一种输电网安全运行稳态性能检测方法

摘要

本发明公开了一种输电网安全运行稳态性能检测方法，读取实时数据和模型，进行潮流计算和静态N-1计算，对线路进行潮流裕度评估以及历史统计评估。随着系统规模的广大，系统中元件的增加，发生元件故障的可能性了随之增加，使得对系统的分析变得非常复杂，本发明利用潮流裕度评估计算，检测系统元件电压和电流均在正常运行的允许范围内，可以提高调度人员应对事故的能力，发现电网中薄弱环节，提醒调度人员及时采取预防性措施。

主权项

一种输电网安全运行稳态性能检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：（1）读取数据采集和监控系统SCADA、能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS实时运行信息；（2）通过读取步骤（1）中的遥测和遥信信息，对输电网进行基础潮流计算；（3）在步骤（2）计算的潮流断面上，对输电网进行静态N‑1计算；（4）根据步骤（2）和步骤（3）计算的结果，对输电网中线路潮流进行裕度分析：①选择输电网内电压等级为500kV的全部线路、部分220kV关键线路以及线路所属的母线节点作为潮流裕度的评估对象；②计算500kV的全部线路以及部分220kV关键线路的功率、电流、电压越限阈值：根据下式计算线路有功越限阈值： fl _ p _ index = ca _ weight _ p * ( P l - P N P N ) 2 其中，Pl为线路首末端有功潮流的最大值，PN为线路的额定功率，ca_weight_p为权重，其取值范围在1～5之间，所述权重应该根据电网发展和运行方式变化进行定期调整，fl_p_index为线路有功越限阈值。根据下式计算线路视在功率越限阈值： fl _ s _ index = ca _ weight _ s * ( S l - S N S N ) 2 其中，Sl为线路首末端视在功率的最大值，SN为线路的额定视在功率，ca_weight_s为权重，其取值范围在1～5之间，所述权重应该根据电网发展和运行方式变化进行定期调整，fl_s_index为支路视在功率越限阈值；根据下式计算线路电流越限阈值： fl _ i _ index = ca _ weight _ i * ( I l - I N I N ) 2 其中，Il为线路首末端电流的最大值，IN为电流额定值，ca_weight_i为权重，其取值范围在1～5之间，所述权重应该根据电网发展和运行方式变化进行定期调整，fl_i_index为线路电流越限阈值。根据下式计算节点电压越上限阈值： kv _ h _ index = ca _ weight _ h * ( V i - V high V high ) 2 Vi为母线节点电压，Vhigh为该节点电压上限，ca_weight_h为权重，其取值范围在1～5之间，所述权重应该根据电网发展和运行方式变化进行定期维护，kv_h_index为节点电压越上限阈值；根据下式计算节点电压越下限阈值： kv _ l _ index = ca _ weight _ l * ( V i - V low V low ) 2 Vi为母线节点电压，Vlow为该节点电压下限，ca_weight_l为权重，其取值范围在1～5之间，所述权重应该根据电网发展和运行方式变化进行定期调整，kv_l_index为节点电压越下限阈值；（5）稳态性能检测判断：通过步骤（4）计算出来各越限阈值来进行检测，判断输电网安全运行稳态性能，具体如下：当线路有功越限阈值大于0.1时，则认为线路的有功安全裕度低，对外界干扰的抵抗能力不足；反之，则认为此线路有功安全裕度高，可以抵抗外界干扰；当线路视在功率越限阈值大于0.1时，则认为线路的视在功率安全裕度低，对外界干扰的抵抗能力不足；反之，则认为线路视在功率安全裕度高，可以抵抗外界干扰；当线路电流越限阈值大于0.1时，则认为线路的电流安全裕度低，对外界干扰的抵抗能力不足；反之，则认为线路电流安全裕度高，可以抵抗外界干扰；当节点电压越上限阈值大于0.1时，则认为节点的电压安全裕度低，对外界干扰的抵抗能力不足；反之，则认为节点的电压安全裕度高，可以抵抗外界干扰；当节点电压越下限阈值大于0.1时，则认为节点的电压安全裕度低，对外界干扰的抵抗能力不足；反之，则认为节点的电压安全裕度高，可以抵抗外界干扰；根据下式计算整个输电网的稳态性能：total_index＝fl_p_index+fl_s_index+fl_i_index+kv_h_index+kv_l_indextotal_index为整个输电网的稳态性能指标，如果整个输电网的稳态性能指标大于0.3，则认为整个输电网的稳态性能安全裕度低；如果整个输电网的稳态性能指标小于或者等于0.3，并且步骤（4）中的线路有功越限阈值、线路视在功率越限阈值、线路电流越限阈值、节点电压越上限阈值以及节点电压越下限阈值均小于或等于0.1，则认为整个输电网的稳态性能安全裕度高；如果整个输电网的稳态性能指标小于或者等于0.3，但步骤（4）中的线路有功越限阈值、线路视在功率越限阈值、线路电流越限阈值、节点电压越上限阈值以及节点电压越下限阈值中任一或者多个大于0.1，则认为整个输电网的稳态性能安全裕度低。