[發明專利]一種配電網的薄弱環節識別方法

有效

• 申請號: 201710586053.X
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107453354B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 郭創新;張少軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學華南工業技術研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 葉志堅<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種配電網的薄弱環節識別方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、建立配電網拓撲模型；

依照配電網實際連接關系圖形成配電網拓撲圖，并生成主變壓器容量矩陣、聯絡線連接關系矩陣、聯絡線容量矩陣；

步驟2、利用配電網已有信息計算配電網電能供應能力，并且與實際運行工況進行比照，排查薄弱環節；

對含有多個互聯變電站的配電網區域，列出其最大電能供應能力目標函數；該目標函數需考慮聯絡關系約束、負荷轉移約束和變壓器容量約束；在可行域內求解最大電能供應能力與實際工況比較評估風險大小；

步驟3、對配電網拓撲進行遍歷，排查所有薄弱環節；

遍歷配電網區域所有站間聯絡線，針對每一條聯絡線，考慮當第i條聯絡線發生故障且無法恢復時，第i條聯絡線供應電能區域能否恢復原有全部供電能力；若不能恢復原有全部供電能力，考慮第i條聯絡線故障時需要切除負荷的大小及比例；

步驟4、對所有可能的薄弱環節綜合判定，形成薄弱環節集合；

步驟(1)是通過下述方式實現的：

根據配電網的拓撲，將區域內各變電站各主變作為對應節點，形成描述網絡結構的聯絡線連接關系矩陣L，其維數即區域內所有變電站所有變壓器，當節點i與節點j之間存在聯絡關系時，對應的元素L_ij、L_ji為1，其余元素為0；

生成主變壓器容量矩陣R，其中，R_i表示第i臺主變的額定容量大小；

生成聯絡線容量矩陣TL，其中，TL_ij、TL_ji為變壓器i與變壓器j之間聯絡的極限容量；

步驟(2)是通過下述方式實現的：

2-1.求解以下的約束優化問題:

目標函數：最大電能供應能力MPSC

max MPSC＝∑R_iT_i

故障時轉出方負荷轉供等式約束：

R_iT_i＝∑L_i,jB_i,j

該等式表達了當變壓器i故障時，將變壓器i原先承擔的負荷轉由其他主變供電；其中B_i,j代表變壓器i故障向變壓器j轉移負荷的大小；

故障時接收方變壓器容量約束：

B_i,j+R_jT_j≤R_j

負荷轉移約束：

B_i,j≤C_i,j

主變負載率約束：

T_min≤T_s≤T_max

T_min、T_max分別是負載率下限和上限，負載率最小為0，最大為1；T_i、T_j分別表示變壓器i和變壓器j的負載率；C_i,j指代從變壓器i到變壓器j轉移負荷的限定閾值；T_s向量代表了滿足N-1約束下的最大負載率，即N-1意義下安全的最大安全負載率；

求解以上問題，即可獲得滿足N-1安全約束下的最大電能供應能力MPSC，但實際運行中考慮經濟性因素可能并沒有嚴格按照N-1安全約束；

2-2.在可行域內求解最大電能供應能力與實際工況比較評估風險大小，設實際測得負載率向量為T：

ΔT＝T-T_s

ΔT稱為負載率比照向量，若ΔT_i>0，則代表變壓器i處于危險運行工況，此時一旦變壓器i故障，其原先承擔的負荷量無法由其他變壓器轉供，變壓器i則處于區域配電網的薄弱環節；若ΔT_i<0，則代表變壓器i安全運行，其絕對值代表安全閾度，越大越安全；

步驟(3)是通過下述方式實現的：

在區域內依次切除每一條聯絡線，研究負荷供應能力的變化，存在以下三種情況：

可恢復原有全部負荷：也就是說即便該聯絡線切除或者該聯絡線故障，對網絡供電能力完全沒有影響；

失去部分負荷：該條聯絡線故障時，將有其他聯絡線和主變對負荷進行供電，但由于變壓器容量限制或者聯絡線容量限制，無法對故障聯絡線供電區域進行完全的供電恢復，只能恢復部分負荷；

失去全部負荷：該條聯絡對于負荷點至關重要，一旦失去該條聯絡線，對供電能力產生重大影響，導致局部完全失負荷；

針對第三種完全失負荷，以及第二種失去較多負荷可定義為區域內配電網絡聯絡線的薄弱環節；

步驟(4)是通過下述方式實現的：

對于步驟(2)獲得的變壓器薄弱環節和步驟(3)獲得的聯絡線薄弱環節，進行重要度排序：

首先列出失去聯絡線后失去全部負荷的薄弱聯絡線；

其次列出ΔT_i>0處于危險工況的變壓器；

最后列出失去聯絡線后失去部分負荷的薄弱聯絡線。