本發(fā)明涉及配電網(wǎng)的預(yù)警方法，尤其是一種基于預(yù)想故障的配電網(wǎng)可開放容量預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

目前配電網(wǎng)在進(jìn)行計(jì)算分析時，存在著網(wǎng)架維護(hù)不及時，合環(huán)潮流無法按照當(dāng)前網(wǎng)架計(jì)算，經(jīng)常會造成合環(huán)時跳閘；同時隨著三雙接線的普及和新能源接入的放開，縣調(diào)的運(yùn)方專職都存在沒有計(jì)算工具來幫助其評估三雙接線的改造方案和新能源接入點(diǎn)的評估方案；同時，年初國家電網(wǎng)公司發(fā)布了10-35千伏配電網(wǎng)可開放容量信息發(fā)布管理辦法，縣調(diào)需要滿足對配電網(wǎng)可開放容量進(jìn)行計(jì)算分析要求?；谝陨线@些潛在的需求，本項(xiàng)目希望在原有的省地智能計(jì)算基礎(chǔ)上，推進(jìn)縣調(diào)開展35kV及以下電網(wǎng)的潮流計(jì)算、合環(huán)校驗(yàn)、“三雙接線”優(yōu)化、分布式能源接入校核、年方式編排、檢修分析等工作，提高上、下級電網(wǎng)運(yùn)行方式的一體化，為配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

國家電網(wǎng)公司年初發(fā)布了10-35千伏配電網(wǎng)可開放容量評估試行方法，10-35千伏配電網(wǎng)可開放容量應(yīng)保證各變電站的變壓器、電源線路及相關(guān)上級變壓器、電源線路等設(shè)備滿足N-1要求，對重要負(fù)荷線路要滿足N-2要求。以線路、變壓器等設(shè)備上一年度實(shí)際傳輸?shù)淖畲箅娏鳛榛A(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，并考慮一定裕度。因此能夠采用自動計(jì)算的方法每月進(jìn)行計(jì)算，能夠給業(yè)擴(kuò)部門提供方便的支撐數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種安全穩(wěn)定、不發(fā)生越限的基于預(yù)想故障的配電網(wǎng)可開放容量預(yù)警方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：這種基于預(yù)想故障的配電網(wǎng)可開放容量預(yù)警方法，步驟如下：

(1)對配網(wǎng)的任意一條饋線進(jìn)行可開放容量進(jìn)行評估；

(2)對于指定饋線評估得到的可開放容量，掃描與該饋線可能成環(huán)的所有其它饋線；

(3)對于任一相鄰饋線，考慮嚴(yán)重故障(即饋線出口開關(guān)跳閘)后通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將其下帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移到本饋線后的負(fù)載率。

所述的可開放容量進(jìn)行評估的發(fā)布原則為，對于具備營配貫通條件的單位，通過系統(tǒng)集 成實(shí)時共享可開放容量信息；對于暫時不具備營配貫通條件的，由發(fā)展部、運(yùn)檢部定期提供配電網(wǎng)規(guī)劃方案，以及設(shè)備、線路可開放容量信息。0.4千伏業(yè)擴(kuò)項(xiàng)目，直接開放容量，各單位可根據(jù)實(shí)際情況，確定各級電網(wǎng)的免審批容量標(biāo)準(zhǔn)，原則上不低于315千伏安。

所述的可開放容量進(jìn)行評估的發(fā)布原則為，最大負(fù)載率70％以下線路免審批；最大負(fù)載率70％～85％的線路，供電所審批；最大負(fù)載率85～100％的線路，運(yùn)維檢修部審批；最大負(fù)載率100％以上的線路，暫不審批。

本發(fā)明有益的效果是：本發(fā)明保證了各關(guān)鍵設(shè)備在各個負(fù)荷水平下均不越限，同時也保證了各變電站的變壓器、電源線路及相關(guān)上級變壓器、電源線路等設(shè)備滿足N-1要求，對重要負(fù)荷線路要滿足N-2要求。

附圖說明

圖1是故障后的電力系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

這種基于預(yù)想故障的配電網(wǎng)可開放容量預(yù)警方法，步驟如下：

(1)對配網(wǎng)的任意一條饋線進(jìn)行可開放容量進(jìn)行評估；

(2)對于指定饋線評估得到的可開放容量，掃描與該饋線可能成環(huán)的所有其它饋線；

(3)對于任一相鄰饋線，考慮嚴(yán)重故障(即饋線出口開關(guān)跳閘)后通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將其下帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移到本饋線后的負(fù)載率。

國網(wǎng)發(fā)布的可開放容量進(jìn)行評估的發(fā)布原則為，對于具備營配貫通條件的單位，通過系統(tǒng)集成實(shí)時共享可開放容量信息；對于暫時不具備營配貫通條件的，由發(fā)展部、運(yùn)檢部定期提供配電網(wǎng)規(guī)劃方案，以及設(shè)備、線路可開放容量信息。0.4千伏業(yè)擴(kuò)項(xiàng)目，直接開放容量，各單位可根據(jù)實(shí)際情況，確定各級電網(wǎng)的免審批容量標(biāo)準(zhǔn)，原則上不低于315千伏安。

地方實(shí)施的可開放容量進(jìn)行評估的發(fā)布原則為，最大負(fù)載率70％以下線路免審批；最大負(fù)載率70％～85％的線路，供電所審批；最大負(fù)載率85～100％的線路，運(yùn)維檢修部審批；最大負(fù)載率100％以上的線路，暫不審批。

以上述原則為基礎(chǔ)，可以對配網(wǎng)的任意一條饋線進(jìn)行可開放容量進(jìn)行評估，以保證各個負(fù)荷水平下配變、饋線、主變等均不越限。

按照上述原則發(fā)布的可開放容量，雖然可以保證各個負(fù)荷水平下關(guān)鍵設(shè)備均不越限，但一旦發(fā)生預(yù)想故障后出現(xiàn)了負(fù)荷轉(zhuǎn)移，就有可能發(fā)生設(shè)備越限。本發(fā)明的方法有效得防止了上述問題，需要在可開放容量評估的基礎(chǔ)上，考慮安全性約束，進(jìn)行可開放容量的預(yù)警。

對于預(yù)想故障的算法步驟為：

(1)把故障影響元件從網(wǎng)絡(luò)中分離出來，計(jì)算原網(wǎng)絡(luò)的諾頓等值參數(shù)和為保持原電網(wǎng)不變，可以通過并聯(lián)負(fù)阻抗支路的辦法模擬這組元件的移出，如圖1所示。該圖中， 和是故障前電網(wǎng)的多端口諾頓等值參數(shù)，若受故障影響的這些元件對故障前節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的貢獻(xiàn)用矩陣y表示，接入－y就相當(dāng)于將這組元件從系統(tǒng)中移出，受故障影響的這組元件對故障后節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的貢獻(xiàn)是Y_f。aa’軸線的左側(cè)是故障前的電力系統(tǒng)模型，右側(cè)是受故障影響部分的電路(也即為模擬故障而接入的補(bǔ)償電路)，由于故障的不同Y_f是變化的，當(dāng)Y_f＝y(tǒng)時，這部分總導(dǎo)納為零，表示沒故障發(fā)生。因此只要能把a(bǔ)a’軸線右側(cè)部分描述清楚，然后加到左側(cè)的故障前電力系統(tǒng)上，很容易計(jì)算出故障后系統(tǒng)的電量。

(2)計(jì)算受故障影響部分的導(dǎo)納ΔY_f和流過補(bǔ)償電路的電流

計(jì)算ΔY_f時，將圖1中aa’軸線的右側(cè)電路進(jìn)行化簡處理，消去內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，只保留和aa’軸線左側(cè)接口的端口處節(jié)點(diǎn)即可。

ΔY_f＝－y+Y_f (1)

計(jì)算流過該部分的電流的公式如下：

需說明的是，該電流并非故障點(diǎn)電流，而是為模擬故障而接入的補(bǔ)償電路的等值支路導(dǎo)納上的電流。

(3)利用求故障后電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓。

式中，為故障前電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓列矢量，Z_f為原始電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣中和端口節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的列組成的矩陣，為端口的補(bǔ)償注入電流列矢量。該公式的實(shí)質(zhì)是故障后的節(jié)點(diǎn)電壓 等于故障前電壓加上由于故障而影響的電壓變化。

上面的步驟(1)和步驟(3)應(yīng)當(dāng)使用序分量計(jì)算，因?yàn)檫@部分是對原始電網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算，而原始電網(wǎng)的相分量是三相耦合的，而序分量是三序解耦相互獨(dú)立的。步驟(2)可以用相分量也可以用序分量進(jìn)行計(jì)算，采用序分量計(jì)算時，Y_f是序間有耦合的，其它參數(shù)是序間解耦的；采用相分量計(jì)算時，Y_f是相間解耦的，但其它參數(shù)卻是相間有耦合的。由于是故障影響的元件不多，涉及計(jì)算的矩陣階次不高，無論用哪種分量，計(jì)算量相差不大。在軟件中，若采用序分量計(jì)算，此時，應(yīng)將(2)式寫成0，1，2坐標(biāo)形式

同樣，(3)式可寫成0，1，2坐標(biāo)形式

需說明的是，和式(2)中的的區(qū)別是，中的每一個元素是3×3的對角線矩陣，對角元素分別是零序、正序和負(fù)序的等值導(dǎo)納，同樣中的每個元素是3×1的列矩陣，只有正序分量，零序分量和負(fù)序分量為0。

這種算法對故障支路的處理很有獨(dú)特之處。它將故障直接影響的元件從網(wǎng)絡(luò)中劃分出來，根據(jù)故障位置和類型將元件分段，增加節(jié)點(diǎn)，和故障電路一起形成小型的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，然后用序分量或相分量法處理這組節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，消去新增節(jié)點(diǎn)就能得到Y(jié)_f，再和－y一起構(gòu)成應(yīng)接入的補(bǔ)償導(dǎo)納ΔY_f加入到原網(wǎng)絡(luò)中。這種方法可保持原網(wǎng)絡(luò)不變，故障引起的修正只局限于少數(shù)元件上。

不同的簡單故障類型，Y_f的取值是不同的，各種簡單故障電路的相分量和序分量形式的阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣可參見其他文獻(xiàn)。這種算法還能模擬更為復(fù)雜的一組元件故障情況，如發(fā)生跨線故障，或有互感耦合的輸電線路故障，以及多重復(fù)雜故障。為今后故障分析功能的擴(kuò)展奠定基礎(chǔ)。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。