[发明专利]一种服务于新型广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种服务于广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法，属输配电技术领域。

背景技术

电网络分析是能量管理系统（EMS）和配网管理系统（DMS）中的一个重要的公共基础模块，是状态估计、无功优化、短路计算及稳定分析等各类电力系统高级软件进行分析计算的物理基础。网络分析的计算速度直接影响到整个高级应用软件体系的响应速度。快速准确的网络分析将在保证整个电力系统的实时控制与安全运行方面扮演越来越重要的基础角色。

电力系统网络结构分析一般分为厂站内结构分析和电气岛快速跟踪分析两部分。随着电力系统保护与控制逐步由离线化或局部实时化向全局角度的实时化和超实时化的过渡与发展，作为获取当前网络物理拓扑结构的电网拓扑快速分析成为需要重新加以审视的研究领域。传统的电网拓扑分析基于RTU（远程终端控制系统）提供的开关遥信信息，依据图论中包括搜索法和矩阵法在内的连通性判断原理，并在结合电力系统元件特性的基础上，通过厂站内母线分析和厂站间电气岛分析两个阶段的拓扑分析，来完成对电力网络的初始拓扑分析和开关变位跟踪，并将分析结果及时地上传到相关的高级管理软件处理。然而在现有EMS或者DMS中，厂站内结构分析和厂站间的电气岛分析都是由控制中心来完成，随着智能电网的发展，并行完成各个厂站内的母线分析，并将结果提交给智能电网控制中心，然后再进行厂站间系统网络拓扑分析的分层分布式网络拓扑建模方式将有利于电力系统安全监视和保护控制实现的实时性，同时能够有效减轻控制中心的负荷处理强度。与此对应，尽管广域后备保护利用了后备保护原理设计上固有的0.5秒及以上的延时，但是更为快速和准确的电力网络拓扑识别势必有利于广域后备保护处理决策中心对当前电网结构的及时全面掌握。相较于EMS/RTU测量系统中4s一次的数据刷新周期，WAMS/PMU（广域测量系统中的同步相量测量单元）中每秒100帧（或50帧或25帧）的同步数据上传速率在保证电力系统网络分析的实时性和快速性方面更具优势，因此如何利用PMU信息作为新的数据源来提升电力网络分析的实时性成为研究基于广域测量信息的新型后备保护系统所需重点关注的内容之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种服务于新型广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法，以实现电网拓扑结构的快速分析和开关变位跟踪，为新型广域后备保护提供数据。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种服务于新型广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法，所述方法在利用广域测量系统中的同步相量测量单元实时采集电力网络中各个开关的变位信息的基础上，首先采用基于树支-母线关联矩阵的电气岛快速跟踪分析法并行完成各个厂站内的母线分析，然后采用规则匹配加速算法的电气岛快速跟踪分析法完成厂站间系统网络拓扑分析，从而实现对整个电网拓扑结构的快速分析。

上述服务于新型广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法，进行厂站内母线分析的具体方法如下：

a.当厂站内的某开关由“开”到“合”，使厂站内增加一条支路时，若在“开”状态下，新增支路两端母线属于同一电气岛，则新增支路为连支；反之，则新增支路为树支，转步骤d；

b. 当厂站内连接母线                                                和母线的支路上的开关由“合” 到“开”，使支路断开时，若支路是连支，则不影响电气岛的划分，将连支集合中的该支路删掉即可，转步骤d；

c. 当厂站内连接母线和母线的支路上的开关由“合” 到“开”，使支路断开时，若支路是树支，电气岛分离情况不明，删除树支集合中元素后，需要进一步做以下处理：

①考察电网对应树图，寻找支路断开后母线被分成的两组集合，获得与母线通过树支相连的母线集合及与母线通过树支相连的母线集合；

②若能在连支集合中找到一条这样的连支，其一侧母线在集合中，另一侧母线在集合中，那么母线与母线仍然属于同一电气岛，重新定义该连支为树支，转步骤d；

③若在连支集合中不存在上述连支，则电气岛将分离为两个子电气岛，转到步骤d；

d.根据支路的增减及电气岛的分合情况，修改电气岛、母线编号以及树支连支集合，完成电气岛快速跟踪分析。

上述服务于新型广域后备保护的电气岛快速跟踪分析方法，进行厂站间系统网络拓扑分析的具体方法如下：