[发明专利]基于输配网结合的配电网合环冲击电流计算实用化方法

说明书

技术领域

    本发明涉及配电网合环操作运行领域，具体来说是一种基于输配网结合的配电网合环冲击电流计算实用化方法。

背景技术

目前国内配电网多采用开环设计，闭环运行的供电模式，在系统故障及检修时，需通过合解环操作实现负荷的转移，以确保供电可靠性。

为建设智能配电网，保证配电网正常运行过程中，系统安全、优质、可靠供电，动态网络重构将成为未来发展方向。合环操作作为动态网络重构的基础，将具有重要现实意义。且随着分布式电源、微网、储能装置的接入，配电网合环运行也将成为未来的发展方向，故此对合环操作及其影响的研究具有重要意义。

合环操作过程中，由于合环点两端电压差及相角差的存在，将会在整个环路中产生较大的合环暂态冲击电流及稳态电流，以致造成部分设备过载及保护装置动作。

国内配电网合环点多在10kV馈线侧，而合环环路不仅包括馈线回路，也包括输电网回路，但由于配电网调度自动化系统（DMS）不包括输电网模型，导致环路阻抗无法实时获取，合环点冲击电流及稳态电流无法准确计算。

目前，环路等值阻抗的获取方法大致可分为三种，一种是全模型法，即通过建立输电网模型，将配电网络与输电网络合并后，通过置入或获取遥信数据，进行全模型拓扑而获得环路阻抗。该方法需建立输电网模型，且输电网设备遥信状态无法实施获取，其实用性与易用性不便；一种是近似推论法，即通过现有配电网模型及变电站母线电压遥测数据，运用迭代方法近似计算环路阻抗的方法。该方法需配置特殊参数计算虚拟单位等值阻抗参数，计算结果受人为因素影响较大；一种是工程实用近似法，该方法无需计算环路等值阻抗，只需要通过计算合环点稳态潮流，而通过一定的工程数值，近似计算合环点冲击电流的方法。该方法虽然简便，但冲击电流受工程因数选取影响较大，且无法表示冲击电流的时域特性。

因此，建立一种简单方便且满足实际工程需求的配电网合环冲击电流计算方法，有效避免合环操作过程中的误操作具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于解决配电网合环操作中合环冲击电流计算问题，结合输配电网的特点，给出了一种基于输配网结合的配电网合环冲击电流计算实用化方法。

为实现上述目的提出方案如下，本发明提供了一种基于输配网结合的配电网合环冲击电流计算实用化方法，该方法包括：建立公共节点及公共节点对的概念，依靠公共节点对确定一种连接公共节点支路的外网等值方法，输电网等效为一条连接两公共节点的等值支路，支路阻抗为两公共节点间的自阻抗；通过输电网节点阻抗矩阵对每两个公共节点之间的路径进行等值，并结合其节点电压幅值与相角及节点跨区合环情况，构建公共节点合环信息阵；配电网以公共节点合环信息阵为依据，结合其节点电压幅值与相角，以各公共节点为平衡节点，计算合环点两端电压幅值与相角，并依靠公共节点间等值阻抗计算合环环路阻抗，进而计算合环点稳态电流及暂态冲击电流。

所述公共节点合环信息阵，表述为NT，为N行6列，具体为：

   ；

其中，第1、2列描述构成等值支路的公共节点对名称，节点名称是其所含母线的名称组合；第3、4列描述公共节点对的相角，第5列描述公共节点对之间的等值支路阻抗；第6列描述公共节点对是否跨区；N为系统公共节点对数，是系统中任意两公共节点的组合。

运用子岛末稍节点信息队列NV描述220kV供电子岛10kV节点信息，具体为：

    ;

其中，SN为供电子岛中220kV节点，EN_i（i=1,2…,k）为供电子岛中公共节点，K为子岛公共节点数;

若两公共节点不属于同一子岛末梢节点信息队列，则该公共节点对跨区，公共节点合环信息阵中第6列具体描述如下：

    ;

其中，ij为公共节点i,j形成的公共节点合环信息阵的行号，1为跨区，0为不跨区。

所述合环点冲击电流计算的具体步骤为：

第1步，读取输电网系统导出的公共节点合环信息文件，生成公共节点合环信息阵NT；

第2步，以合环开关为原点，按拓扑连接关系两侧搜索，以获得两合环馈线10kV变电站母线i,j；