一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法

【专利摘要】一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法涉及线路灵敏度分析的方法。传统的消除越限主要的算法有优囮方法和灵敏度方法计算效率低及实时性差。本发明其特征在于：它包括以下步骤：1)捕获越限告警信号；2)分析越限支路是否环网；3)计算樾限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系：采用局部扫描算法针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正获取自变量和应变量之间的线性化关系；4)对负荷节点、发电机节點按灵敏度进行排序，按照灵敏度指标给出提升出力与降低负荷的建议。本技术方案有效提高处理效率改善实时性。

【专利说明】一種环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法

[0001]本发明涉及线路灵敏度分析的方法属于电力系统分析【技术领域】。

[0002]电网发生故障时故障設备因为开关动作而退出运行，将由正常设备带起全部负荷可能导致潮流越限，电网设备运行于潮流越限状态下会导致设备烧毁甚至引起更大范围的停电因此，必须及时消除支路潮流越限要求调度员采取有效措施消除越限，以最少的调整手段获得最好的效果对于发散型的电网，降潮流措施比较简单可以利用切负荷、升出力实现；对于环形电网，由于环网情况下的电流越限消除是非线性的消除越限则比较复杂，调度员仅凭经验得到的消作越限措施可能不满足潮流约束调度员需要一种线性方法快速消除支路潮流越限，为消除越限提供操作依据现有SCADA/EMS只提供了越限告警信息，没有提供如何消除越限的方法与技术手段

[0003]传统的消除越限方法主要有:降低发电机组的有功絀力、转移负荷和切换负荷3种手段，对于不能任意调整发电机出力的情况上只能通过转移负荷和切除负荷两种方式来消除支路潮流越限，目前主要的算法有优化方法和灵敏度方法

[0004]优化方法是首先列出一个规划模型，包括优化目标和各种安全约束条件然后用数据的方法求解该模型，这种方法的优点是约束条件考虑全面调整策略的安全性和约济型较好，缺点是需要调整的设备太多计算复杂，实用性不高且可能存在计算收敛性问题。

[0005]灵敏度方法是根据支路潮流的越限量推算出控制变量应用调整量，该方法无需迭代不存在收敛性问題，操作实施比较方便现有的灵敏度分析计算方法主要研究线路与可注入负荷节点间的灵敏度关系，没有与越限告警联动并且存在着計算量大，实时性差等弱点

[0006]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种环网线路电流越限嘚快速灵敏度分析方法以达到处理效率高，实时性好的目的为此，本发明采取以下技术方案

[0007]—种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于:它包括以下步骤:

[0009]对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并生成智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时捕获該遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、变压器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母線相电压越限、断面电流越限、断面有功越限；

[0010]2)分析越限支路是否环网:

[0011]对电网进行环网分区，识别越限支路是否在此环网分区内如果在此环网区域内，则认为此越限支路是环网支路；

[0012]3)计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系:

[0013]采用局部扫描算法针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正获取自变量和應变量之间的线性化关系。

[0014]4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序按照灵敏度指标，给出提升出力与降低负荷的建议

[0015]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征

[0016]在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时，直接对雅克布矩阵进行修正并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系。

[0017]通过获取SCADA/EMS的越限告警信息触发消除越限嘚灵敏度计算。

[0018]有益效果:灵敏度分析由以往的全局扫描改进为局部扫描:针对每个越限支路只扫描同一供区内的支路和相邻供区内的支路，极大地减少了扫描数据量其次，采用了基于直流潮流的开断法开断法直接对雅克布矩阵进行修正，之后用了优化过的直流潮流计算┅次求解自变量和应变量之间的线性关系经过测试，发现快速灵敏度分析完全可以满足在线辅助决策的性能需求本技术方案有效提高處理效率，改善实时性可解决现有技术无法为环网线路电流越限直接提供消除越限的方法问题，提高电网调度在环网线路电流越限时的茬控能力为调度员消除潮流越限提供可操作的技术手段，可极大提升调度人员消除越限线路的在控能力有郊减少或避免电网事故的发苼。

[0019]图1是本发明流程图

[0020]以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

[0021]在详细介绍本申请的实施例之前先对本申请涉忣到的个别概念予以简要介绍:

Acquisit1n)系统，即数据米集与监视控制系统SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各項功能

[0023](2)灵敏度分析:指对系统或事物因周围条件变化显示出来的敏感程度的分析，它是在建立数学模型和求得最优解之后针对数据变化洏做的研究分析。

[0024](3)越限告警信号:越限告警是反映重要遥测量超出报警上下限区间的信息重要遥测量主有设备有功、无功、电流、电压、主变油温、断面潮流等，是需要实时监控、及时处理的重要信号

[0025]如图1所示，本发明包括以下步骤:

[0027]对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并苼成智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时捕获该遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、變压器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母线相电压越限、断面电流越限、断面有功越限；

[0028]如某供电局在2012年5月1日0:0:30时，220kV新樂变#1主变高压侧电流越限其中限值为377A，实际值为380.839越限比为101 %，持续时间为3分钟则需要对该越限告警信号捕获。

[0029]2)分析越限支路是否环网:

[0030]對电网进行环网分区识别越限支路是否在此环网分区内，如果在此环网区域内则认为此越限支路是环网支路；

[0031]3)计算越限支路与负荷节點、发电机节点之间的灵敏度关系:

[0032]采用局部扫描算法，针对每个越限支路扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析计算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正，获取自变量和应变量之间的线性化关系

[0033]例如:某电力企业的500kV天一变/天新4481线路电流在2012年5朤1日0点0分30秒发生越限告警，越限比为99%

[0034]4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序。按照灵敏度指标给出提升出力与降低负荷的建议。

[0035]唎如:某电力企业的500kV天一变/天新4481线路电流在2012年5月1日0点0分30秒发生越限告警进行计算

[0036]其中，在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时直接对雅克布矩阵进行修正，并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系通过获取SCADA/EMS的越限告警信息，触发消除越限的灵敏度计算

[0037]以上图1所示的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发奣实质性特点和进步可根据实际的使用需要，在本发明的启示下对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列

1.一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法，其特征在于:它包括以下步骤: 1)捕获越限告警信号: 对SCADA原始告警信号进行实时过滤与归并生荿智能告警信号，当智能告警信号为遥测越限类型时捕获该遥测越限告警信号；越限告警信号包括:线路电流越限、变压器电流越限、变壓器功率因数越限、变压器无功倒送、母线线电压越限、母线相电压越限、断面电流越限、断面有功越限； 2)分析越限支路是否环网: 对电网進行环网分区，识别越限支路是否在此环网分区内如果在此环网区域内，则认为此越限支路是环网支路； 3)计算越限支路与负荷节点、发電机节点之间的灵敏度关系: 采用局部扫描算法针对每个越限支路，扫描同一供区的支路和相邻供区的支路；采用直流潮流的开断法分析計算灵敏度；并直接对雅克布矩阵进行修正获取自变量和应变量之间的线性化关系； 4)对负荷节点、发电机节点按灵敏度进行排序，按照靈敏度指标给出提升出力与降低负荷的建议。

2.根据权利要求1所述的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法其特征在于:在计算越限支路与负荷节点、发电机节点之间的灵敏度关系时，直接对雅克布矩阵进行修正并根据优化过的直流潮流计算一次求解自变量和应变量之间的线性关系。

3.根据权利要求2所述的一种环网线路电流越限的快速灵敏度分析方法其特征在于，通过获取SCADA/EMS的越限告警信息触发消除越限的灵敏度计算。

【发明者】杨滢, 张静, 蒋正威, 饶明军, 毛以军, 郑翔, 江雯姬 申请人:国家电网公司, 浙江省电力公司, 衢州电力局

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