一种电磁环网开环方法技术

本发明专利技术提出了一种电磁环网开环方法，包括以下步骤：步骤1：确定待选的电磁环网开环方案；步骤2：针对每个待选的电磁环网开环方案，分别进行仿真，并计算得到按照该开环方案进行开环后电网各个性能指标值；步骤3：针对每个待选的电磁环网开环方案，对按照该开环方案进行开环后电网各个性能指标值进行加权计算，得到该开环方案的综合性能指标值P；步骤4：比较各开环方案的综合性能指标值P，综合性能指标值P最大的开环方案即最优开环方案；按照该最优开环方案进行开环，实现分区运行，以提高电网运行的安全稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁环网开环方法
本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种电磁环网开环方法。
技术介绍
近年来，随着能源危机的不断加剧，建设全球能源互联网，实现能源绿色、低碳发展已成为各国的共识，而特高压电网的建设对全球能源互联网的发展具有重要作用。但在特高压输电工程的不断建设中，电磁环网合环运行的风险也不断增大。由于电磁环网中高电压等级线路与低电压等级线路的功率传输能力相差很大，当电网发生故障时，因功率转移造成线路超过稳定极限的概率大大增加，而这将对电网的安全稳定运行造成很大威胁。因而打开电磁环网，实行分区运行对于提高电网运行的安全稳定性有着重要的意义。国内外许多学者对电磁环网的开环方法进行了研究，并且提出了许多待选的电磁环网开环方案。因此，有必要提供一种能够从众多待选的电磁环网开环方案选择出综合性能最优的方案，从而能够按照该最优方案进行开环，实现分区运行，以提高电网运行的安全稳定性的方法。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提出一种电磁环网开环方法，能够从待选的电磁环网开环方案准确有效地选择出综合性能最优的方案，并按照该最优方案进行开环分区运行，以提高电网运行的安全稳定性。本专利技术所提供的技术方案为：一种电磁环网开环方法，包括以下步骤：步骤1：确定待选的电磁环网开环方案；步骤2：针对每个待选的电磁环网开环方案，分别进行仿真，并计算得到按照该开环方案进行开环后电网各个性能指标值；步骤3：针对每个待选的电磁环网开环方案，对按照该开环方案进行开环后电网各个性能指标值进行加权计算，得到该开环方案的综合性能指标值P；步骤4：比较各开环方案的综合性能指标值P，综合性能指标值P最大的开环方案即最优开环方案；按照该最优开环方案进行开环，实现分区运行。进一步地，所述步骤2中，通过分析开环对电网安全运行的影响，综合考虑电力系统的安全可靠性，限流效果等因素，形成安全、效能和经济三个关键因素，将它们作为一级性能指标(性能指标)；并由安全、效能和经济这三个一级性能指标派生出五个具体性能指标，即五个二级性能指标，包括静态稳定性、暂态电压恢复水平、短路电流越限水平、潮流转移比、网损率。一级性能指标与二级之间具有对应的层次隶属关系，二级性能指标中的静态稳定性、暂态电压恢复水平隶属于一级性能指标中的安全性能指标，短路电流越限水平、潮流转移比隶属于效能性能指标，网损率隶属于经济性能指标。进一步地，所述步骤2中，性能指标包括静态稳定性S1，该性能指标主要反映电力系统中主变负载的轻载、重载情况，表征电网结构的合理性和运行的稳定性，其计算公式如下：式中：N为电力系统中主变数量；ηn表示第n台主变的负载率，ηa为主变平均负载率；S1即为主变负载率方差，可用来反映实际负载与平均负载的偏离度；S1越大，表示主变整体带负载越不均衡，说明电网结构存在不合理的地方，S1越小，说明电网结构越合理。进一步地，所述步骤2中，性能指标包括暂态电压恢复水平S2。暂态稳定性是指从事故前的稳态过渡到事故后的另一个稳态的暂态过程中保持稳定的能力。电力系统电压稳定评价导则指出“在电力系统受到扰动后的暂态过程中，负荷母线电压能够恢复到0.8pu以上”即为暂态电压恢复稳定。电磁环网开环有可能引起开环点周围侧母线电压降落，故用暂态电压恢复水平S2表征电网的暂态稳定性，其计算公式如下：式中：γ为预想事故集合，β为关键母线集合(关键母线一般指电力系统中承担较大功率传输，对电网连锁故障及其蔓延导致全网崩溃起着重要作用的线路)；Tcj为预想事故j的清除时刻；Tej为计算截止时间，可根据电力系统电压稳定评价导则的规定，取预想事故j清除时刻Tc后第10s；Ubt,j为预想事故j发生后关键母线b在t时刻的电压幅值，通过潮流计算获得；Ub0为关键母线b的额定电压。S2越小，表示开环后电网发生故障后电压恢复越快，S2越大，表示电压恢复越慢，甚至无法恢复。进一步地，所述步骤2中，性能指标包括短路电流越限水平E1，该性能指标表征开环方案的短路电流抑制效果，其计算公式如下：式中：Il为第l条母线发生三相短路故障下的短路电流；为第l条母线断路器最大遮断电流；Nb为母线(指所规划电网中的500kv母线和220kv母线)数目；Kl大于-1表示线路短路电流超标，Kl小于-1则表示线路短路电流未超标。其中通过对Kl进行归一化处理，使其归一化至区间[0,1]，以方便计算。Kl(l＝1,2,…,Nb)越小，E1越趋近于0，表示限流效果越好；则Kl越大，E1越趋近于1，表示限流效果越差。进一步地，所述步骤2中，性能指标包括潮流转移比E2。在输电网络中，当高电压等级线路发生故障时，会将潮流转移至相邻线路以及低电压等级线路，从而对电网的安全稳定运行造成影响。因此定义故障下电网关键母线的潮流转移比E2以表征系统所受线路潮流转移冲击的大小。当电网中某一故障发生率较高的线路h(根据经验选取)发生故障时第k条关键母线分担线路h转移的潮流为：Δδkh＝Pkh-Pk0(6)式中：Δδkh线路h对第k条关键母线的潮流转移冲击；Pkh为线路h发生故障后第k条关键母线上的潮流；Pk0为未发生故障情况下第k条关键母线上的潮流；线路h发生故障后关键母线的潮流转移比E2为：式中：Nc为关键母线数目；Pr,k为第k条关键母线的额定传输容量；E2越小，线路h断开潮流转移的冲击越小，对电力系统造成的影响越小，更容易造成电力系统中线路过载甚至连锁故障的发生。进一步地，所述步骤2中，性能指标包括网损率C1。一般来说，合理地开断电磁环网，实现电网的分层分区运行后，电力系统的潮流分布会更加合理。在电磁环网中，由于高压线路电阻远小于低压线路，如果断开低压线路，将功率转移到高压线路，将减小线路的有功损耗，从而降低了网损。网损率C1的具体计算如下：式中：PG,u为第u个发电厂的额定容量或500KV变电站下网功率，NG为发电厂与500KV变电站数目之和；PL,v为第v个负荷容量大小，NL为负荷数目。进一步地，所述步骤3中，结合层次分析法和变异系数法计算各个性能指标的权重。基于层次分析法对各级性能指标进行主观赋权，计算其主观权重；利用变异系数法定量计算各性能指标客观权重，进而来描述各性能指标的重要程度。采用层次分析法计算性能指标的主观权重的方法为：首先进行各性能指标相对重要性问卷调查，然后结合“九分位”比例标度确定各性能指标之间的相对重要程度，进而采用标度扩展法确定判断矩阵A，从而在满足一致性要求的同时简化计算量。详细的计算步骤如下：1)根据专家意见对所有性能指标进行两两比较，按重要程度递减排序；假设根据标度扩展法得到L个性能指标的重要性排序为x1≥x2≥…≥xL，对xi与xi+1进行比较，并将其对应的标度值记为ti，然后按照性能指标重要程度的传递性计算出判断矩阵中的其他元素值，从而得出判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁环网开环方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：确定待选的电磁环网开环方案；/n步骤2：针对每个待选的电磁环网开环方案，分别进行仿真，并计算得到按照该开环方案进行开环前后电网的各个性能指标值；/n步骤3：针对每个待选的电磁环网开环方案，对按照该开环方案进行开环前后电网的各个性能指标值进行加权计算，得到该开环方案的综合性能指标值P；/n步骤4：比较各开环方案的综合性能指标值P，综合性能指标值P最大的开环方案即最优开环方案；按照该最优开环方案进行开环，实现分区运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁环网开环方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：确定待选的电磁环网开环方案；
步骤2：针对每个待选的电磁环网开环方案，分别进行仿真，并计算得到按照该开环方案进行开环前后电网的各个性能指标值；
步骤3：针对每个待选的电磁环网开环方案，对按照该开环方案进行开环前后电网的各个性能指标值进行加权计算，得到该开环方案的综合性能指标值P；
步骤4：比较各开环方案的综合性能指标值P，综合性能指标值P最大的开环方案即最优开环方案；按照该最优开环方案进行开环，实现分区运行。


2.根据权利要求1所述的电磁环网开环方法，其特征在于，所述步骤2中，性能指标包括静态稳定性、暂态电压恢复水平、短路电流越限水平、潮流转移比、网损率。


3.根据权利要求1所述的电磁环网开环方法，其特征在于，所述步骤2中，性能指标包括静态稳定性S1，其计算公式如下：






式中：N为电力系统中主变数量；ηn表示第n台主变的负载率，ηa为主变平均负载率。


4.根据权利要求1所述的电磁环网开环方法，其特征在于，所述步骤2中，性能指标包括暂态电压恢复水平S2，其计算公式如下：



式中：γ为预想事故集合，β为关键母线集合；Tcj为预想事故j的清除时刻；Tej为计算截止时间；Ubt,j为预想事故j发生后关键母线b在t时刻的电压幅值；Ub0为关键母线b的额定电压。


5.根据权利要求1所述的电磁环网开环方法，其特征在于，所述步骤2中，性能指标包括短路电流越限水平E1，其计算公式如下：






式中：Il为第l条母线发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道君，覃涛，邹鑫，柳永妍，杨丹，崔挺，呙虎，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43