考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，基于停电范围评估模块构成了停电范围评估系统。该方法首先根据已有的电力系统网络拓扑连接关系，对该电力系统分区域，同时形成网络关系矩阵以及负荷可转供区域。当某区域发生故障或者检修时，定义了负荷可转供区域容载比，根据该量值实现故障负荷的合理转供，对故障停电范围进行评估。在此基础上，在负荷分配的过程中，考虑了互联线路的约束条件，实现了基于一次负荷转供方法的优化转供策略，进一步缩小故障停电范围。通过仿真和系统分析表明可以有效提高设备的使用效率，实现故障区域负荷合理转供消纳，从而减少故障或者检修带来的停电损失。

Evaluation Method of Integrative Blackout Scope Considering Regional Interconnection Transfer Supply

The invention discloses an integrated blackout scope evaluation method considering the main allocation of regional interconnection and transfer, and constitutes a blackout scope evaluation system based on the blackout scope evaluation module. Firstly, the method divides the power system into regions according to the existing network topological connections, and forms the network relationship matrix and the load transferable region. When a fault or overhaul occurs in a certain area, the capacity-load ratio of the load transferable area is defined, and the reasonable transfer of fault load is realized according to the value, and the fault outage scope is evaluated. On this basis, in the process of load distribution, considering the constraints of interconnected lines, the optimal transfer strategy based on primary load transfer method is realized, and the fault outage scope is further reduced. The simulation and system analysis show that the efficiency of the equipment can be effectively improved, and the load in the fault area can be transferred and absorbed reasonably, so as to reduce the outage loss caused by the fault or maintenance.

【技术实现步骤摘要】
考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法
本专利技术属于电力系统负荷转供领域，尤其涉及考虑电网系统网络拓扑结构以及功率约束条件，对故障区域实现负荷转供。
技术介绍
近年来，随着我国国民经济的持续不断增长，各行各业对电力的需求迅速增长，但由于城市电网建设相对较为滞后，导致电网结构的不合理等问题比较突出，这很难满足用户对电能质量、供电可靠性等的要求。特别是由于第三产业的兴起，电力负荷的结构也发生了变化，中小用户包括居民用电比例逐年上升，导致城市配电系统中的线路越来越长，节点越来越多，结构越来越复杂，因而发生故障的几率也相应增大。当配电网发生故障，需要尽快切除故障设备，然后应尽快地恢复对用户负荷的供电，尽可能减少停电影响的范围，从而大大减少由于停电而造成的社会影响和经济损失等，同时，在故障处理后还应尽可能减少故障后供电网络的损耗，提高供电可靠性，以及均衡分配载荷等性能。配电网在发生故障后，可以通过调整互联开关和分段开关的开合状态来切除线路故障，转移故障影响区内负荷，改变电网的运行方式等，尽可能减小故障影响的范围，从而提高电网运行的经济性和安全性，保证对用户负荷的供电质量。负荷转供因其可以明显降低故障带来的损失，提高系统供电可靠性，而成为电网自动化系统中的重要核心功能之一。目前电力公司广泛使用的方法基本上基于经验性方法给出相应的操作方案，因此，无法进行操作方案最优性的选择而使得最多负荷得到转移，即停电范围最小；当有多个地方出现过负荷，及故障停电时，无法协调地实现负荷转移；无法合理给出重够方案实现设备负载的均衡。同时当前的经验性方法给出的方案往往要求运行调度人员具有很好的经验，对系统设备有很深入的理解及掌握，从而对运行调度人员增加了很大的工作压力。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术基于互联关系，提出一种配电网故障区域负荷转供策略，该策略在配电网正常运行情况下，根据已有的配电网网络拓扑连接关系，形成网络关系矩阵以及负荷转供区域。当配电网主变发生故障或者检修时，首先定义负荷转移小区容载比，实现故障负荷的合理分配。在此基础上，在负荷分配的过程中，考虑了互联线路以及主变容量的约束条件，实现了基于一次负荷转供的优化转供策略。该仿真和分析方法可以有效提高设备的使用效率，实现配电网负荷转供，从而减少故障或者检修带来的停电损失。为实现上述目的，本专利技术具体采用以下技术方案：一种考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：采集主配用一体化系统中的配网各节点的连接数据以及互联线路容量约束数据并初始化；步骤2：根据配网各节点的连接数据，建立网络关系矩阵；步骤3：划分负荷可转供区域；步骤4：计算一级负荷转可转供量；步骤5：判断步骤4所计算的负荷转供量是否满足互联线路容量约束条件，若满足约束，进入步骤6，否则进入步骤7；步骤6：按照一级负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤7：则按优化负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤8：最终评估停电范围。本专利技术进一步包括以下优选方案：在步骤2中，以变电站为核心，将配网中的拓扑划分为n个主区域，每1个变电站所覆盖范围为一个主区域，n个主区域分别编号为1，2，…，n；在各主区域内部进行局部分区，以各变电站管辖的各个主变为核心划分局部分区，一个变电站内有Nn个主变，则划分为Nn个局部区域，分别为N1，N2,…,Nn。定义该区域的网络关系矩阵A为每一主区域中的各个主变划分的局部分区的网络关系式中，若局部区域i和局部区域j之间存在互联关系，则ai,j＝1；若局部区域i和局部区域j之间不存在互联关系，则ai,j＝0，这代表在局部区域i的主变故障或检修时，局部区域j的主变无法直接转供局部区域i主变的负荷。在步骤3中，设局部区域i因故障或检修退出运行时，该局部区域i称为故障区域，定义以此故障区域为核心的所有下级互联区域为负荷可转供区域；所述负荷可转供区域包括一级区域和二级区域，与故障区域直接连接的局部区域为一级区域，与一级区域存在联络关系的局部区域称为二级区域。在步骤4中，在计算一级负荷可转供量时，除直接挂接负荷外，其他馈线负荷按比例分配可转供负荷量，根据下式计算得到局部区域j的可转供功率即可转供负荷量：Pj,T1代表j区域负荷可转供量pi为故障区域i的负荷，pbi为故障区域i的直接挂接负荷，为表示所有区域的容载比之和，rj表示j区域的容载比。在步骤4中，当故障区域为i时，若局部区域j处于负荷可转供区域中，则计算局部区域j的容载比rj；若局部区域j区域不处在负荷可转供区域中，则其容载比rj＝0，故障区域i的自己的容载比ri为0，具体计算公式如下：其中，wk、pk表示故障区域k的额定容量和所载负荷；pbi为故障区域i所有的直接挂接负荷，j∈x表示故障区域j属于x号的变电站，其中所述直接挂接负荷是指每个主区域内，由该主区域变电站内转供即可，不通过变电站站间转供；ajk用于表征局部区域j和局部区域k的互联关系，如果存在互联关系该值为1，不存在互联关系，该值为0；wi表示故障区域i对应主变的额定容量，pi表示故障区域i对应主变的所载负荷量，N表示主区域中主变总台数。在步骤5中，按照以下判据判断步骤4计算得到的一级负荷可转供量是否满足互联线路功率约束条件；G＝MAX{PT1-Ti,0}其中，PT1＝[P1,T1,…,Pj,T1,…,PN,T1]PT1表示一次转供策略中各局部区域的负荷可转供量序列，其中Pj,T1表示当局部区域i故障时，局部区域j的负荷可转供量；Ti表示互联线路容量矩阵T的第i行，即局部区域i与其它局部区域之间的互联线路所能承载的最大容量；G是一个矩阵向量，其中第j列为Gj，表示局部区域i故障时，局部区域j与局部区域i之间的互联线路功率约束条件；当Gj＝0时，表明局部区域i和局部区域j之间的互联线路容量满足负荷转供要求，即没有越限，当Gj＞0时，代表局部区域i和局部区域j之间的互联线路容量不满足一次负荷转供要求。在步骤6中，根据步骤4计算得到的一次负荷转供向量PT1进行转供。在步骤7中，按照优化负荷转供策略进行转供，当局部区域i故障时，若局部区域j转供局部区域i的互联线路越限，则该条线路满负荷运行，其它局部区域的负荷转供量按下式进行优化：式中，Pg,T1代表优化后的g区域负荷可转供量，pi为故障区域i的负荷，pbi为故障区域i的直接挂接负荷，rg表示局部区域g的容载比，表示所有区域容载比之和，代表每个越限线路的容载比之和，p是越限线路的数目，即G＝MAX{PT1-Ti,0}中非0元素的个数，N表示主区域的主变总台数；表示：将直接挂接负荷与(所有越限线路可承担极限负荷总量)减去之后，合理分配至其他非越限线路。在步骤8中，通过下式计算是否需要切除负荷，从而评估停电范围：当区域i发生故障或者检修时，所需要甩掉的负荷量为ΔPi：ΔPi＝pi-pbi-sum(PT)其中，sum代表对各局部区域的负荷可转供量求和，当ΔPi＝0时，代表故障区域i的负荷可以全部转供，代表发生故障但不产生停电范围；当ΔPi>0时，代表由于互联线路容量约束，故障区域i的负荷经过优化修正也无法全部转供，需要通过操作人员进行切除负荷操作，评估最终停电范围。相对于现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：采集主配用一体化系统中的配网各节点的连接数据以及互联线路容量约束数据并初始化；步骤2：根据配网各节点的连接数据，建立网络关系矩阵；步骤3：划分负荷可转供区域；步骤4：计算一级负荷转可转供量；步骤5：判断步骤4所计算的负荷转供量是否满足互联线路容量约束条件，若满足约束，进入步骤6，否则进入步骤7；步骤6：按照一级负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤7：则按优化负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤8：最终评估停电范围。

【技术特征摘要】
1.一种考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：采集主配用一体化系统中的配网各节点的连接数据以及互联线路容量约束数据并初始化；步骤2：根据配网各节点的连接数据，建立网络关系矩阵；步骤3：划分负荷可转供区域；步骤4：计算一级负荷转可转供量；步骤5：判断步骤4所计算的负荷转供量是否满足互联线路容量约束条件，若满足约束，进入步骤6，否则进入步骤7；步骤6：按照一级负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤7：则按优化负荷转供策略进行转供，然后进入步骤8；步骤8：最终评估停电范围。2.根据权利要求1所述的考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于：在步骤2中，以变电站为核心，将配网中的拓扑划分为n个主区域，每1个变电站所覆盖范围为一个主区域，n个主区域分别编号为1，2，…，n；在各主区域内部进行局部分区，以各变电站管辖的各个主变为核心划分局部分区，一个变电站内有Nn个主变，则划分为Nn个局部区域，分别为N1，N2,…,Nn。3.根据权利要求2所述的考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于：定义该区域的网络关系矩阵A为每一主区域中的各个主变划分的局部分区的网络关系式中，若局部区域i和局部区域j之间存在互联关系，则ai,j＝1；若局部区域i和局部区域j之间不存在互联关系，则ai,j＝0，这代表在局部区域i的主变故障或检修时，局部区域j的主变无法直接转供局部区域i主变的负荷。4.根据权利要求1所述的考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于：在步骤3中，设局部区域i因故障或检修退出运行时，该局部区域i称为故障区域，定义以此故障区域为核心的所有下级互联区域为负荷可转供区域；所述负荷可转供区域包括一级区域和二级区域，与故障区域直接连接的局部区域为一级区域，与一级区域存在联络关系的局部区域称为二级区域。5.根据权利要求1或4所述的考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于：在步骤4中，在计算一级负荷可转供量时，除直接挂接负荷外，其他馈线负荷按比例分配可转供负荷量，根据下式计算得到局部区域j的可转供功率即可转供负荷量：Pj,T1代表j区域负荷可转供量pi为故障区域i的负荷，pbi为故障区域i的直接挂接负荷，为表示所有区域的容载比之和，rj表示j区域的容载比。6.根据权利要求5所述的考虑区域互联转供的主配用一体化停电范围评估方法，其特征在于：在步骤4中，当故障区域为i时，若局部区域j处于负荷可转供区域中，则计算局部区域j的容载比rj；若局部区域j区域不处在负荷可转供区域中，则其容载比rj＝0，故障区域i的自己的容载比ri为0，具体计算公式如下：其中，wk、pk表示故障区域k的额定容量和所载负荷；pbi为故障区域i所有的直接挂接负荷，j∈x表示故障区域j属于x号的变电站，其中所述直接挂接负荷是指每个主区域内，由该主区域变电站内转供即可，不通过变电站站间转供；ajk用于表征局部区域j和局部区域k的互联关系，如果存在互联关系该值为1，不存在互联关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志昌，赵家庆，戴中坚，丁宏恩，陈中，霍雪松，郭家昌，孟雨庭，杜璞良，吴海伟，马子文，赵慧，王若晨，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，东南大学，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32