[发明专利]一种变电站仿真潮流计算方法

说明书

本发明涉及一种变电站仿真潮流计算方法，属于电力系统运行与控制技术领域。本发明首先读取变电站内一次设备信息和拓扑关系信息，然后根据一次设备信息和拓扑关系生成拓扑岛信息；最后根据功率平衡计算拓扑岛内一次设备的潮流数据。本发明通过识别母线的接线方式与运行方式，根据变电站的拓扑连接关系，在每个拓扑岛内根据功率平衡计算岛内的各线路的功率、功率因素、相电流；对于母联运行、主变并列运行等运行方式下的潮流也做了相应计算，符合变电站潮流数据特征，为变电站监控系统或仿真培训系统提供了潮流数据。

技术领域

本发明涉及一种变电站仿真潮流计算方法，属于电力系统运行与控制技术领域。

背景技术

变电站监控系统测试、验收过程中，需要潮流数据检验画面刷新、组态、数据统计等功能，通常有两种测试方法。第一种方法是通过测试仪给测控装置接入电压、电流模拟量；当装置较多时，需要逐个装置接线，调试工作量大；其次，每次只能给其中的几个装置接入模拟量，不能同时检测全站的遥测数据刷新情况；第二种方法是通过模拟设备与监控系统通讯，上送电压、电流、功率等数据，但这种方法所产生的潮流数据往往是随机数，数据间无关联性，数据变化随机性较大，不符合变电站运行过程中的潮流数据特征，无法全面的校验变电站监控系统的功能。

潮流数据也是变电站仿真培训系统中必不可少的一部分，符合变电站运行特征的潮流数据能逼真的模拟变电站潮流变化场景，增强培训效果；培训过程中的断路器操作、故障后保护动作等开关变位后的潮流相应随之改变，这都需要有依据接线形式和运行方式变化而动态的潮流计算。

目前的潮流计算是面向电网的潮流计算，需要电网的拓扑结构和各线路的阻抗参数，计算过程中将变电站看作电网中的一个节点，计算出的潮流数据都是电网节点的潮流数据。而变电站内的潮流计算可以看作是零阻抗的潮流计算，变电站线路众多，运行方式多变，现有面向电网的潮流计算方法无法满足站内潮流计算要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站仿真潮流计算方法，以实现对变电站内仿真潮流的计算。

本发明为解决上述技术问题提供了一种变电站仿真潮流计算方法，该计算方法包括以下步骤：

1)获取变电站内一次设备信息和一次设备拓扑连接关系；

2)根据一次设备拓扑连接关系和开关状态生成拓扑岛信息；

3)以功率平衡为基础，建立功率平衡表达式，结合拓扑岛内电源线路功率值、负荷线路负荷比例和潮流方向计算各线路的有功功率、无功功率、功率因素，结合拓扑岛所处的电压等级计算相电流；

4)在开关变位后或电源线路潮流改变时重复步骤1)-3)，对变电站的潮流进行重新计算。

所述拓扑岛指相连接的一次设备集合，拓扑岛中以母线为中心，将母线看作各线路连接节点，对于母线并列运行方式，母联开关所连接的母线合并成一个节点；对于母线分列运行方式，母联开关所连接的母线各自作为独立的节点。

所述步骤3)的潮流计算过程中，当主变并列运行时，主变间的功率按照主变容量比例分配；当主变分列运行时，各自独立计算。

所述步骤3)的潮流计算过程中，对于变压器，功率损耗认为为0，主变各侧功率满足功率平衡要求；对于双绕组变压器，主变一侧的功率计算完成后，另一侧功率值设置为已计算侧的功率值，符号相反；对于三绕组变压器，计算完两侧的功率后，根据功率平衡计算第三侧的功率。

所述步骤3)的潮流计算过程中，母联处于合位时，通过计算母联所连接的其中一段母线上的线路功率和计算母联断路器的功率；对于3/2接线，每串上的断路器电流按照基尔霍夫电流定律计算。

所述步骤1)中一次设备拓扑连接关系是通过图形组态工具生成的一次设备拓扑信息，每条拓扑信息是一个节点信息，包括该节点所连接的一次设备ID和端子号。