线进行的，随着计算机技术的发展，静态和动态安全评估都已基本实现了在线计算；常规可靠性评估主要应用于规划方式的离线计算，基于并行计算等技术，常规可靠性评估也实现了在线应用；基于风险的静态安全正逐步实现在线应用。(2)从确定性分析到概率分析。电力系统规划和运行中，确定性的N-1或N-m准则已经被电力工业界广为接受。但人们逐渐认识到如元件故障和负荷预测等存在的不确定性，将概率的方法引入系统安全性和可靠性的评估得到了学术界的广泛认可，常规可靠性评估、运行风险评估和运行可靠性评估等理论就是建立在概率基础上的评估方法。(3)从静态分析到动态分析。目前基于EMS/SCADA的静态安全评估已经成熟化，基于EMS/WAMS的动态安全评估软件也正逐步走向实用化。然而，由于动态安全评估方法复杂，即使仅考虑确定性因素，其计算过程尚且需要大量的时间，因而动态安全评估与概率方法的结合目前尚难以满足在线计算的需求。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种配电网运行可靠性评估及优化系统。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、服务器、若干客户端，客户端连接服务器，服务器连接数据库，数据库与GIS接口相连。前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、趋势数据、拓扑数据；数据库用于存储第一类数据；服务器用于可靠性评估及优化，客户端用于获得最终结果。前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：服务器包括潮流分析模块、短路分析模块、可靠性分析模块，潮流分析模块、短路分析模块连接可靠性分析模块，可靠性分析模块连接客户端、GIS接口和数据库。前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：服务器包括二次开发编程API库，可靠性分析模块连接开发编程API库。前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：潮流分析模块中潮流计算的出发点为网络方程(I＝Y·U)和功率方程(S＝U·I^*)；对于给出未知节点电压和给定节点功率的二次非线性方程系统，从功率方程消除节点电流的矢量来减小负载流；其中I是节点电流矢量，U是节点电压矢量，Y是网络导纳矩阵，S是节点功率矢量。计算方法包括：拓展的牛顿迭代法；电流迭代法；牛顿-拉夫逊法；电压降(仅适用于径向弱网状网络)；直流潮流。前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：短路分析模块根据故障类型建立对应的短路电流模型，故障类型包括三相短路、单项接地短路、两相短路、两相接地短路、特殊短路，特殊短路模型中可以通过改变短路计算参数来定义任意的短路类型；前述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：初始短路电流Ik″通过IEC标准或叠加法计算；初始短路功率Sk″根据出现的故障类型计算：对称故障：非对称和特殊故障：Un为标称系统电压；峰值短路电流Ip根据IEC标准计算，短路开断电流Ib和稳态电流Ik根据不同网络类型计算：非网格网络供给短路：Ib＝∑iIbi，Ibi代表与故障节点相连的有源元件i的开断电流；单供给短路：Ib＝Ibi，Ibi代表与故障节点相连的有源元件i的开断电流；网格网络供给短路：Ik＝IkOM″，IkOM″是不考虑电机的初始短路电流；非网格网络供给短路：Ik＝∑iIki，Iki代表与故障节点相连元件i的稳态电流；单供给短路：Ik＝Iki，Iki代表与故障节点相连元件i的稳态电流；当计算不对称和特殊故障，Ib＝Ik″；热短路电流Ith计算公式为：短路功率的直流分量的计算：其中f为频率，t为短路持续时间，R/X为阻抗的虚部，R/X根据等效频率法计算；非对称电流开断计算为：Ib代表开断电流，idc代表短路电流的直流分量；对称的1/2周期电流电流按如下公式计算：故障位置的阻抗Zk1在正序系统的导纳矩阵；非对称的1/2周期电流Iasy按如下公式计算：对称的开断电流按如下公式计算：对称稳态电流按如下公式计算：Zkk1是故障位置的阻抗。本专利技术的有益之处在于：本专利技术在事前就对可靠性以及潮流优化效果进行评估，在工作中可以重点关注供电可靠性与配网运行潮流的薄弱环节，在规划中可以评估未来规划网络的运行可靠性水平与重点用户的供电水平。对于提供配电网的规划和供电水平具有积极的意义。附图说明图1是本专利技术一种配电网运行可靠性评估及优化系统的一个优选实施的结构示意图；图2是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例总的线功率流示意图；图3是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例馈线示意图；图4是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例同步机和异步机参与示意图；图5是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例不允许转运网络功率流示意图；图6是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例允许转运网络功率流示意图；图7是本专利技术一种潮流分析系统及运行方法实施例传输分布因子示意图；图8是本专利技术单网络短路的结构示意图；图9是本专利技术短本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、服务器、若干客户端，客户端连接服务器，服务器连接数据库，数据库与GIS接口相连。

【技术特征摘要】
1.一种配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、服务器、若干客户端，客户端连接服务器，服务器连接数据库，数据库与GIS接口相连。2.根据权利要求1所述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、趋势数据、拓扑数据；数据库用于存储第一类数据；服务器用于可靠性评估及优化，客户端用于获得最终结果。3.根据权利要求1所述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：服务器包括潮流分析模块、短路分析模块、可靠性分析模块，潮流分析模块、短路分析模块连接可靠性分析模块，可靠性分析模块连接客户端、GIS接口和数据库。4.根据权利要求3所述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：服务器包括二次开发编程API库，可靠性分析模块连接开发编程API库。5.根据权利要求3所述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：潮流分析模块中潮流计算的出发点为网络方程(I＝Y·U)和功率方程(S＝U·I^*)；对于给出未知节点电压和给定节点功率的二次非线性方程系统，从功率方程消除节点电流的矢量来减小负载流；其中I是节点电流矢量，U是节点电压矢量，Y是网络导纳矩阵，S是节点功率矢量。计算方法包括：拓展的牛顿迭代法；电流迭代法；牛顿-拉夫逊法；电压降(仅适用于径向弱网状网络)；直流潮流。6.根据权利要求3所述的配电网运行可靠性评估及优化系统，其特征在于：短路分析模块根据故障类型建立对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶丁涛，李瑾，杜志坚，杨熙，吴燕，李新强，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司南宁供电局，
类型：发明
国别省市：广西,45