地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)配電網(wǎng)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷完善，電力運(yùn)行方式日益增加，為進(jìn)一步提高 電網(wǎng)運(yùn)行科可靠性，降低網(wǎng)損，提高網(wǎng)絡(luò)的帶負(fù)載能力和利用效率，使互供能力更強(qiáng)，在當(dāng) 前電力系統(tǒng)中建立了大量的環(huán)網(wǎng)，使配電網(wǎng)絡(luò)能滿足各種運(yùn)行方式的需要。
[0003] 配電網(wǎng)進(jìn)行合環(huán)操作時兩側(cè)電源一般處于分裂運(yùn)行狀態(tài)，常常因合環(huán)點開關(guān)兩側(cè) 母線或線路電壓差的存在，使得合環(huán)操作中產(chǎn)生的環(huán)流過大引起過流保護(hù)誤動。
[0004] 為了保證重要用戶的不間斷供電，了解配網(wǎng)潮流的變化情況，避免不必要的過負(fù) 荷或者意外事故，需要對合環(huán)電流進(jìn)行詳細(xì)的分析和計算，運(yùn)有助于運(yùn)行人員對地區(qū)電力 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證用戶利益，減少停電損失。
[0005] 我國城市中壓配電網(wǎng)廣泛采用閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運(yùn)行的供電方式，即具有雙電源供 電甚至多電源供電的結(jié)構(gòu)，運(yùn)提高了供電的靈活性，也為允許執(zhí)行合環(huán)操作提供了基本條 件。因此，當(dāng)某個母線、開關(guān)、饋線或者相關(guān)二次變需要檢修的時候，通過合環(huán)操作，將該母 線、開關(guān)或饋線上的負(fù)荷不停電地轉(zhuǎn)移到與之相連的其他母線或饋線上，可W提高供電可 靠性。但有些情況下，若執(zhí)行合環(huán)操作會產(chǎn)生較大的合環(huán)電流，從而可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動 或超設(shè)備額定值，影響到配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種配電網(wǎng)運(yùn)行安全 性好、可靠性高的地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置及系統(tǒng)。
[0007] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[000引一種地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置，包括：
[0009] 主配網(wǎng)建模單元，用于根據(jù)通過EMS系統(tǒng)導(dǎo)出的主電網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過PMS系統(tǒng)導(dǎo)出的 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立主配網(wǎng)一體化模型；所述主配網(wǎng)一體化模型至少包括主電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?關(guān)系；
[0010] 聯(lián)絡(luò)開關(guān)選擇單元，用于選擇配電網(wǎng)中需要進(jìn)行合環(huán)操作的兩條合環(huán)線路及對應(yīng) 的聯(lián)絡(luò)開關(guān)；
[0011] 拓?fù)錁?gòu)成單元，用于根據(jù)選擇的所述合環(huán)線路和聯(lián)絡(luò)開關(guān)形成合環(huán)聯(lián)絡(luò)線路的拓 撲關(guān)系；
[0012] 參數(shù)輸入單元，用于輸入電網(wǎng)參數(shù)，所述參數(shù)至少包括需要合環(huán)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)的相 關(guān)聯(lián)絡(luò)線路、變電站和上一電壓等級的線路；
[0013] 合環(huán)點選擇單元，用于根據(jù)所述參數(shù)選擇合環(huán)點；
[0014] 潮流計算單元，用于根據(jù)所述合環(huán)聯(lián)絡(luò)線路的拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合主電網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù) 計算所述合環(huán)點的合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的潮流分布；
[0015] 合環(huán)電流計算單元，用于根據(jù)所述合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的潮流分布計算合環(huán)沖擊電流和 穩(wěn)態(tài)電流的大小；
[0016] 判斷提示單元，用于將所述合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較， 根據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示信息。
[0017] 優(yōu)選的，該地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置還包括:數(shù)據(jù)校驗單元，用于校驗所述 EMS系統(tǒng)導(dǎo)出的主電網(wǎng)數(shù)據(jù)，W及所述PMS系統(tǒng)導(dǎo)出的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0018] 所述合環(huán)電流計算單元具體用于根據(jù)牛頓-拉夫遜法計算合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，在聯(lián)絡(luò) 開關(guān)兩側(cè)線路上的負(fù)荷相加，聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)的節(jié)點視為同一節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潆S之改變，在 經(jīng)過潮流計算之后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)合環(huán)電壓和支路阻抗求得合環(huán)之后的穩(wěn)態(tài)電流。
[0019] 所述判斷提示單元將所述合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較，根 據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示，具體為:校驗計算得到的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和合環(huán) 沖擊電流，若其中一個超過電流上線闊值，則給出不進(jìn)行合環(huán)操作的提示。
[0020] 優(yōu)選的，地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置還包括:顯示單元，用于顯示所述主電網(wǎng)的 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系、合環(huán)聯(lián)絡(luò)線路的拓?fù)潢P(guān)系、是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示信息中的至少一個。
[0021] 本發(fā)明實施例還一種地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析系統(tǒng)，包括：
[0022] 服務(wù)器，包括上述的地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置；
[0023] 配電終端，用于發(fā)送請求信息到所述服務(wù)器，根據(jù)所述服務(wù)器返回的提示信息指 導(dǎo)操作人員是否進(jìn)行配電網(wǎng)的合環(huán)操作;其中所述請求信息與配電網(wǎng)的合環(huán)操作相關(guān)。
[0024] 優(yōu)選的，所述服務(wù)器和所述配電終端在J2EE下WB/S架構(gòu)實現(xiàn)。
[0025] 優(yōu)選的，所述配電終端通過瀏覽器方式訪問所述服務(wù)器發(fā)送所述請求信息或獲取 所述提示信息。
[0026] 優(yōu)選的，所述服務(wù)器包括第一無線收發(fā)單元，所述配電終端包括對應(yīng)的第二無線 收發(fā)單元。
[0027] 優(yōu)選的，所述第一無線收發(fā)單元和第二無線收發(fā)單元為GPRS通信單元、3G通信單 元或4G通信單元。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0029] 本發(fā)明實現(xiàn)主、配網(wǎng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)一體化建模，改變了 W往主配網(wǎng)計算模型分立的方 式，結(jié)合潮流數(shù)據(jù)和配網(wǎng)參數(shù)計算合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流的大小，并將合環(huán)沖擊電流和 穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較，根據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示信息，從 而為在合環(huán)的過程中最大限度的保護(hù)線路和設(shè)備，最大程度的降低合環(huán)電流，避免電力系 統(tǒng)保護(hù)設(shè)備的誤動作提供保證，使得配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性好、可靠性高。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明實施例一中的地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置示意圖；
[0031 ]圖2是本發(fā)明實施例中的暫態(tài)沖擊電流計算第一模型圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明實施例中的暫態(tài)沖擊電流計算第二模型圖；
[0033] 圖4本發(fā)明實施例中的合環(huán)操作分析過程示意圖；
[0034] 圖5是本發(fā)明實施例二中的地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于W下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范 圍。
[0036] 本發(fā)明實施例一提供一種地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置，參看圖1，包括：
[0037] 主配網(wǎng)建模單元，用于根據(jù)通過EMS系統(tǒng)導(dǎo)出的主電網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過PMS系統(tǒng)導(dǎo)出的 配電網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立主配網(wǎng)一體化模型；所述主配網(wǎng)一體化模型至少包括主電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?關(guān)系；
[0038] 聯(lián)絡(luò)開關(guān)選擇單元，用于選擇配電網(wǎng)中需要進(jìn)行合環(huán)操作的兩條合環(huán)線路及對應(yīng) 的聯(lián)絡(luò)開關(guān)；
[0039] 拓?fù)錁?gòu)成單元，用于根據(jù)選擇的所述合環(huán)線路和聯(lián)絡(luò)開關(guān)形成合環(huán)聯(lián)絡(luò)線路的拓 撲關(guān)系；
[0040] 參數(shù)輸入單元，用于輸入電網(wǎng)參數(shù)，所述參數(shù)至少包括需要合環(huán)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)的相 關(guān)聯(lián)絡(luò)線路、變電站和上一電壓等級的線路；
[0041 ]合環(huán)點選擇單元，用于根據(jù)所述參數(shù)選擇合環(huán)點；
[0042] 潮流計算單元，用于根據(jù)所述合環(huán)聯(lián)絡(luò)線路的拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合主電網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù) 計算所述合環(huán)點的合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的潮流分布；
[0043] 合環(huán)電流計算單元，用于根據(jù)所述合環(huán)開關(guān)兩側(cè)的潮流分布計算合環(huán)沖擊電流和 穩(wěn)態(tài)電流的大??；
[0044] 判斷提示單元，用于將所述合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較， 根據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示信息。
[0045] 本發(fā)明實現(xiàn)主、配網(wǎng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)一體化建模，改變了 W往主配網(wǎng)計算模型分立的方 式，結(jié)合潮流數(shù)據(jù)和配網(wǎng)參數(shù)計算合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流的大小，并將合環(huán)沖擊電流和 穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較，根據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示信息，從 而為在合環(huán)的過程中最大限度的保護(hù)線路和設(shè)備，最大程度的降低合環(huán)電流，避免電力系 統(tǒng)保護(hù)設(shè)備的誤動作提供保證，使得配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性好、可靠性高。
[0046] 具體的，本實施例中配網(wǎng)數(shù)據(jù)源收集WPMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)通過表格導(dǎo)入，拓?fù)鋱D 編輯等交互方式實現(xiàn)配電網(wǎng)計算模型數(shù)據(jù)源的收集。WEMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將EMS主網(wǎng)拓?fù)渑c 配網(wǎng)數(shù)據(jù)通過重疊數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，實現(xiàn)主、配網(wǎng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)一體化建模，改變了 W往主配 網(wǎng)計算模型分立的方式。W主網(wǎng)EMS拓?fù)?、量測及設(shè)備參數(shù)為數(shù)據(jù)源，通過計算機(jī)圖形算法 直接建立計算模型的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)配電計算模型建模。
[0047] 該地區(qū)配電網(wǎng)在線仿真分析裝置還包括:數(shù)據(jù)校驗單元，用于校驗所述EMS系統(tǒng)導(dǎo) 出的主電網(wǎng)數(shù)據(jù)，W及所述PMS系統(tǒng)導(dǎo)出的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。面對配電網(wǎng)絡(luò)龐大數(shù)據(jù)收 集過程中可能存在的誤差，本發(fā)明研究通過不同的計算方法，不同的數(shù)據(jù)錄入方式實現(xiàn)數(shù) 據(jù)的交叉核對。通過將計算結(jié)果與主網(wǎng)饋入支路實測電壓、電流進(jìn)行核對，進(jìn)一步的驗證配 網(wǎng)數(shù)據(jù)建模的準(zhǔn)確性。
[0048] 所述合環(huán)電流計算單元具體用于根據(jù)牛頓-拉夫遜法計算合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，在聯(lián)絡(luò) 開關(guān)兩側(cè)線路上的負(fù)荷相加，聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)的節(jié)點視為同一節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潆S之改變，在 經(jīng)過潮流計算之后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)合環(huán)電壓和支路阻抗求得合環(huán)之后的穩(wěn)態(tài)電流。
[0049] 潮流計算是電力系統(tǒng)各種安全分析和計算的基礎(chǔ)，為了提高電力系統(tǒng)自動化操作 的準(zhǔn)確性及快速性，并能系統(tǒng)、安全地進(jìn)行實時動態(tài)分析，配電網(wǎng)潮流變化的信息是必不可 少的資源，因此進(jìn)行配電網(wǎng)潮流計算是現(xiàn)今潮流計算的發(fā)展趨勢。本發(fā)明在配電網(wǎng)各種潮 流計算方法分析比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合準(zhǔn)確性和收斂性兩方面條件，提出了電路計算與牛頓 拉夫遜相結(jié)合的=相潮流計算方法。在該方法的基礎(chǔ)上建立了配電網(wǎng)各元件的詳細(xì)數(shù)學(xué)模 型，為了全面體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的真實性，針對變壓器的不同接線方法分別進(jìn)行了不同的節(jié)點 導(dǎo)納矩陣模型建立，完善了模型的建立。
[0050] 所述判斷提示單元將所述合環(huán)沖擊電流和穩(wěn)態(tài)電流計算結(jié)果與合環(huán)條件比較，根 據(jù)比較結(jié)果給出是否進(jìn)行合環(huán)操作的提示，具體為:校驗計算得到的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流和合環(huán) 沖擊電流，若其中一個超過電流上線闊值，則給出不進(jìn)行合環(huán)操作的提示。
[0051] 參看圖2和圖3,本實施例中合環(huán)沖擊電流指的是通過并列斷路器上主抽頭上的電 流。在實際的合環(huán)過程中，沖擊電流一般具有較高的幅值，但是持續(xù)的時間較