專利名稱：特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和500kV輸電線路的大量建設(shè)，以及新的500kV_220kV電磁環(huán)網(wǎng)的不斷形成，電磁環(huán)網(wǎng)已成為影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要事故隱患。且一旦發(fā)生故障，極易引起大范圍停電事故，停電用戶、損失負(fù)荷、停電時(shí)間所帶來的損失均遠(yuǎn)超過普通電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。對(duì)特高壓受端電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)，解開特高壓與受端輸電網(wǎng)之間的電磁環(huán)網(wǎng)，可有效限制電網(wǎng)中的短路電流，利于進(jìn)行事故處理和潮流控制，充分發(fā)揮特高壓電網(wǎng)的輸電優(yōu)勢(shì)。在中國(guó)許多地方存在著500kV 220kV電磁環(huán)網(wǎng)，近年來相繼通過 潮流、穩(wěn)定性分析、短路容量以及網(wǎng)損計(jì)算等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了分層分區(qū)方案計(jì)算。然而，傳統(tǒng)的分層分區(qū)方法主要依賴于操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，缺乏完整的、系統(tǒng)的電網(wǎng)分層分區(qū)策略與方案。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法。結(jié)合受端電網(wǎng)分層分區(qū)金字塔原理，本發(fā)明建立一種電網(wǎng)分層分區(qū)的金字塔模型，的具體步驟如下I)對(duì)高端電網(wǎng)進(jìn)行分層，按照電壓等級(jí)由高到低將高端電網(wǎng)分為不同層次，分層原則包括保證不削弱主要潮流斷面的穩(wěn)定限額；保證網(wǎng)架安全，在一個(gè)受端電網(wǎng)大區(qū)域內(nèi)應(yīng)有兩個(gè)及以上500kV聯(lián)絡(luò)點(diǎn)、三臺(tái)及以上500kV主變，各大區(qū)之間至少應(yīng)有兩個(gè)通道或三條500kV線路相互聯(lián)系；2)對(duì)同一級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，按照每層電網(wǎng)的分區(qū)原則包括；保證可靠供電，受端電網(wǎng)每一個(gè)分區(qū)內(nèi)以一個(gè)或若干個(gè)500kV變電站作為主要供電電源，并配合本地區(qū)內(nèi)部的大容量發(fā)電廠，經(jīng)一個(gè)或多個(gè)220kV樞紐變電站向區(qū)內(nèi)供電；各分區(qū)內(nèi)有電源、電壓支撐，各供電分區(qū)內(nèi)具有電壓、無功調(diào)節(jié)能力，各供電分區(qū)內(nèi)具備一定容量的發(fā)電機(jī)組或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置；區(qū)域電網(wǎng)之間具有相互支撐能力，采用備自投、低頻低壓減載的安全自動(dòng)裝置；分區(qū)方案兼顧下級(jí)電網(wǎng)供電可靠性；3)下一級(jí)的一個(gè)分區(qū)的電能供應(yīng)可匯聚到上一級(jí)電網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)電源點(diǎn)，并對(duì)上一級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，以此類推；4)確保每一級(jí)的各個(gè)分區(qū)相互獨(dú)立但又互為備用。在步驟2)中的電源點(diǎn)是指電廠或變電站。所述的分層后的每一層網(wǎng)絡(luò)接線的抽象模型，用圖論的方法表示為用“點(diǎn)”代表原始電網(wǎng)中的電源點(diǎn)，連接“點(diǎn)”之間的“邊”表示兩點(diǎn)之間的電力供應(yīng)關(guān)系，同時(shí)省略線路上的一些開關(guān)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抽象模型G (V，E)，其中V表示節(jié)點(diǎn)、E代表邊。
所述的分層后的每一層網(wǎng)絡(luò)接線的抽象模型，用框架的方法表示為信息框架分為“邊槽”和“點(diǎn)槽”，其中每個(gè)“邊槽”包括每條線路的起始點(diǎn)位置、名稱、長(zhǎng)度、型號(hào)；“點(diǎn)槽”包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置、名稱、電壓等級(jí)、裝機(jī)容量。所述的保證不削弱主要斷面的穩(wěn)定限額是指受端電網(wǎng)采取分層供電方案后，應(yīng)使主網(wǎng)具有足夠的安全穩(wěn)定性和供電可靠性，不削弱主要輸電通道以及主要斷面與系統(tǒng)的電氣聯(lián)系和穩(wěn)定輸送限額。合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，目標(biāo)網(wǎng)架應(yīng)有較大的抗擾動(dòng)能力，并滿足《導(dǎo)則》中規(guī)定的有關(guān)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。所述的保證網(wǎng)架安全滿足一個(gè)500kV變電站全?；蛞粭l500kV線路故障，不至于造成局部系統(tǒng)解列。滿足上述條件的500kV與220kV電磁環(huán)網(wǎng)，可考慮分層運(yùn)行。所述的保證可靠供電是以保證每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的供電分區(qū)內(nèi)用戶供電的可靠性，區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)能適應(yīng)不同運(yùn)行方式下的潮流變化，并具備一定的靈活性。所述的各分區(qū)內(nèi)應(yīng)有電源、電壓支撐，受端電網(wǎng)采取分區(qū)供電方案后，無功補(bǔ)償應(yīng)以分層分區(qū)和就地平衡為原則。各供電分區(qū)內(nèi)應(yīng)具有電壓、無功調(diào)節(jié)能力，以保證供電分區(qū) 內(nèi)的母線具有合格的電壓水平。各供電分區(qū)內(nèi)應(yīng)盡量具備一定容量的發(fā)電機(jī)組或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，以提高動(dòng)態(tài)電壓無功支撐能力，并滿足整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)峰和旋轉(zhuǎn)備用要求。所述的區(qū)域電網(wǎng)之間具有一定的相互支撐能力，受端電網(wǎng)分層分區(qū)供電后，不同的區(qū)域之間應(yīng)具有相應(yīng)的事故支援能力。當(dāng)電網(wǎng)需要時(shí)，可采用備自投、低頻低壓減載等安全自動(dòng)裝置，提高運(yùn)行設(shè)備的安全性，以提高整個(gè)電網(wǎng)的供電可靠性。所述的分區(qū)方案應(yīng)兼顧下級(jí)電網(wǎng)供電可靠性，受端電網(wǎng)分層分區(qū)方案不能削弱下級(jí)供電可靠性，如220kV電網(wǎng)分區(qū)供電方案應(yīng)結(jié)合IlOkV電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整進(jìn)行綜合考慮，保證分區(qū)供電不削弱IlOkV電網(wǎng)供電可靠性。本發(fā)明的有益效果是采用電網(wǎng)金字塔模型有效的簡(jiǎn)化了特高壓和受端電網(wǎng)模型的復(fù)雜度，使得分層分區(qū)問題清晰明了，為進(jìn)一步研究分層分區(qū)前后受端電網(wǎng)的運(yùn)行性能奠定了基礎(chǔ)，為特高壓電網(wǎng)的引入和發(fā)展提供技術(shù)支撐。


圖I分層分區(qū)前的電網(wǎng)金字塔模型，圖2分層分區(qū)后的電網(wǎng)金字塔模型，圖3a圖論方法表示的抽象模型，圖3b框架方法表示的抽象模型，圖中，I.上級(jí)區(qū)域電網(wǎng)電源，2.下級(jí)供電區(qū)域，3.分層后電壓層斷面，X1.特高壓電網(wǎng)，X2、第2層電壓電網(wǎng)，Xlri.第η-I層電壓電網(wǎng)，
具體實(shí)施例方式如圖I圖2所示對(duì)高端電網(wǎng)進(jìn)行分層，按照電壓等級(jí)由高到低將高端電網(wǎng)分為不同層次，包括特高壓電網(wǎng)X1，第2層電壓電網(wǎng)X2，第η-I層電壓電網(wǎng)Xlri，第η層電壓電網(wǎng)Χη。金字塔中的每一個(gè)平面表示分層后的供電區(qū)域斷面3。如圖2所示，對(duì)同一級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，按照每層電網(wǎng)的分區(qū)原則包括；保證可靠供電，受端電網(wǎng)每一個(gè)分區(qū)內(nèi)以一個(gè)或若干個(gè)500kV變電站作為主要供電電源，并配合本地區(qū)內(nèi)部的大容量發(fā)電廠，經(jīng)一個(gè)或多個(gè)220kV樞紐變電站向區(qū)內(nèi)供電；各分區(qū)內(nèi)有電源、電壓支撐，各供電分區(qū)內(nèi)具有電壓、無功調(diào)節(jié)能力，各供電分區(qū)內(nèi)具備一定容量的發(fā)電機(jī)組或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置；區(qū)域電網(wǎng)之間具有相互支撐能力，采用備自投、低頻低壓減載的安全自動(dòng)裝置；分區(qū)方案兼顧下級(jí)電網(wǎng)供電可靠性；圖I中上級(jí)區(qū)域電網(wǎng)電源I表示某一層中的電源(可以為電廠或變電站),可以為下級(jí)網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)區(qū)域供電，如圖I中的橢圓形區(qū)域所示下級(jí)供電區(qū)域2。對(duì)同一級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，分層分區(qū)后，上一層的一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)可以給下級(jí)電網(wǎng)的若干個(gè)區(qū)域供電，如圖2中Xlri層的右邊區(qū)域可以給下級(jí)Xn層的三個(gè)區(qū)域供電。下一級(jí)的一個(gè)分區(qū)的電能供應(yīng)可匯聚到上一級(jí)電網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)電源點(diǎn)，并對(duì)上一級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，以此類推；確保每一級(jí)的各個(gè)分區(qū)相互獨(dú)立但又互為備用。圖I和圖2中&層的淺色區(qū)域給出了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的實(shí)例，在分區(qū)以前，整塊區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖I中的虛線矩形框；分層分區(qū)后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖2的虛線矩形框，此時(shí)原本由環(huán)網(wǎng)連接在一起的供電區(qū)域已分成供需平衡的獨(dú)立區(qū)域。由此可見，采用電網(wǎng)金字塔模型有效的簡(jiǎn)化了特高壓和受端電網(wǎng)模型，使得分層分區(qū)問題清晰明了，為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。 金字塔模型給出了受端電網(wǎng)分層分區(qū)的宏觀構(gòu)架，為便于對(duì)電網(wǎng)的分析計(jì)算，根據(jù)圖論和框架表示法建立特高壓受端電網(wǎng)接線方式的抽象模型，即金字塔模型中每一層網(wǎng)絡(luò)接線的抽象模型，以完善對(duì)受端電網(wǎng)分層分區(qū)模型的建立。結(jié)合電網(wǎng)接線方式的特點(diǎn)，用圖論的方法表示為用“點(diǎn)”代表原始電網(wǎng)中的電源點(diǎn)(變電站或發(fā)電廠)，連接“點(diǎn)”之間的“邊”表示兩點(diǎn)之間的電力供應(yīng)關(guān)系，同時(shí)省略線路上的開關(guān)等設(shè)備，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抽象模型G(V，E)，其中V表示節(jié)點(diǎn)、E代表邊。一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的抽象模型如圖3a所示。結(jié)合受端電網(wǎng)實(shí)際情況，用框架的方法表示為將其信息框架分為“邊槽”和“點(diǎn)槽”，其中每個(gè)“邊槽”包括每條線路的起始點(diǎn)位置、名稱、長(zhǎng)度、型號(hào)等；“點(diǎn)槽”包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置、名稱、電壓等級(jí)、裝機(jī)容量等，如圖3b所示。圖論和信息框架的結(jié)合使用，便于在后續(xù)的計(jì)算中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)快速定位信息框架中需要的參數(shù)，以提高計(jì)算效率。
權(quán)利要求
1.特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法，其特征在于，建立一種電網(wǎng)分層分區(qū)的金字塔模型，其步驟包括 1)對(duì)高端電網(wǎng)進(jìn)行分層，按照電壓等級(jí)由高到低將高端電網(wǎng)分為不同層次，分層時(shí)保證不削弱分層后的供電區(qū)域斷面的穩(wěn)定限額；在一個(gè)受端電網(wǎng)大區(qū)域內(nèi)應(yīng)有兩個(gè)及以上500kV聯(lián)絡(luò)點(diǎn)、三臺(tái)及以上500kV主變，各大區(qū)之間至少應(yīng)有兩個(gè)通道或三條500kV線路相互聯(lián)系； 2)對(duì)同一層級(jí)電網(wǎng)再進(jìn)行分區(qū)，按照每層電網(wǎng)的分區(qū)時(shí)保證受端電網(wǎng)每一個(gè)分區(qū)內(nèi)以一個(gè)或若干個(gè)500kV變電站作為主要供電電源，并配合本地區(qū)內(nèi)部的大容量發(fā)電廠，經(jīng)一個(gè)或多個(gè)220kV樞紐變電站向區(qū)內(nèi)供電；各分區(qū)內(nèi)有電源、電壓支撐，各供電分區(qū)內(nèi)具有電壓、無功調(diào)節(jié)能力，各供電分區(qū)內(nèi)具備一定容量的發(fā)電機(jī)組或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置；區(qū)域電網(wǎng)之間具有相互支撐能力，采用備自投、低頻低壓減載的安全自動(dòng)裝置；分區(qū)方案兼顧下級(jí)電網(wǎng)供電可靠性； 3)下一級(jí)的一個(gè)分區(qū)的電能供應(yīng)可匯聚到上一級(jí)電網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)電源點(diǎn)，并對(duì)上一級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，以此類推； 4)確保每一級(jí)的各個(gè)分區(qū)相互獨(dú)立但又互為備用。
2.如權(quán)利要求I所述的特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法，其特征在于在步驟2中的電源點(diǎn)是指電廠或變電站。
3.如權(quán)利要求I所述的特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法，其特征在于所述的分層后的每一電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)接線的抽象模型，用圖論表示的方法為用“點(diǎn)”代表原始電網(wǎng)中的電源點(diǎn)，連接“點(diǎn)”之間的“邊”表示兩點(diǎn)之間的電力供應(yīng)關(guān)系，同時(shí)省略線路上的一些開關(guān)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抽象模型G (V，E)，其中V表示節(jié)點(diǎn)、E代表邊。
4.如權(quán)利要求I所述的特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的方法，其特征在于所述的分層后的每一電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)接線的抽象模型，用框架表示的方法為信息框架分為“邊槽”和“點(diǎn)槽”，其中每個(gè)“邊槽”包括每條線路的起始點(diǎn)位置、名稱、長(zhǎng)度、型號(hào)點(diǎn)槽”包括每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置、名稱、電壓等級(jí)、裝機(jī)容量。
全文摘要
本發(fā)明具體公開了一種特高壓受端電網(wǎng)分層分區(qū)的優(yōu)化方法，包括1)對(duì)高端電網(wǎng)進(jìn)行分層，按照電壓等級(jí)由高到低將對(duì)高端電網(wǎng)分為不同層次；2)對(duì)同一級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，確保每個(gè)分區(qū)屬于同一個(gè)電壓等級(jí)；3)下一級(jí)的一個(gè)分區(qū)的電能供應(yīng)可匯聚到上一級(jí)電網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)電源點(diǎn)，并對(duì)上一級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，以此類推；4)確保每一級(jí)的各個(gè)分區(qū)相互獨(dú)立但又互為備用；本發(fā)明的有益效果是采用電網(wǎng)金字塔模型有效的簡(jiǎn)化了特高壓和受端電網(wǎng)模型的復(fù)雜度，使得分層分區(qū)問題清晰明了，為進(jìn)一步研究分層分區(qū)前后受端電網(wǎng)的運(yùn)行性能奠定了基礎(chǔ)，為特高壓電網(wǎng)的引入和發(fā)展提供技術(shù)支撐。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102810862SQ201210301628
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者麻常輝, 周春生, 張磊, 武乃虎, 蔣哲 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司