一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，涉及电网安全稳定性分析技术领域。本发明专利技术包括步骤1：针对合环换电存在的问题及条件进行合环换电影响因素分析；步骤2：针对电网一二次设备状态及电网运行状态，对合环换电过程进行定量分析；步骤3：根据步骤1和步骤2得出合环风险评估指标，形成风险评估机制，对110千伏电压等级合环换电操作进行进行风险评估。本发明专利技术可以较为全面地分析合环操作对电网产生的影响及其可行性，对110千伏短时合环换电形成的500千伏跨片区电磁环网的安全性进行全面的风险评估，便于科学指导合环换电操作，本发明专利技术适用性强，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法


[0001]本专利技术涉及电网安全稳定性分析
，特别是一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法。

技术介绍

[0002]坚强网架的构建使得大电网供电可靠性愈来愈高，但局部地区受限于网架结构约束与改造经济性欠缺，在发展阶段呈现出电力供给能力与负荷增长水平不匹配的突出矛盾。为了适宜提高局部电网的供电可靠性，避免对用户的停电，降低全年停电时长，可采用短时合环进行负荷转移。
[0003]根据电力系统调度规程，分区运行的电网在合环时应满足“同一系统、相位正确、电压差合理”三个条件，在110千伏的环路中，合环点两侧电压幅值差最大不超过30％，相角差不大于30度，500千伏环路合环开关两侧电压幅值差最大不超过20％，相角差最大不好过20度。
[0004]在片区220千伏联络线断开的情况下，110千伏电压等级合环会造成两个500千伏供电片区形成大的电磁环网，针对该种情况，合环换电可以为110千伏网架薄弱区域不停电提供可行方案，但短时合环构成的电磁环网运行可能带来电网安全问题，因此，需要对110千伏电压等级跨片区合环进行风险评估。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：提出一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，对110千伏电压等级合环换电进行风险评估，解决合环换电对电网及设备的安全性造成影响的问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术是一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：针对合环换电存在的问题及条件进行合环换电影响因素分析；
[0009]具体的，通过经验模态分解法对合环过程的电气量变化曲线进行分解分析，全面直观了解电气量构成，将不同频率下的分解图与合环前后的实际现象进行比对，直观确定合环对电网在不同频率下的影响大小，定性分析造成此现象的客观影响因素及主观影响因素；
[0010]步骤2：针对电网一二次设备状态及电网运行状态，定量分析合环操作后电网状态变化过程；
[0011]具体包括合环过程中电网的暂态计算分析及稳态计算分析，暂态计算主要分析合环换电操作对电网电压稳定及功角稳定的影响，判断电网是否产生高频振荡；稳态计算主要分析合环前后电网潮流转移情况及电网短路电流越限情况；
[0012]步骤3：根据步骤1和步骤2得出合环风险评估指标，形成风险评估机制，对110千伏
电压等级合环换电操作进行进行风险评估。
[0013]进一步的，所述步骤1中，经验模态分解法将输入信号分解为M个本征模函数IMF
m
(n)和一个残差res
M
(n)组成，具体表示为下列公式：
[0014][0015][0016]其中I(n)表示输入信号，IMF
m
(n)表示M
th
的本征模函数，res
M
(n)表示残差。
[0017]进一步的，所述步骤1中，直观定性分析合环操作对电网在不同频率下的影响并整理归纳合环操作的影响因素来源，总结为客观影响因素及主观影响因素两部分；
[0018]客观影响因素：一是合环线路所属电网分区不同的影响；二是合环两侧线路所带负荷及负荷类型不同的影响，即阻抗角差异；三是电源点到合环点供电路径的相关变压器阻抗的影响；四是电源点到合环点供电路径的相关变压器所带负荷的影响；
[0019]主观影响因素：合环操作前通常进行的离线计算所用数据包与合环时的电网实际运行状态不相符，此外，合环计算对负荷及电力系统的等值方法不同，也会导致合环计算结果出现一定偏差，影响合环操作风险评估的准确性。
[0020]进一步的，所述步骤3中，合环风险评估指标包括潮流分布变化指标、安全风险指标、电网冲击风险指标以及短路电流风险指标。
[0021]进一步的，所述步骤3中，潮流分布变化指标具体为：
[0022]以合环后潮流转移比η1评估合环前后，合环点附近重点线路潮流分布变化程度，潮流转移比η1的具体公式为：
[0023][0024]式中，P
L
′
、P
L
分别为合环前后线路L潮流，|η1|越大，说明合环对线路L的影响越大，若η1为正，则线路L存在过载风险，若η1为负，则线路L轻载。
[0025]进一步的，所述步骤3中，安全风险指标即：
[0026]以合环后故障情况下潮流转移比η2评估合环后，重要线路发生N
‑
1故障时，合环点附近线路潮流分布变化程度，故障情况下潮流转移比η2的具体公式为：
[0027][0028]式中，P
L
″
为合环后重要线路发生故障时线路L的潮流、P
L
分别为合环前线路L潮流，若η2为正，则线路L存在过载风险，若η1为负，则线路L轻载，η2越大，说明线路L对供电区域的支撑效果明显。
[0029]进一步的，所述步骤3中，电网冲击风险指标即：
[0030]将冲击电流持续时间与冲击电流峰值作为冲击电流风险指标，合环过程中应保证继电保护装置不发生误动作，
[0031]冲击电流持续时间：t
cx
<t
bh
ꢀꢀꢀ
(5)
[0032]冲击电流峰值：I
max
<I
bh
ꢀꢀꢀ
(6)
[0033]式中，t
cx
为模拟冲击电流持续时间，t
bh
为保护动作延时；I
max
为冲击电流峰值，I
bh
为保护定值。
[0034]进一步的，所述步骤3中，短路电流风险指标即：
[0035]合环运行时系统短路，阻抗降低，导致发生故障时短路电流增大，将短路电流是否超过开关遮断容量作为短路电流评估指标，公式为：
[0036]I
dl
<I
zd
ꢀꢀꢀ
(7)
[0037]式中，I
dl
为电网变压器或线路最大短路电流值，I
zd
为开关遮断容量。
[0038]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0039]本专利技术是一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，直观了解合环换电对电网的影响构成，定量分析合环换电对电网一二次设备状态及电网运行状态的影响，可以较为全面地分析合环操作对电网产生的影响及其可行性，对110千伏短时合环换电形成的500千伏跨片区电磁环网的安全性进行全面的风险评估，形成完善的风险评估机制，提供理论支撑，便于科学指导合环换电操作，本专利技术适用性强，可靠性高。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：针对合环换电存在的问题及条件进行合环换电影响因素分析；具体的，通过经验模态分解法对合环过程的电气量变化曲线进行分解分析，全面直观了解电气量构成，将不同频率下的分解图与合环前后的实际现象进行比对，直观确定合环对电网在不同频率下的影响大小，定性分析造成此现象的客观影响因素及主观影响因素；步骤2：针对电网一二次设备状态及电网运行状态，定量分析合环操作后电网状态变化过程；具体包括合环过程中电网的暂态计算分析及稳态计算分析，暂态计算主要分析合环换电操作对电网电压稳定及功角稳定的影响，判断电网是否产生高频振荡；稳态计算主要分析合环前后电网潮流转移情况及电网短路电流越限情况；步骤3：根据步骤1和步骤2得出合环风险评估指标，形成风险评估机制，对110千伏电压等级合环换电操作进行进行风险评估。2.根据权利要求1所述的一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，其特征在于，所述步骤1中，经验模态分解法将输入信号分解为M个本征模函数IMF
m
(n)和一个残差res
M
(n)组成，具体表示为下列公式：(n)组成，具体表示为下列公式：其中I(n)表示输入信号，IMF
m
(n)表示M
th
的本征模函数，res
M
(n)表示残差。3.根据权利要求2所述的一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，其特征在于，所述步骤1中，直观定性分析合环操作对电网在不同频率下的影响并整理归纳合环操作的影响因素来源，总结为客观影响因素及主观影响因素两部分；客观影响因素：一是合环线路所属电网分区不同的影响；二是合环两侧线路所带负荷及负荷类型不同的影响，即阻抗角差异；三是电源点到合环点供电路径的相关变压器阻抗的影响；四是电源点到合环点供电路径的相关变压器所带负荷的影响；主观影响因素：合环操作前通常进行的离线计算所用数据包与合环时的电网的实际运行状态不相符；此外，合环计算对负荷及电力系统的等值方法不同，也会导致合环计算结果出现一定偏差，影响合环操作风险评估的准确性。4.根据权利要求1所述的一种110千伏电压等级合环换电的电网运行风险评估方法，其特征在于，所述步骤3中，合环风险评估指标包括潮流分布变化指标、安全风险指标、电网冲击风险指标以及短路电流风险指标。5.根据权利要求4所述的一种110千伏电压等级合环换电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡利宁，朱晟毅，陈咏涛，方辉，张先树，牟凡，周敬森，向红吉，余亚南，文钟谊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：