[发明专利]自适应电网运行方式的备自投装置动作模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向电力系统在线安全稳定分析，自适应电网运行方式的备自投装置动作模拟方法，属于电力系统及其自动化技术领域。

背景技术

作为保证地区电网可靠供电的重要措施，备自投装置在呈辐射状的地区电网得到了广泛应用。当电网发生故障而导致母线停电时，满足投入条件的备自投装置就会动作，从而大大减小母线停电的可能，保证了供电的可靠性。因此，地区电网进行在线安全稳定分析时，需要考虑备自投装置的动作，以确定事故后电网是否安全。若不考虑，则结果往往是直接引起甩负荷，不符合电网运行的实际。

目前，面向电网安全稳定分析的备自投模拟方法有两种，一种是针对每个预想故障设置一系列的开关动作来模拟备自投装置，如文献一(陈勇，考虑备自投的地区电网静态安全分析设计与应用，电力系统自动化，2004，19(5)：84-87，99.)；另一种是建立工作母线和备供开关的关联表，利用拓扑分析识别预想故障下的工作母线、备供开关的带电状态，考虑多个备自投装置不同动作时限的配合，以模拟实际备自投动作，如文献二(杨勇，考虑备用电源自动投入装置的地区电网静态安全分析软件开发，广东电力，2009，8(5)：57-61.)。

第一种方法实现简单，针对每个预想故障事先设置一系列的开关动作，一来大大增加了分析计算维护的工作量，二来因为运行方式的实时变化，难以事先确切知道某个故障会引起哪些备自投动作，所以难以涵盖各种备自投动作场景。第二种方法比第一种有很大程度的改进，但仍存在以下局限：一是实时性方面，由于采用全网拓扑分析来确定预想故障下的工作母线的带电状态，拓扑分析的实时性直接影响了备自投动作判断的实时性；二是开关模拟方面，未考虑存在多个热备的备供开关情况下，如何正确选择备供开关的问题；三是动作模拟方面，未考虑备自投动作引起负荷转移后，可能导致的过负荷联切的问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有方法的不足，提出了一种面向电力系统在线安全稳定分析的自适应电网运行方式的备自投装置动作模拟方法，能在极短的时间内自动匹配预想故障下需要采取的备自投策略，为地区电网的安全稳定分析提供真实的场景。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：对备自投装置策略进行梳理，通过工作母线、备供开关构成的逻辑表达式组织策略结构；针对实时方式下的预想设备开断，通过拓扑着色识别开断后新运行方式下的设备带电状态，在组织好的策略结构中快速匹配备自投控制策略。

本发明的技术方案包含如下步骤：

1)对备自投装置策略进行梳理，通过工作母线、备供开关构成的逻辑表达式组织策略结构；2)基于电力系统实时运行情况，根据预想开断开关的两端拓扑连接特点，对开断后电网进行拓扑着色，以识别工作母线、备供开关带电状态；3)根据工作母线、备供开关的带电状态匹配得到备自投控制策略；4)执行所匹配策略中动作延时最小的控制策略，跳开相应的主供开关，合上备供开关，并根据负荷转移情况和设备的额定功率采取相应过负荷联切，对备供开关合上后的电网进行拓扑着色，从而确定工作母线、备供开关带电状态；5)循环步骤3)至步骤4)，直至没有匹配的备自投控制策略为止。

上述步骤1)中，遵循方便实用的原则，通过工作母线、备供开关构成的逻辑表达式组织备自投策略表结构，形成备自投策略表，形式如：Bzt(Buss，RBrks)。其中：Buss表示工作母线带电状态，其中1表示带电，0表示不带电；RBrks表示备供开关的带电状态，1表示带电，0表示不带电。备自投动作策略通过下式计算：

Bzt(Buss，RBrks)＝(！Buss)&RBrks

！表示“非”运算，&表示“与”运算。若公式返回值为1，则备自投装置跳开主供开关，合上备供开关；为0，则不采取动作。对于存在多个备供开关的情况，通过设置每个备供开关的优先级，模拟时合上优先级最高的备供开关。

上述步骤2)中，通过拓扑着色识别工作母线、备供开关的带电状态包含以下步骤：

(1)跳开预想开断设备所连开关，由开关某一端物理节点v进行深度搜索，具体流程如下：

a)访问起始物理节点v，并标记为已访问；

b)以闭合的开关、刀闸为路径，查找与该物理节点相连的物理节点w；c)若w未被访问，则访问物理节点w并标记w为已访问；

d)以w为起点，查找与w相连的下一个与其相连的物理节点w1；

e)转到步骤b)，直至所有连通的物理节点被全部访问为止。