电网负荷转供在线辅助决策系统的应用分析

黎鸣

【摘 要】本文提出了适用于相应的转移过载区域电力负荷和电力负荷转移协议 ，在加载操作的设备在电网与电网在电力设备故障造成的，可以确保有效传输安全稳定运行。

【关键词】负荷转供；辅助决策系统；故障定位；灵敏度

本文根据全网的实时运行情况，给出了220kV 线路、220kV 稳定断面、220kV 主变、110kV线路、110kV 主变及10KV线路、10KV主变过载时相应的负荷转供方案，实际电网运行情况表明，本文提出的方法具有一定的通用性及实用性。

1.故障定位

在电网的实际运行中，当电网中有设备发生故障时，首先需要根据EMS 系统提供的保护信号、开关跳闸信息及遥测（有功、无功、电流、电压等）等综合信息来定位发生故障的具体设备。

1.1 故障定位的通用规则

1）如果线路两侧保护均动作，则说明故障必定发生在线路上。如图1 所示，若1DL、2DL 保护（配置了纵差保护）均动作，则说明K1 点故障。

2）如果母线配置了母差保护，若母差保护动作，则故障必定发生在母线上。如图1 所示，如果已知2M 配置了母差保护，若该母差保护动作，则说明K2 点故障。为避免恢复供电时合于故障母线，此时需要闭锁对该站的恢复供电。

3）如果进线未配置纵差保护，但母线配置了母差保护，若仅有进线对侧开关保护动作，则说明故障点必定发生在进线上。如图1 所示，如果已知L1无纵差保护，2M 有母差保护但未动作，仅有1DL保护动作，则必定是K1 点故障。

4）如果本站串供出线开关保护动作但未跳闸，而本站进线对侧开关保护动作并跳闸，则说明本站串供出线故障且开关失灵。如图1 所示，若3DL 保护动作但未跳开，且1DL 保护动作并跳开，则说明K3 点故障且3DL 开关失灵。

2.停电负荷转供

通过故障定位模块确定故障设备后，启动停电负荷转供处理模块，首先分析故障设备影响的范围，然后对失电的设备进行恢复供电得到相应的复电方案并需要对方案进行潮流校核以验证方案是否会引起其它的设备过载。

停电负荷转供可分析的设备包括10kV 母线、110kV 主变、110kV 线路及220kV 主变等。

3.过载负荷转供

这里给出相应设备重载对应的负荷转方案。重载监控设备包括110kV 主变、110kV 线路、220kV 主变、220kV 线路及220kV 控制断面等。负荷转供的总原则是给出的方案可将重载设备需要转移的负荷正常转移同时不引起新的设备过载。给出的操作开关包括110kV 线路开关、110kV 母联开关、主变各侧开关、10kV 母联开关等。

3.1 110kV 主变过载转供方案

110kV 主变过载时通常无相应的转移方案，只能检测是否可通过操作10kV 母联开关以消除过载，如果不能消除主变过载一般只能按10kV 部分负荷切除方案以消除设备的过载。

对如图2 所示的比较特殊的接线方式可通过组合策略实现负荷的均分处理。图2 中，假设为母线A 供电的主变（1#变）过载，如果单纯将母线A 的负荷转移至由为B，C 母线供电的主变（2#变），则很有可能会引起2#主变过载，针对这种情况，可将开关1 闭合，2#主变与母线C 之间的开关断开，同时将开关2 闭合，这样母线A 从母线B 处获得电源，而母线C 不再由2#变压器供电，而是通过开关2 从母线D 处获得电源，这样处理后，原来带母线B、C 的2#变压器改为带母线A、B，原来带母线D 的变压器（3#变）改为带母线C、D，负荷在2#变与3#变两变压器之间实现了均分。

3.2 110kV 线路过载转移方案

110kV 线路过载首先根据过载量大小首先判断110kV 线路所带负荷是否可能正常转供，如果不能转供，则给出相应的提示，如果可以转供，则给出转供方案，如闭合相应的母联开关等操作方案，同时进行潮流校核以判断给出的方案是否会引起设备的过载。

对110kV 变电站存在串供的情况，也可能进行跨站操作进行负荷转移。

1）普通运行方式

图3 所示为普通的双端供电、单端运行的情况。220kVA 站给其中一个110kV 变电站供电，110kV变电站的备用侧电源为220kVE 站。 如果L3 过载，可给出的方案是闭合7DL，断开6DL 校验是否可以进行负荷转移及进行相应的过载校验判断备用电源侧设备是否过载。

2）串联供电方式

串联供电模式典型模式如图4 所示为3 个110kV 变电站串供运行的情况），通用的，如图中L1 过载，则可能给出的方案包括合7DL，断开6DL（转移D 站），或合7DL 断开4DL（转移D 站和C站）等操作方案。（具体的方案要根据线路L1 的过载量即需要转移的负荷量大小来确定）。

3.3 10 kV负荷转移

由于部分10 kV联络线受主变压器限额、线路线径、低电压等因素制约，不能保证每对联络线间能满足N-1且适合转供。目前在配电网检修方式安排、热倒负荷和故障处理时，主要通过EMS/GIS 查询并简单估算来选择合适的负荷转供路径。而EMS 系统由于其自身的局限性，仅能提供简单的负荷查询功能， 没有联络拓扑数据，无法实现更高级的数据分析。

因此有必要开发可以提供全面、准确的配电网负荷数据，能够快捷、方便地查询线路联络方式的系统。基于PI 数据库的配电网负荷监视与辅助决策系统应运而生。利用本系统可大大提高配电网管理人员和调度员安排检修方式、热倒负荷的工作效率，大幅缩短故障处理时间。同时为生产管理部门制订线路规划方案提供负荷实时状况、网架联络情况、负荷变化趋势等信息。本案例通过开发配电网联络线负荷叠加趋势图，在系统中建立网架及负荷数据，实现配电网负荷数据的高级分析，从而大幅缩短了制订负荷转移方案的时间，提高了供电可靠性。

3.3.1 线路联络方式及实时电流查询

现有的EMS/GIS系统不能方便查询10 kV 线路联络方式，运方人员批复申请及调度人员开操作票时，只能查阅手工绘制的10 kV联络线正常运行方式图，比较费时费力。

通过按钮进入变电站界面后，可以方便查看10 kV 线路的TA 变比、保护允许限额、线路冬/ 夏限额， 并且可以快速查询线路之间的联络情况。同时可在此界面查看线路的实时负荷电流、两条联络线电流之和以及联络线负荷叠加趋势图。在线路需要热倒或者转供时，可以快速确定最佳转供路径，使转供后的负荷电流不至超限。统适用于电力系统管理运行部门编制运行方式、安排检修方式、制定线路改接方案以及日常调度运行等工作，可以方便地实现联络方式的查询、线路负荷电流的监控与查询、计划工作与故障处理时的热倒合环操作方式的判断选择，将配电网中大量数据与联络方式进行了汇总与加工，对于目前复杂多变、自动化程度相对较低的配电网日常调度运行工作有非常好的辅助作用，同时为配电网年度方式的分析与总结、长远规划的制定等提供了相关信息。

3.3.2 减少制订转供方案所用时间

当上级电网因故障使某某变电站全站失电，尤其是带大量城网重要负荷的变电站全站失电的情况下， 必须快速将重要线路甚至全部线路的负荷通过10 kV 联络线转移出去。

4.在线控制

4.1 起动停电负荷转供分析

电网在实际运行过程中，当设备发生故障时，首先根据故障定位模块来确定具体的故障设备，并启动停电负荷转供模块给出相应的策略，策略通常为开关的合分状态，在调动员确认的情况下可直接遥控执行来对失电的设备恢复供电。

4.2 起动过载负荷转供分析

在实时态下用户可对重载设备进行部分负荷转移以消除设备的过载情况，软件根据用户输入的负荷转移量大小自动给出不同的负荷转供方案，用户可进一步根据电网的实际运行情况选择合适的方案，在对方案确认后，软件可直接执行遥控命令对重载设备进行负荷转移以消除重载情况。

5.结论

对电网正常运行方式下中可能出现的停电故障及设备过载情况给出了相应的停电负荷转供方案及过载负荷转供方案，用户可在EMS研究态模式下对故障设备进行模拟得到相应的负荷转供方案，同时负荷转供辅助决策系统也可作为独立的模块被DTS系统调用，用来对调度员进行培训，还可以在实时态下以开环的模式运行，为调度员提供在线辅助决策支持功能从而实现在线负荷转供的功能。