[发明专利]一种大规模电网整定计算的区域划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种大规模电网整定计算区域划分方法。

背景技术

整定计算是各级调度保护专业的核心工作，随着计算机技术的发展，应用计算机软件技术进行继电保护定值整定和专业管理一直是近年来的新兴技术。目前，在继电保护整定计算过程中，通常只建立本区域电网的详细模型，相邻区域采用等值模型简化处理。在区域内部节点的整定计算过程中，采用补偿法计算故障点的电气量，通常可以保证结果的合理性。然而，在区域间联络线的边界节点的整定计算则存在不足，一是无法计及相邻区域边界支路间的后备保护配合，如距离保护的配合；二是无法估计相邻区域运行方式变化对本区域边界支路故障计算分支系数的影响。

一种潜在可行的解决方式是建立一个包含全部区域电网详细数据的统一模型，在该统一模型下开展整定计算。这种方式是从全网角度考虑保护之间的配合关系，来计及系统可能的各种运行方式组合，从而解决常规模式下的“信息孤岛”问题，得到可靠的整定值。然而，从全网数据中心角度出发，整定计算过程中需要处理的矩阵阶数将是客观的。不论是采用稀疏的导纳矩阵或是其他矩阵稀疏技术进行计算，其规模都将是巨大的，这将导致整定计算耗时长、速度慢，影响整定计算软件的处理效率。因此，实现一种切实可行的基于统一数据中心的大电网整定计算分区算法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大规模电网整定计算的区域划分方法，该方法既实现了各个分区区域内及区域间的整定计算结果的准确性及合理性，又大大提高了大规模电网整定计算过程的速度和效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种大规模电网整定计算的区域划分方法，该方法包括以下步骤：

（1）设定约束条件，根据约束条件对全网的一次模型结构进行搜索，得到初步分区结果；

（2）对初步分区结果进行修正，得到最佳分区结果；

（3）根据最佳分区结果，得到各个区域相互间的交集信息和各个区域的详细电网模型；

（4）根据各个区域相互间的交集信息和全网的节点阻抗矩阵，得到各个区域的边界等值模型；

（5）根据各个区域的详细电网模型和边界等值模型进行整定计算。

进一步的，步骤（1）中所述的约束条件为设定的目标区域数量和最少边界支路原则。

步骤（3）中所述的得到各个区域相互间的交集信息的具体过程为：

a.根据最佳分区结果，查找各个区域间的边界节点，得到各个区域的边界节点集合；

b.设定搜索方法，对各个区域的相邻区域进行搜索，得到与边界节点集合中的边界节点直接相连的下一级节点，组成各个区域的下一级节点集合；

c.根据各个区域的边界节点集合和下一级节点集合，得到各个区域相互间的交集信息。

步骤（5）所述的根据各个区域的详细电网模型和边界等值模型进行整定计算的具体过程为：判断节点所处区域和位置，调用所在区域的详细电网模型及边界等值模型进行整定计算，得到整定计算结果。

步骤b中所述的搜索方法为广度优先搜索算法。

本发明的主要原理：

（1）在分区过程中，如果按照行政区域或者调度管辖范围划分，对于国、网、省一体化电网而言，每个子区域电网规模过大；对于省级电网而言，则子区域电网规模过小，甚至可能出现悬空节点现象；这种划分方式也没考虑到电网一次系统的结构。本发明采用一种半自动分区的方法，即在设定合适的目标区域数量和最小边界支路原则下，通过广域搜索自动得到一个初步分区结果。由于该初步分区结构只考虑电网结构，所以当得到初步分区结果之后，再根据专家的意见和建议进行修正，最终得到整定计算用的最佳分区结果。

（2）整定计算以常见的运行方式为依据，对特殊运行方式，可按专用运行规程或根据实际情况进行处理。所谓常见的运行方式，是指正常运行方式和被保护设备向邻近的一回线或一个元件检修的正常检修方式。根据常规整定计算的分区方法，各分区区域内部的支路完全满足规定。但对于区域外部悬挂相邻区域等值模型的边界支路，则无法计及相邻线路的轮断。因此，在分区过程中，将得到的最佳分区结果向相邻区域再扩展一级。也就是在针对边界支路的整定计算过程中，将边界支路对侧母线作为边界节点向相邻区域延伸一级。这样就既能保证继电保护之间的配合，又能考虑到相邻线路轮断对边路的影响，还不会导致整定计算过程中矩阵规模的明显增长。

本发明的优点：