一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，所述方法包括以下步骤：根据主变N-1和馈线N-1约束条件建立基于馈线互联关系的配电系统安全域模型；根据配电系统安全域模型计算配电系统安全域边界；通过配电系统安全域边界评价配电系统的安全性。本方法对现有安全域边界计算方法进一步精确化，能同时反映主变和馈线间的互联关系，并且同时计及主变N-1和馈线N-1故障，本方法为更精确的配电网安全高效运行提供了理论支撑，从而使配电系统的在线实时安全监视、防御与控制方面变得更全面、精确，为进一步将线路和主变负载率水平提高到精确的N-1安全极限提供了前提条件。在未来智能电网背景下本方法具有巨大应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法
本专利技术涉及配电系统安全运行和评价领域，特别涉及一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法。
技术介绍
随着智能配电网的发展，配电自动化会不断得到普及，快速转供能力将成为未来配电网运行的一个新边界条件[1]，配电网在自动化程度上将与输电网更接近。使得安全域方法用在配电网安全评估，提高其安全和效率，成为可能。近年来，配电系统安全域的研究已经取得了一系列成果，提出了配电系统安全域(DistributionSystemSecurityRegion，简称DSSR)的概念和初步的模型[2,3]，配电系统安全域的含义为配电网在运行中，使系统所有主变满足N-1准则的工作点的集合。在此基础上，提出了基于DSSR的快速安全性评价方法及其预防控制性措施[4]。将安全域方法应用到配电系统能将现有的配电故障快速恢复上升到实时安全监控，可大大提高配电系统的安全运行水平。但是现有的配电网安全域模型及边界计算方法均基于变电站主变间的互联关系，简化了馈线间的详细拓扑联络关系，存在如下问题：1）现有方法计算所得的安全边界不能完全与N-1逐点仿真结果一致，导致安全域偏大，配电系统安全性评价结果不准确；2）基于变电站主变间的互联关系模型仅考虑了主变N-1故障，不能保证所有馈线全部通过N-1安全性校验，导致配电系统安全性预防和控制不够全面和精确。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，本专利技术提高了安全域边界计算的准确性，进而提高了配电系统安全性，详见下文描述：一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，所述方法包括以下步骤：根据主变N-1和馈线N-1约束条件建立基于馈线互联关系的配电系统安全域模型；根据配电系统安全域模型计算配电系统安全域边界；通过配电系统安全域边界评价配电系统的安全性。所述配电系统安全域模型ΩDSSR具体为：Pi表示第i号主变所带的负荷，i表示主变编号；Fm表示第m号馈线所带的负荷，m表示馈线编号；trfmn表示馈线m发生N-1故障时转带给馈线n的负荷，n表示馈线编号；trtij表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷量；Fn表示第n号馈线所带的负荷，RFn表示馈线n的容量；Ri表示主变Ti的额定容量；Rj表示主变Tj的额定容量;Pj表示第j号主变所带的负荷，j表示主变编号；Ti表示第i个主变，Tj表示第j个主变；Fm∈Ti表示馈线m出自主变Ti的对应母线；式(2)为馈线负荷等式，若馈线m为多分段多联络，馈线出口负荷等于各馈线段负荷之和；式(3)为馈线N-1约束，表示馈线m发生N-1故障后，负荷转带后其它馈线不能过载；式(4)为主变N-1时的馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连馈线间的负荷转带完成的；式(5)为主变-馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其所出馈线负荷之和；式(6)主变N-1时的主变容量约束，表示主变j接受故障主变i转移负荷后的长时间运行负荷不超过其额定容量。所述配电系统安全域边界具体为：(1)不等式左边的Ft表示第t个馈线负荷。(2)不等式右边的RFm-∑Fm为线路N-1约束条件，其中，∑Fm为与馈线t有联络关系的馈线负荷之和；(3)不等式右边的为主变N-1约束条件；为除Fi外主变Tj转带到主变Ti的馈线负荷之和，k表示馈线负荷编号。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本方法对现有安全域边界计算方法进一步精确化，可以描述出馈线间分段、联络的详细拓扑关系，能同时反映主变和馈线间的互联关系，并且同时计及主变N-1和馈线N-1故障，使得计算结果更丰富，包括主变、馈线出口以及馈线段的负荷，能够适用于单联络和多联络复杂配电网。本方法为更精确的配电网安全高效运行提供了理论支撑，从而使配电系统的在线实时安全监视、防御与控制方面变得更全面、精确，为进一步将线路和主变负载率水平提高到精确的N-1安全极限提供了前提条件。在未来智能电网背景下本方法具有巨大的应用前景。附图说明图1为一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法的流程图；图2为算例电网的网架结构的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为了提高安全域边界计算的准确性，进而提高配电系统安全性，本专利技术实施例提供了一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，参见图1，针对上述不足，本方法提出了更精确的配电系统安全域边界计算方法，建立了更为精确的安全域模型。相对于现有方法，本方法描述了馈线间分段、联络的详细拓扑关系，能同时反映主变和馈线间的互联关系，并且同时计及主变N-1和馈线N-1故障。在此基础上，将本方法应用在配电网安全性评价中，详见下文描述：101：根据主变N-1和馈线N-1约束条件建立基于馈线互联关系的配电系统安全域模型；其中，配电系统安全域定义为在配电网主变N-1和馈线N-1的约束下，配电网能够安全运行的所有工作点的集合。工作点用馈线负荷所组成的一个s维向量来表示，如下：Wf=(F1,F2…Ft…Fs)T(1)上式中，Wf表示基于馈线负荷的工作点向量；Ft表示馈线负荷，对于单联络和多分段多联络的接线，Ft定义有所不同，t表示馈线负荷的编号，其说明如下：(1)对于单联络线路，馈线负荷只能转带到一条联络线路上，Ft则表示馈线出口负荷，即Fm。(2)对于多分段多联络线路，Ft并不是馈线出口负荷。因为馈线负荷可以转带到多条联络线路上，本方法以每一个可转带到联络线路的负荷单元作为Wf的分量，即Ft是由分段开关和联络开关隔开的一个馈线段上的负荷。在主变N-1和线路N-1的共同约束下，配电系统安全域模型可表示为：上式中，Pi表示第i号主变所带的负荷，i表示主变编号；Fm表示第m号馈线所带的负荷，m表示馈线编号；trfmn表示馈线m发生N-1故障时转带给馈线n的负荷，n表示馈线编号；trtij表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷量；Fn表示第n号馈线所带的负荷，RFn表示馈线n的容量；Ri表示主变Ti的额定容量；Rj表示主变Tj的额定容量;Pj表示第j号主变所带的负荷，j表示主变编号；Ti表示第i个主变，Tj表示第j个主变；Fm∈Ti表示馈线m出自主变Ti的对应母线；式(2)为馈线负荷等式，若馈线m为多分段多联络，其中每个馈线段负荷可转带给不同的馈线，馈线出口负荷等于各馈线段负荷之和，即对属于馈线m的馈线段负荷trfmn进行求和，例如：馈线m包括两个馈线段负荷，即trfm1和trfm2，Fm等于trfm1与trfm2之和。式(3)为馈线N-1约束，表示馈线m发生N-1故障后，每个馈线段负荷通过馈线联络转带给其他馈线（例如：馈线n），负荷转带后其它馈线（馈线n）不能过载，即不能超过馈线n的容量RFn；式(4)为主变N-1时的馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连馈线间的负荷转带完成的；式(5)为主变-馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其所出馈线负荷之和；式(6)主变N-1时的主变容量约束，表示主变j接受故障主变i转移负荷后的长时间运行负荷不超过其额定容量。102：根据配电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据主变N?1和馈线N?1约束条件建立基于馈线互联关系的配电系统安全域模型；根据配电系统安全域模型计算配电系统安全域边界；通过配电系统安全域边界评价配电系统的安全性。

【技术特征摘要】
1.一种基于馈线互联关系的配电系统安全域边界计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据主变N-1和馈线N-1约束条件建立基于馈线互联关系的配电系统安全域模型；根据配电系统安全域模型计算配电系统安全域边界；通过配电系统安全域边界评价配电系统的安全性；所述配电系统安全域模型ΩDSSR具体为：Pi表示第i号主变所带的负荷，i表示主变编号；Fm表示第m号馈线所带的负荷，m表示馈线编号；trfmn表示馈线m发生N-1故障时转带给馈线n的负荷，n表示馈线编号；trtij表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷量；Fn表示第n号馈线所带的负荷，RFn表示馈线n的容量；Ri表示主变Ti的额定容量；Rj表示主变Tj的额定容量；Pj表示第j号主变所带的负荷，j表示主变编号；Ti表示第i个主变，Tj表示第j个主变；Fm∈Ti表示馈线m出自主变Ti的对应母线；式(2)为馈线负荷等式，若馈线m为多分段多联络，馈线出口负荷等于各馈线段负荷之和；式(3)为馈线N-1约束，表示馈线m发生N-1故障后，负荷转带后其它馈线不能过载；式(4)为主变N-1时的馈线负...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖峻，王成山，贡晓旭，贺琪博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：