[发明专利]配电网的预操作仿真系统及仿真分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电自动化系统的仿真技术领域，具体的说，是涉及一种配电网的预操作仿真系统及仿真分析方法。

背景技术

配电网是电力系统的重要组成部分,其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。配电网的网络复杂、设备量大、变化频繁，这对配电网网络分析相关的应用功能造成了许多问题。一方面导致配网调度员无法精确分析出调度操作对电网的影响；另一方面配网调度人员拟定的操作预案，由于配网运行方式的改变而不再正确。错误的调度操作很容易导致用户失电，降低电网的可靠性。为保证电力系统的安全运行，对配电网运行调度的监控功能、配网自动化维护人员素质以及电力系统本身功能都提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网的预操作仿真系统及仿真分析和迎峰渡夏分析方法，对调度操作方案做预操作分析，获取预操作可能导致的风险，为调度员提供辅助决策。

本发明采用的技术方案为：

配电网的预操作仿真系统，与电力监控系统相连，包括以下功能模块：

快速仿真启动模块，负责初始化预操作仿真系统，启动时，会依次检测快速仿真所属态是否启动，快速仿真功能是否可用，同步模型和数据是否成功，如果启动成功，则系统同时显示实时界面屏和预操作仿真屏；如果启动失败，则弹出错误提示对话框，提示失败原因；

预操作执行模块，负责人机交互，接收调度员的仿真操作；

预操作分析模块，包括配网潮流计算和配网风险评估两个功能模块，所述配网潮流计算模块用于统计电网运行方式改变或调整后，电网供电路径上的负荷分布，获取各线路开关的电流值；所述配网风险评估模块用于电网运行方式改变或调整后，对电网运行进行风险评估；

分析结果展示模块，包括实时界面屏和预操作仿真屏，用于将仿真操作所引起的配电网相关电气量的变化及增加或减少的风险，通过预操作仿真屏进行显示，并与实时界面屏形成对比。

采用配电网的预操作仿真系统进行预操作仿真分析的方法，包括如下步骤：

1）启动预操作仿真系统，初始化预操作仿真系统，获取电力监控系统中当前电网的数据作为仿真的初始化数据来源，并通过实时界面屏和预操作仿真屏进行显示；

2）调度员根据预操作方案，通过预操作执行模块进行仿真操作，仿真操作主要为改变供电线路上开关的开、合闸状态，以改变或调整电网的运行方式；

3）通过配网潮流计算模块对所述步骤2）的仿真操作进行配网潮流计算，配网潮流计算采用负荷电流叠加的算法，具体为：

3-1）仿真系统接收到仿真操作指令后，获取供电线路上的变位开关，所述变位开关是指仿真操作后，开关的开，合状态发生了变化的开关；

3-2）定义供电线路的电源点与变位开关之间为上游供电路径，变位开关与负荷之间为下游供电路径，利用拓扑搜索获取变位开关下游供电路径；

3-3）如果预操作指令为开关分闸，则原开关状态为合闸，此时上游供电路径的开关电流值减小，减小幅值为变位开关的电流值，所述变位开关的电流值可通过配电网主站系统自动获取，下游供电路径上所有设备失电，电流值归0；如果预操作指令为开关合闸，则原开关状态为分闸，此时上游供电路径上的开关电流值增加，增加幅值为变位开关的电流值，下游供电路径上的开关电流值的计算公式为：

其中，I_brk为下游供电路径上的开关的电流值，I_ld下游供电路径上的负荷的电流值；

3-4）计算供电线路上的有功功率和无功功率，计算公式如下，

P=UIcosθ

Q=UIsinθ

其中，P为有功功率，Q为无功功率，U为线电压，I为线电流，θ为U和I的夹角；

3-5）将计算得到的上游供电路径的开关电流值，下游供电路径的开关电流值，线路有功功率和无功功率发送遥测信息，通过预操作仿真屏进行显示，并与实时界面屏形成对比；

4）通过配网风险评估模块对所述步骤2）的仿真操作进行电网运行风险评估，所述风险评估包括：

N-1分析，对某一馈线进行拓扑搜索，如果通过m个以内的分位线路开关找到别的母线，则该馈线满足N-1原则；如果通过0个分位线路开关找到别的母线，则线路环网运行，增加了电网运行风险，所述m根据实际情况设定；

重载分析，线路电源点的出线电流超过线路重载阈值，则线路重载，增加了电网运行风险；

5）将所述步骤4）分析得到的增加或减少的电网运行风险通过预操作仿真屏进行显示，为调度员提供辅助决策；