本發明涉及電力系統分析技術領域，尤其涉及一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置。

背景技術：

110kV的高壓配電網中為了提高供電可靠性，常常配備了備自投裝置。但是當前地區電網利用BPA軟件進行N-1等故障分析時，一般沒有考慮備自投情況，分析結果通常為甩負荷，導致其計算分析結果不完全符合電網的實際運行情況；或人工按照備自投動作后的電網拓撲關系，重新建模分析，工作效率低下。

并且目前以BPA為分析軟件的各類文獻和操作辦法，都沒有涉及和開發備自投相關的功能，因此，針對備自投對提高供電可靠性的重要意義在于靜態安全分析的結果更加契合電網的實際運行狀態，電力人員也可以從中了解到電網的安全運行水平。

因此，尋找一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置成為本技術領域人員所研究的重要課題。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置，用于解決當前地區電網利用BPA軟件進行故障分析時，因未考慮備自投情況，而導致的靜態安全分析中與實際情況并不完全一致的問題。

本發明實施例提供了一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法，包括：

S1、將故障元件斷開；

S2、進行潮流計算，得到結果文件；

S3、查看所述結果文件，分析運行后顯示的結果；

S4、判斷所述結果文件是否顯示有數據卡無法被識別，若是，則需要繼續在未被識別的數據卡前加點，并返回步驟S2；若否，則執行步驟S5；

S5、判斷所述結果文件是否顯示產生孤立節點，若顯示產生孤立節點則執行步驟S6；若否，則執行步驟S7；

S6、根據孤立節點判斷是否同時滿足第一組條件，當同時滿足所述第一組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第一組條件中任一條件不滿足時，則刪除孤立節點，之后仍返回步驟S2；

S7、判斷所述結果文件是否顯示產生子系統，若顯示產生子系統則執行步驟S8；若否，則說明網架正常，程序正常運行，可跳出循環結束流程；

S8、根據子系統判斷是否同時滿足第二組條件，當同時滿足所述第二組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第二組條件中任一條件不滿足時，則執行步驟S9；

S9、根據子系統判斷是否同時滿足第三組條件，當同時滿足所述第三組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第三組中任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統，之后仍返回步驟S2。

可選地，S1、將故障元件斷開具體包括：

操作設備和線路的開斷、模擬故障/檢修的具體做法：對潮流數據DAT文件進行修改。

可選地，步驟S6中所述第一組條件包括：

孤立節點電壓等級為10.5kV；

系統中存在10.5kV備用母聯開關；

母聯開關另一端節點正常運行。

可選地，步驟S8中所述的第二組條件包括：

子系統中存在110kV節點；

系統中存在110kV備用母聯開關。

可選地，步驟S9中所述的第三組條件包括：

系統中存在10.5kV備用母聯開關；

母聯開關另一端節點正常運行。

可選地，S2、進行潮流計算，得到結果文件具體包括：

運行PSD-BPA程序，進行潮流計算。

可選地，所述結果文件為BPA結果文件。

本發明實施例提供了一種地區電網計及備自投的靜態安全分析裝置，包括：

斷開模塊，用于將故障元件斷開；

計算模塊；用于進行潮流計算，得到結果文件；

分析模塊，用于查看結果文件，分析運行后顯示的結果；

判斷模塊，用于對分析過程中的各種情況進行判斷。

可選地，所述判斷模塊包括：

第一判斷子模塊，用于判斷所述結果文件是否顯示有數據卡無法被識別；

第二判斷子模塊，用于判斷所述結果文件是否顯示產生孤立節點；

第三判斷子模塊，用于判斷孤立節點狀態；

第四判斷子模塊，用于判斷結果文件是否顯示產生子系統；

第五判斷子模塊，用于判斷所述子系統狀態；

第六判斷子模塊，用于閉合備用母聯開關條件判斷。

可選地，所述第三判斷子模塊，具體用于根據孤立節點判斷是否同時滿足：孤立節點電壓等級為10.5kV；系統中存在10.5kV備用母聯開關；母聯開關另一端節點正常運行；

所述第五判斷子模塊，具體用于根據子系統判斷是否同時滿足：子系統中存在110kV節點；系統中存在110kV備用母聯開關；

所述第六判斷子模塊，具體用于根據子系統判斷是否同時滿足：系統中存在10.5kV備用母聯開關；母聯開關另一端節點正常運行。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

本發明實施例提供了一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置，其中方法包括：故障元件開斷；潮流計算；分析運行結果；對數據卡識別情況進行邏輯判斷；判斷孤立節點生成情況；判斷孤立節點狀態；子系統生成情況判斷；判斷子系統狀態；閉合備用母聯開關條件判斷。本發明實施例的方法，考慮備自投等自動設備的動作情況對網架的影響，使得靜態安全分析與實際情況完全一致，提高地區電網供電的可靠性和電網的安全運行水平。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析裝置的一個實施例的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法的另一個實施例的流程示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法的另一個實施例的變電站典型接線圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置，用于解決當前地區電網利用BPA軟件進行故障分析時，因未考慮備自投情況，而導致的靜態安全分析中與實際情況并不完全一致的問題。

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1和圖3，本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法，包括：

S1、將故障元件斷開；

本實施例中，將故障元件斷開。在BPA中，操作設備和線路的開斷、模擬故障/檢修的具體做法是：對潮流數據DAT文件進行修改，即在需要開斷的設備和線路對應的卡片前加“.”。在潮流數據文件中的任意一行數據前面添加符號“.”，可表示注釋即該行無效，而該行數據也就不再參與BPA潮流計算。所以設備和線路在電網中開斷和故障/檢修之后退出運行的情況，與BPA潮流數據中代表已開斷或故障/檢修的設備、線路的數據卡無效后不參與BPA程序的潮流計算是一樣的即在BPA潮流數據DAT文件中對應的數據卡前加“.”。

S2、進行潮流計算，得到結果文件；

本實施例中，運行PSD-BPA程序，進行潮流計算。

S3、查看所述結果文件，分析運行后顯示的結果；

本實施例中，查看BPA結果文件，分析運行后顯示的結果，為下一步驟判斷做準備。

S4、判斷所述結果文件是否顯示有數據卡無法被識別，若是，則需要繼續在未被識別的數據卡前加點，并返回步驟S2；若否，則執行步驟S5。

S5、判斷所述結果文件是否顯示產生孤立節點，若顯示產生孤立節點則執行步驟S6；若否，則執行步驟S7。

S6、根據孤立節點判斷是否同時滿足第一組條件，當同時滿足所述第一組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第一組條件中任一條件不滿足時，則刪除孤立節點，之后仍返回步驟S2；

本實施例中，根據孤立節點判斷是否同時滿足：1.孤立節點電壓等級為10.5kV；2.系統中存在10.5kV備用母聯開關；3.母聯開關另一端節點正常運行。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯開關，即去掉開關L卡前的點，之后返回步驟S2。當任一條件不滿足時，則需要在孤立節點B卡前加“.”，即刪除孤立節點，之后仍返回步驟S2。

S7、判斷所述結果文件是否顯示產生子系統，若顯示產生子系統則執行步驟S8；若否，則說明網架正常，程序正常運行，可跳出循環結束流程。

S8、根據子系統判斷是否同時滿足第二組條件，當同時滿足所述第二組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第二組條件中任一條件不滿足時，則執行步驟S9；

本實施例中，根據子系統判斷是否同時滿足：1.子系統中存在110kV節點；2.系統中存在110kV備用母聯開關。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯開關，即去掉開關L卡前的點，之后返回步驟S2；但任一條件不滿足時，則執行步驟S9。

S9、根據子系統判斷是否同時滿足第三組條件，當同時滿足所述第三組條件后方可閉合備用母聯開關，并返回步驟S2；當所述第三組中任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統，之后仍返回步驟S2；

本實施例中，根據子系統判斷是否同時滿足：1.系統中存在10.5kV備用母聯開關；2.母聯開關另一端節點正常運行。

同時滿足以上條件后方可閉合備用母聯開關，之后返回步驟S2；當任一條件不滿足時，則需要刪除整個子系統(包括所有節點及支路)，之后仍返回步驟S2。

上述是對本發明提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法進行詳細的描述，下面將以一個實施例對地區電網計及備自投的靜態安全分析裝置進行詳細的描述，請參閱圖2，本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析裝置包括：

斷開模塊101，用于將故障元件斷開；

計算模塊102；用于進行潮流計算，得到結果文件；

分析模塊103，用于查看結果文件，分析運行后顯示的結果；

判斷模塊104，用于對分析過程中的各種情況進行判斷。

進一步地地，判斷模塊包括：

第一判斷子模塊1041，用于判斷結果文件是否顯示有數據卡無法被識別；

第二判斷子模塊1042，用于判斷結果文件是否顯示產生孤立節點；

第三判斷子模塊1043，用于判斷孤立節點狀態；

第四判斷子模塊1044，用于判斷結果文件是否顯示產生子系統；

第五判斷子模塊1045，用于判斷子系統狀態；

第六判斷子模塊1046，用于閉合備用母聯開關條件判斷。

上述是對本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析裝置的結構進行詳細的介紹，下面將以一個應用的方法對本方法及裝置進行詳細的介紹，請參閱圖1至圖4，本發明實施例提供的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法及裝置的一個應用例包括：

PSD-BPA采用數據卡的形式，將電網參數數據存儲到DAT文件中。不同類型的數據卡即代表不同的設備，如常用的典型數據卡：L卡表示線路、T卡代表變壓器等。在數據卡中采用固定列寬的格式填入數據，各字段即代表相應類型的參數數據。BPA格式數據可以非常詳細地描述電力系統的元件模型。

由電氣主接線圖可以得知，線路、變壓器兩端均連接著母線。而L卡和T卡的數據信息中也有填入所連接母線的名字。

運行PSD-BPA程序，可以產生相應的pfo格式潮流計算結果文件，當潮流數據正常時，結果文件可以顯示正常網架的相關信息，如：線路和變壓器的功率及負載率、節點電壓、牛頓-拉夫遜發迭代次數等。當潮流數據有誤即網架不正常時，結果文件則會報錯，并顯示造成程序無法運行的原因。因此，利用BPA對網架進行靜態安全分析時，可以依據結果文件顯示的潮流計算結果，結合備自投動作邏輯，制定投退備自投的策略。

以圖4的110kV變電站典型接線圖為例，在BPA中對110kV變電站進行故障分析。站內設備對應的數據卡分別加點，運行程序后，結果文件顯示的結果總的來說有四種：

(1)產生子系統：以進線1故障為例，L卡前加點后,運行BPA程序，結果顯示：三個連接的設備(110kV母線母—#1主變—10.5kV母線母)形成獨立的子系統。

子系統獨立于電網之外，判斷有多少個子系統的標志是有多少個平衡節點(BS)節點，而平衡節點是發電機，負荷節點和聯絡節點不是平衡節點，因此新的子系統由于沒有平衡節點而被識別出錯誤。

(2)數據卡無法被識別：以110kV母線母故障為例，母線故障會跳開與之相連的線路和變壓器，而在BPA中的反映是，B卡前加點后，由于該B卡節點在潮流數據中不存在，與該節點相連的L、T卡無法被識別，所以母故障后，需要繼續在未被識別的數據卡前加點，模擬跳開#1主變和進線1，運行程序。類似的情況，采取相同操作可得到新的計算結果。此時由于主變已退運，因此備自投動作情況同#1主變故障時是一樣的。

(3)產生孤立節點：以#1主變故障為例，#1主變T卡前加點后，沒有支路與10.5kV母線母相連，所以母線母成為孤立的節點。

需要注意的是，若進行的是N-1-1故障分析，例如#1主變檢修時，接著發生進線1故障，此時110kV母則成為孤立節點，但此時并無備自投動作的必要。所以流程圖中添加判斷條件：孤立節點電壓等級是否為10.5kV。若是，則進行下一步分析；若否，則在潮流數據文件中，孤立節點的B卡前加“.”，之后再運行程序。

(4)程序正常運行：說明網架結構正常，潮流數據文件能夠正常進行計算。

綜上，為開斷設備和線路得到的四種結果：產生子系統、數據卡無法被識別、產生孤立節點、程序正常計算潮流。因此，本專利方法的核心是根據這四種結果來設計備自投的投退響應策略。

具體實現上，定位母聯開關和確認備自投步驟包括：在計算結果顯示的子系統中檢索是否存在110kV母線的B卡，由子系統的結構也可以看出此時檢索出110kV母的B卡，根據B卡找到母聯開關L卡。若能，則根據L中母線的名字找到母聯開關另一端母線的B卡，此處為母。接著在之前的BPA潮流計算結果中判斷母是否為孤立節點，若否則將母聯開關的L卡前點去掉。綜上，完成了備自投的動作。但如果判斷出母為孤立節點，則說明母線已經和電網脫離開，就算此時閉合母聯開關，也不能起到投入備用電源的作用，還可能進一步導致潮流計算出錯。

若變電站站內未配置110kV母聯備自投，如線變組接線變電站，站內沒有110kV母線，進線線和變壓器直接相連。對于這類情況，若進線故障，則應動作10.5kV母聯備自投，合上10.5kV的母聯開關。因此對于分析流程來說，若子系統內沒有110kV母線或者站內不具有110kV母聯備自投裝置，則應轉向尋找10.5kV母線并閉合10.5kV母聯開關。

實際上，分析備自投動作時還應考慮備自投裝置的時序性。因為電網發生故障后，有可能引發許多母線停電，如果備自投裝置之間不考慮動作時間的配合，就可能觸發許多備自投，但并非所有的備自投都有必要動作。以圖4的110kV變電站典型接線圖為例，當進線1故障時，110kV母和10.5kV母實際上都是失壓狀態，理論上也滿足各自備自投的啟動條件。

為了消除備自投這種誤動作情況，程序設計上增加備自投的時序參數，將BATS1的時序參數設置為，BATS2的時序參數為。這樣，進線1故障后，BATS1會先動作，而BATS2由于考慮了時序性將不再滿足動作條件。在本發明的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法中為了簡化，先判別站內是否存在110kV母聯備自投，否的話再根據實際情況考慮動作10.5kV母聯備自投。

本發明的一種地區電網計及備自投的靜態安全分析方法中，“是否有10.5kV母聯備自投”包括未安裝備自投設備、備自投檢修中無法投退、甚至站內沒有母聯開關等情況，這些情況都需要在維護BPA數據文件時進行修改，設置母聯開關的初始狀態條件，以便外部程序調用BPA時能準確分析分析。

考慮備自投等自動設備的動作情況對網架的影響，是地區電網提高供電可靠性的有效措施，本專利將BPA潮流計算程序作為底層模塊，通過調用外部程序使其自動進行數據修改與運算，從而實現考慮備自投動作的N-1(+1)靜態安全分析。實際運行表明，本專利的提出的方法更符合地區電網實際的靜穩情況。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。