專利名稱：一種考慮自切配合的n-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，尤其是涉及一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
N-1計(jì)算是電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析計(jì)算中的重要內(nèi)容，是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中非常重要的安全校核手段。所謂N-1是指電力系統(tǒng)的N個元件中的任一獨(dú)立元件(發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等)發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)不造成因其他線路過負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電，不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。隨著電網(wǎng)自動化程度的不斷提高，變電站自動化與智能化水平越來越高，地區(qū)電網(wǎng)變電站內(nèi)的自切裝置也越來越普及。自切裝置的應(yīng)用能提高調(diào)度自動化水平，但對傳統(tǒng)的N-1計(jì)算結(jié)果也帶來了一定的影響，尤其在不同電壓等級變電站之間存在自切配合的順序問題。一般而言，220kV變電站內(nèi)的IlOkV分段自切或35kV分段自切是待其所供下級變電站自切動作完畢后才會動作。這樣就導(dǎo)致在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)220kV變電站發(fā)生N-1情況時，大部分負(fù)荷將從其下級變電站母線轉(zhuǎn)移出去，而且很可能是轉(zhuǎn)移到其他220kV變電站。因而在進(jìn)行其N-1計(jì)算時就需要與下級變電站的N-1轉(zhuǎn)供路徑聯(lián)合起來考慮，計(jì)算轉(zhuǎn)出的負(fù)荷是否會導(dǎo)致過載情況。由此可見，當(dāng)考慮自切配合之后，N-1計(jì)算將變得更為復(fù)雜，如按傳統(tǒng)的N-1開斷掃描方法計(jì)算，得出的結(jié)果將與實(shí)際運(yùn)行情況不符。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種準(zhǔn)確性與實(shí)用性高的考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，用于電力系統(tǒng)的N-1計(jì)算，該計(jì)算系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)連接，所述的計(jì)算系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的數(shù)據(jù)庫模塊分別連接數(shù)據(jù)接口模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的計(jì)算分析模塊分別連接圖形顯示模塊和拓?fù)涔芾砟K；數(shù)據(jù)接口模塊從SCADA系統(tǒng)獲取計(jì)算所需的設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)、變電站主接線圖和實(shí)時測量數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫模塊中，拓?fù)涔芾砟K根據(jù)設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)生成可進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，計(jì)算分析模塊根據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)和實(shí)時測量數(shù)據(jù)進(jìn)行N-1計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫模塊，圖形顯示模塊對數(shù)據(jù)庫模塊中的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化顯示。所述的數(shù)據(jù)接口模塊包含若干個與SCADA系統(tǒng)連接的接口。所述的實(shí)時測量數(shù)據(jù)包括遙測數(shù)據(jù)和遙信數(shù)據(jù)。所述的拓?fù)涔芾砟K生成可進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)具體步驟為
根據(jù)設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)，將電力系統(tǒng)中的單端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一個節(jié)點(diǎn)，將雙端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一條支路和兩個節(jié)點(diǎn)，將三端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成三條支路和四個節(jié)點(diǎn)，最終生成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。所述的計(jì)算分析模塊進(jìn)行N-1計(jì)算的具體步驟為I)計(jì)算分析模塊讀取拓?fù)涔芾砟K生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫模塊提供的實(shí)時測
量數(shù)據(jù)；2)根據(jù)變電站內(nèi)自切裝置的配合可能導(dǎo)致的開關(guān)變化及動作次序修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，依次對電力系統(tǒng)中各個變壓器和線路進(jìn)行N-1計(jì)算；3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷是否存在過載設(shè)備，將計(jì)算結(jié)果通過圖形顯示模塊顯示出來，同時保存入數(shù)據(jù)庫模塊中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明綜合考慮了設(shè)備參數(shù)、連接關(guān)系、實(shí)時測量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)和自切裝置配合規(guī)貝U，運(yùn)用拓?fù)渌阉骷夹g(shù)準(zhǔn)確判斷N-1后的電網(wǎng)拓?fù)渥兓⒏鶕?jù)自切裝置動作結(jié)果來修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，使N-1計(jì)算結(jié)果能夠貼合實(shí)際運(yùn)行情況，較之以往的同類產(chǎn)品，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性與實(shí)用性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1-圖2所示，一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，通過防火墻8與SCADA系統(tǒng)9連接，該計(jì)算系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接口模塊5、數(shù)據(jù)庫模塊4、圖形顯示模塊3、拓?fù)涔芾砟KI和計(jì)算分析模塊2，所述的數(shù)據(jù)庫模塊4分別連接數(shù)據(jù)接口模塊5、圖形顯示模塊3、拓?fù)涔芾砟KI和計(jì)算分析模塊2，所述的計(jì)算分析模塊2分別連接圖形顯示模塊3和拓?fù)涔芾砟KI。其中，數(shù)據(jù)接口模塊5和數(shù)據(jù)庫模塊4運(yùn)行在服務(wù)器6端，圖形顯示模塊3、拓?fù)涔芾砟KI和計(jì)算分析模塊2運(yùn)行在工作站7端。本系統(tǒng)是為供電公司調(diào)度部門使用的，因此本實(shí)施例安裝于供電公司的調(diào)度運(yùn)行班組內(nèi)。所述SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的“遙控、遙測、遙調(diào)、遙信”，已經(jīng)廣泛的配置于各個電壓等級的電網(wǎng)當(dāng)中，特別是對于35kV以上電網(wǎng)。所述的數(shù)據(jù)接口模塊5包含若干個與SCADA系統(tǒng)連接的接口，用于獲取設(shè)備參數(shù)與連接關(guān)系數(shù)據(jù)(以CIM格式提供)、變電站內(nèi)部主接線圖(以SVG矢量圖格式提供)、實(shí)時測量數(shù)據(jù)(包括遙信與遙測數(shù)據(jù)，以E文件格式提供)，數(shù)據(jù)經(jīng)過解析后轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)庫模塊進(jìn)行保存。所述的數(shù)據(jù)庫模塊4保存了從數(shù)據(jù)接口模塊5解析的設(shè)備參數(shù)、連接關(guān)系、矢量圖形、遙測與遙信數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都是拓?fù)浞治鏊璧幕A(chǔ)數(shù)據(jù)，分析結(jié)果也存入數(shù)據(jù)庫模塊。數(shù)據(jù)庫模塊將為圖形顯示模塊提供顯示所需的圖形數(shù)據(jù)，為拓?fù)涔芾砟K提供拓?fù)渌阉魉璧脑O(shè)備參數(shù)與連接關(guān)系數(shù)據(jù)，為計(jì)算分析模塊提供N-1計(jì)算所需的遙測與遙信數(shù)據(jù)。所述的圖形顯示模塊3是整個系統(tǒng)人機(jī)交換的接口，顯示整個電力網(wǎng)絡(luò)的變電站列表和站內(nèi)接線圖，具備放大、縮小、漫游、鷹眼等基本功能，并進(jìn)行電氣設(shè)備的查詢和定位，同時也負(fù)責(zé)顯示設(shè)備屬性和類型數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)的顯示。所述的拓?fù)涔芾砟KI根據(jù)設(shè)備參數(shù)與連接關(guān)系生成能夠進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，并通過一些邏輯校驗(yàn)判斷原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。因此，也可以說本模塊承擔(dān)了N-1計(jì)算的數(shù)據(jù)預(yù)處理操作。所述的拓?fù)涔芾砟K生成可進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)具體步驟為將發(fā)電機(jī)、母線、負(fù)荷等單端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一個節(jié)點(diǎn)，將線路、開關(guān)等雙端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一條支路和兩個節(jié)點(diǎn)，將三卷變等三端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成三條支路和四個節(jié)點(diǎn)，最終生成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。所述的計(jì)算分析模塊2通過讀取拓?fù)涔芾砟K生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫模塊提供的實(shí)時測量數(shù)據(jù)，依次對電網(wǎng)中各個變壓器和線路進(jìn)行N-1計(jì)算，在計(jì)算中過程中考慮變電站內(nèi)部自切裝置的配合原則，將計(jì)算結(jié)果通過圖形顯示模塊顯示出來，并同時通過數(shù)據(jù)庫模塊保存到后臺數(shù)據(jù)庫中。在計(jì)算過程中，運(yùn)用快速的拓?fù)渌阉鞣椒?，判斷自切裝置動作后的電網(wǎng)拓?fù)渥兓筃-1計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行情況相符。對N-1計(jì)算不滿足的設(shè)備將進(jìn)行警告，提示調(diào)度人員及時采取措施。所述的計(jì)算分析模塊進(jìn)行N-1計(jì)算的具體步驟為I)計(jì)算分析模塊讀取拓?fù)涔芾砟K生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫模塊提供的實(shí)時測
量數(shù)據(jù)；2)考慮變電站內(nèi)部自切裝置的配合原則，依次對電網(wǎng)中各個變壓器和線路進(jìn)行N-1計(jì)算；在計(jì)算過程中，判斷自切裝置動作可能導(dǎo)致的開關(guān)變化及動作次序，據(jù)此修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，再通過潮流計(jì)算方法計(jì)算潮流分布，判斷是否存在過載設(shè)備；3)將計(jì)算結(jié)果通過圖形顯示模塊顯示出來，同時保存入數(shù)據(jù)庫模塊中，圖形顯示模塊中對于過載設(shè)備將通過顏色和加粗的方式突出顯示，以提示調(diào)度人員。由于本模塊在計(jì)算過程中根據(jù)自切裝置動作結(jié)果來修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，使得N-1計(jì)算所依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c自切裝置動作后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟恢?，從而保證了 N-1計(jì)算結(jié)果能夠與實(shí)際運(yùn)行情況相符。本發(fā)明中綜合考慮了設(shè)備參數(shù)、連接關(guān)系、實(shí)時測量數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)和自切裝置配合規(guī)則，運(yùn)用拓?fù)渌阉骷夹g(shù)準(zhǔn)確判斷N-1后的電網(wǎng)拓?fù)渥兓?，使N-1計(jì)算結(jié)果能夠貼合實(shí)際運(yùn)行情況，較之以往的同類產(chǎn)品，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性與實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，用于電力系統(tǒng)的N-1計(jì)算，該計(jì)算系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)連接，其特征在于，所述的計(jì)算系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的數(shù)據(jù)庫模塊分別連接數(shù)據(jù)接口模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的計(jì)算分析模塊分別連接圖形顯示模塊和拓?fù)涔芾砟K；數(shù)據(jù)接口模塊從SCADA系統(tǒng)獲取計(jì)算所需的設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)、變電站主接線圖和實(shí)時測量數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫模塊中，拓?fù)浞治瞿K根據(jù)設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)生成拓?fù)鋽?shù)據(jù)，計(jì)算分析模塊根據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)和實(shí)時測量數(shù)據(jù)進(jìn)行N-1計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫模塊，圖形顯示模塊對數(shù)據(jù)庫模塊中的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)接口模塊包含若干個與SCADA系統(tǒng)連接的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述的實(shí)時測量數(shù)據(jù)包括遙測數(shù)據(jù)和遙信數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述的拓?fù)涔芾砟K生成可進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)具體步驟為根據(jù)設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)，將電力系統(tǒng)中的單端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一個節(jié)點(diǎn)，將雙端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成一條支路和兩個節(jié)點(diǎn)，將三端點(diǎn)元件轉(zhuǎn)化成三條支路和四個節(jié)點(diǎn)，最終生成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述的計(jì)算分析模塊進(jìn)行N-1計(jì)算的具體步驟為1)計(jì)算分析模塊讀取拓?fù)涔芾砟K生成的拓?fù)鋽?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫模塊提供的實(shí)時測量數(shù)據(jù)；2)根據(jù)變電站內(nèi)自切裝置的配合可能導(dǎo)致的開關(guān)變化及動作次序修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣， 依次對電力系統(tǒng)中各個變壓器和線路進(jìn)行N-1計(jì)算；3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷是否存在過載設(shè)備，將計(jì)算結(jié)果通過圖形顯示模塊顯示出來，同時保存入數(shù)據(jù)庫模塊中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種考慮自切配合的N-1開斷掃描在線計(jì)算系統(tǒng)，與SCADA系統(tǒng)連接，該計(jì)算系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接口模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的數(shù)據(jù)庫模塊分別連接數(shù)據(jù)接口模塊、圖形顯示模塊、拓?fù)涔芾砟K和計(jì)算分析模塊，所述的計(jì)算分析模塊分別連接圖形顯示模塊和拓?fù)涔芾砟K；數(shù)據(jù)接口模塊獲取計(jì)算所需的設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)、變電站主接線圖和實(shí)時測量數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫模塊中，拓?fù)涔芾砟K根據(jù)設(shè)備參數(shù)與拓?fù)溥B接數(shù)據(jù)生成可進(jìn)行N-1計(jì)算的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，計(jì)算分析模塊根據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)和實(shí)時測量數(shù)據(jù)進(jìn)行N-1計(jì)算，圖形顯示模塊進(jìn)行可視化顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有準(zhǔn)確性與實(shí)用性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J13/00GK103023152SQ201210562280
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者余浩斌, 李春偉, 沈忠旗, 連鴻波, 湯曉偉, 王承民, 劉涌 申請人:上海市電力公司, 上海博英信息科技有限公司