基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法，該方法包括下述步驟：(1)確定短路電流抑制方案的評價(jià)指標(biāo)；(2)建立評價(jià)矩陣并計(jì)算指標(biāo)權(quán)值；(3)分析短路電流抑制方案的灰色關(guān)聯(lián)度。該方法綜合考慮各種短路電流抑制措施的限流效果、對電網(wǎng)安全的影響以及經(jīng)濟(jì)成本等因素，利用變異系數(shù)法計(jì)算各評價(jià)指標(biāo)權(quán)值，通過灰色關(guān)聯(lián)度分析對220kV電網(wǎng)短路電流抑制方案進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)計(jì)算出的各方案灰色關(guān)聯(lián)度的排序確定最優(yōu)方案。
【專利說明】基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)領(lǐng)域的評價(jià)方法，具體講涉及一種基于變異系數(shù)灰色關(guān) 聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能電網(wǎng)這一概念的提出，給現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施的舉措提出了更高的要求。不僅 要考慮技術(shù)提升、導(dǎo)入及運(yùn)用智能電網(wǎng)，也要策劃利用智能電網(wǎng)獲得經(jīng)濟(jì)效益的增長。由于 不同區(qū)域能源基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)不同，現(xiàn)有技術(shù)中對展智能電網(wǎng)發(fā)展中所針 對的問題各有側(cè)重。
[0003] 隨著互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)系越來越緊密，一些大容量機(jī)組密集接入地區(qū)220kv電網(wǎng)短路電 流超標(biāo)問題凸顯。目前，抑制短路電流的措施主要有電網(wǎng)分區(qū)運(yùn)行、線路或母聯(lián)串抗、采用 高阻抗變壓器、變壓器中性點(diǎn)加裝小電抗、更換開關(guān)設(shè)備等，一般采用其中一種或幾種措施 的組合?，F(xiàn)有的斷路器開斷電流最高為 63kA，當(dāng)電網(wǎng)短路電流超過63kA時(shí)，只能采取其他 措施。
[0004]不同短路電流抑制措施的限流效果，對系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響等各不相同，目 前，通過對不同的短路電流抑制方案各項(xiàng)效果指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)來確定最優(yōu)限流方案的研究還 處于起步階段。傳統(tǒng)的短路電流抑制方法一般通過對各種措施逐一進(jìn)行計(jì)算比較，憑經(jīng)驗(yàn) 選擇幾種限流措施，但難以實(shí)現(xiàn)對不同短路電流抑制方案的有效評價(jià)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路 電流抑制方案評價(jià)方法，該方法綜合考慮各種短路電流抑制措施的限流效果、對電網(wǎng)安全 的影響以及經(jīng)濟(jì)成本等因素，利用變異系數(shù)法計(jì)算各評價(jià)指標(biāo)權(quán)值，通過灰色關(guān)聯(lián)度分析 對220kV電網(wǎng)短路電流抑制方案進(jìn)行評價(jià)，根據(jù)計(jì)算出的各方案灰色關(guān)聯(lián)度的排序確定最 優(yōu)方案。
[0006] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007]本發(fā)明提供一種基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其改進(jìn) 之處在于，所述方法包括下述步驟：
[0008] (1)確定短路電流抑制方案的評價(jià)指標(biāo)；
[0009] ⑵建立評價(jià)矩陣并計(jì)算指標(biāo)權(quán)值；
[0010] (3)分析短路電流抑制方案的灰色關(guān)聯(lián)度。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)的評價(jià)指標(biāo)包括：
[0012] 1)短路電流水平指標(biāo)：
[0013] 所述短路電流水平指標(biāo)的計(jì)算結(jié)合22〇kV電網(wǎng)三相短路電流水平和單相短路電 流水平，用大于45kA的母線短路電流進(jìn)行計(jì)算，用下式計(jì)算短路電流水平指標(biāo)μ shOTt :
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于變異系數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述方 法包括下述步驟： (1) 確定短路電流抑制方案的評價(jià)指標(biāo)； (2) 建立評價(jià)矩陣并計(jì)算指標(biāo)權(quán)值； (3) 分析短路電流抑制方案的灰色關(guān)聯(lián)度。
2. 如權(quán)利要求1所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟（1)的評價(jià) 指標(biāo)包括： 1) 短路電流水平指標(biāo)： 所述短路電流水平指標(biāo)的計(jì)算結(jié)合220kV電網(wǎng)三相短路電流水平和單相短路電流水 平，用大于45kA的母線短路電流進(jìn)行計(jì)算，用下式計(jì)算短路電流水平指標(biāo)yshOTt :
其中，I45為采取分區(qū)解環(huán)、分母運(yùn)行、線路串抗短路電流抑制措施后大于45kA的母線 短路電流，n為母線數(shù)，Itl為相應(yīng)變電站的斷路器額定遮斷電流； 2) 系統(tǒng)靜態(tài)安全指標(biāo)： 用母線電壓越限指標(biāo)Uu和線路過負(fù)荷指標(biāo)計(jì)算所述系統(tǒng)靜態(tài)安全指標(biāo)U: u = u u+u L <2>； 用下式〈3>計(jì)算母線電壓越限指標(biāo)y:
其中，m為母線數(shù)，Ui為母線i的電壓幅值，〖7f和分別為母線i電壓幅值的上下限 值； 用下式〈4>計(jì)算線路過負(fù)荷指標(biāo)：
其中，n為線路的集合，Si為線路i的實(shí)際傳輸功率，Sie為線路i的允許傳輸功率； 3) 用下式〈5>計(jì)算發(fā)電機(jī)最大功角差的系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性指標(biāo)： 5max=maxISi-Sj <5> ； 其中，6,和為故障切除后暫態(tài)過程中任意兩臺發(fā)電機(jī)的功角； 4) 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)： 限流方案的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括所采取措施的直接投資費(fèi)用和間接投資費(fèi)用，以及系統(tǒng)運(yùn) 行網(wǎng)損費(fèi)用；直接投資費(fèi)用包括采用高阻抗變壓器、串聯(lián)電抗器設(shè)備增加的投資，間接投資 費(fèi)用包括工程建設(shè)相關(guān)費(fèi)用； 用下式〈6>計(jì)算經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)Eltjss: Eioss - Minvd+Minvind+MPloss〈6> ; 其中，Minvd--直接投資費(fèi)用； Minvind--間接投資費(fèi)用； Mploss--增加的網(wǎng)損費(fèi)用。
3. 如權(quán)利要求1所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟（2)包括下 述步驟： ① 設(shè)置短路電流抑制方案評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)矩陣； ② 評價(jià)指標(biāo)同向化處理； ③ 評價(jià)指標(biāo)去量綱化處理； ④ 確定評價(jià)指標(biāo)權(quán)值。
4. 如權(quán)利要求3所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟①包括： 設(shè)第i個(gè)短路電流抑制方案的評價(jià)指標(biāo)向量為Yi = [yu，y2i,y3i,y4i,y5i]T，其中，yu和 y2i分別代表220kV電網(wǎng)的母線三相短路電流和單相短路電流；y3i代表母線電壓越限和線 路過負(fù)荷指標(biāo)；y4i為兩發(fā)電機(jī)間的最大功角差；y5i代表經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)； 如果有n個(gè)短路電流抑制方案，則評價(jià)矩陣表示為Y= [Y1,Y2，…，Yn];評價(jià)指標(biāo)i的權(quán) 值用表示，其權(quán)值向量為《 = [Q1, ?2，...，wJTi= 5,其中，i代表評價(jià)指標(biāo)序號。
5. 如權(quán)利要求3所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟②包括：構(gòu) 造原始評價(jià)矩陣Y= [yi」mXn，其中m為評價(jià)指標(biāo)的數(shù)目，n為評價(jià)對象即方案數(shù)量；如果m 個(gè)評價(jià)指標(biāo)中有負(fù)指標(biāo)，即指標(biāo)值越小表示狀況越好的指標(biāo)，首先需進(jìn)行指標(biāo)同向化處理， 將其轉(zhuǎn)化為正指標(biāo)，然后再將其進(jìn)行處理；其中，正指標(biāo)表示指標(biāo)值越大其反映的狀況越 優(yōu)； 采用式〈7>對第j短路電流抑制方案的第i個(gè)指標(biāo)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為正指標(biāo)評價(jià) 矩陣Y':
其中，y' u為正指標(biāo)評價(jià)矩陣Y'的元素，HiaxlYiI表示指標(biāo)向量Yi所在行元素中的 最大值，k取0. 1。
6. 如權(quán)利要求3所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟③包括：對 正指標(biāo)評價(jià)矩陣進(jìn)行去量綱化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣，各矩陣元素值采用式〈8>計(jì)算：
其中：為原始評價(jià)矩陣的評價(jià)指標(biāo)向量；i代表評價(jià)指標(biāo)序號；m為評價(jià)指標(biāo)的數(shù) 目，n為評價(jià)對象即短路電流抑制方案數(shù)量；j為短路電流抑制方案序號。
7. 如權(quán)利要求3所述的短路電流抑制方案評價(jià)方法，其特征在于，所述步驟④包括：利 用式〈9>計(jì)算經(jīng)去量綱化處理后的指標(biāo)均值：
采用式〈1〇>計(jì)算指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差：
構(gòu)造矩陣Y的目的是為了從各指標(biāo)離散的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)得出各方案與理想最佳方 案的綜合關(guān)聯(lián)程度； 考慮到指標(biāo)的重要程度即權(quán)重不同，采用下式計(jì)算第i個(gè)短路電流抑制方案的加權(quán)灰 色關(guān)聯(lián)度：
如果計(jì)算出的短路電流抑制方案的灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果值越大，則表明該方案越接近于最 優(yōu)方案，通過對灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算值的排序確定最優(yōu)短路電流抑制方案。
【文檔編號】G06F19/00GK104268389SQ201410483936
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】顧軍, 宋占黨, 韓鈺, 戚紅艷, 楊桂興, 張俊, 丁碧薇, 范新橋 申請人:國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)新疆電力公司烏魯木齊供電公司