[发明专利]一种受端电网限制短路电流的多目标决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，特别是涉及一种受端电网限制短路电流的多目标决策。

背景技术

随着我国电网的快速发展，用电负荷迅速增加，电网规模不断扩大，500kV(千伏)主干网架已初步形成。然而由于500kV电网与220kV电网电磁环网运行，负荷相对集中，电网结构紧密，电源分布密集等原因使得电网的短路电流水平迅速增大，已严重影响到了整个电网的安全稳定运行，部分电网的短路电流已经逼近甚至可能会超过断路器的额定遮断容量，需采取有效措施进行电流限制。当200kV以上电网大范围短路电流超标时，更换超标点的一次设备不仅费用多，人力物力投入也大，实施困难。因而针对限流优先考虑采取的有效措施为调整电力系统网架结构以适当减少电网之间的电气联系。

目前，网架结构调整的主要方式包括开断线路、分区运行、母线分裂运行、串联电抗器、采用高阻抗设备等。实践证明，受端电网线路开断相对简单易行，而且短路电流的限制效果也很显著，并得以广泛应用。然而，通常的做法都是直接开断超标站点的出线，通过减少节点处注入短路电流的支路来降低该处节点的总电流，实际上这种做法仅仅是达到了局部电流的优化效果，但并没有考虑到系统的全局性。尤其是大规模复杂电网，对维护系统的完整性和安全性存在一定的必要性。如何在满足短路电流的限制效果显著的同时，来尽量保持主网的完整性和系统的安全性，目前尚未提出有效的多目标决策方案。

发明内容

基于此，本发明提供一种受端电网限制短路电流的多目标决策方法，能获得受端电网中限制各个超标站点的短路电流的最优断线组合，满足短路电流的限制效果。

一种受端电网限制短路电流的多目标决策方法，包括如下步骤：

监测开断线路对受端电网的阻抗矩阵，根据所述阻抗矩阵计算出开断m回线路且存在n个超标站点时的自阻抗灵敏度；其中，m≥1，n≥1；

根据各个超标站点的短路电流超标程度，对各个所述超标站点的自阻抗灵敏度进行加权，获得任一开断线路对受端电网所有超标站点的限制短路电流的加权自阻抗灵敏度；

运用牛顿-拉夫逊法求解所述受端电网的潮流方程，获得所述受端电网的戴维南等值参数；

根据所述戴维南等值参数以及静态电压稳定裕度的边界条件，确定最大负荷裕度与所述戴维南等值参数之间的关联关系，并获得开断线路对系统安全性的灵敏度指标；

为所述加权自阻抗灵敏度以及所述灵敏度指标建立多目标模型，计算出所述多目标模型的帕雷托最优解集，获得所述受端电网中限制各个超标站点的短路电流的最优断线组合。

本发明一种受端电网限制短路电流的多目标决策方法，通过分析开断线路对受端电网的阻抗矩阵的影响，根据EMS(Energy Management System，电能管理系统)获取实时的运行状态参数和网络拓扑结构，获得同时开断m回线路的自阻抗灵敏度；并考虑实际电网若干个超标站点的综合限制效果，求得各超标站点的自阻抗灵敏度之和，且为了体现出各站点短路电流的超标程度，引入权重系数，获得加权自阻抗灵敏度；通过运用牛顿－拉夫逊法求解出电网基态戴维南等值参数，并根据静态电压稳定裕度所处的边界条件，可以确定最大负荷裕度与戴维南等值参数之间的关联关系，从而获得负荷节点k的最大负荷裕度λ_kcr，并将最大负荷裕度的最小值作为开断线路对系统安全性的灵敏度指标。因此，本发明可以通过某一超标站点的开断线路的自阻抗灵敏度、所有超标站点的加权自阻抗灵敏度以及开断线路对系统安全性的灵敏度指标作为选择各个超标站点的短路电流的最优断线组合决策的单目标函数，建立多目标模型，通过计算出所述多目标模型的最优解集，可以获得同时满足所有超标站点的短路电流全都下降至安全水平且保证对网架结构的调整幅度最小的自阻抗灵敏度，用户也可以根据需要调整多目标模型中的各个单目标函数而获得不同目标的决策方案(解集)，从而获得不同的电网性能。因此，本发明不仅能将超标站点的短路电流降至安全水平，而且保证了系统的完整性及安全性的综合效果最佳，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种受端电网限制短路电流的多目标决策方法在一实施例的流程示意图。

图2为图1中步骤S1在一实施例中的流程示意图。

图3为图1中步骤S3在一实施例中的流程示意图。

图4为图1中步骤S5在一实施例中的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。