配网合环供电辅助系统的研究

2018-01-30陈远王映祥顾健何登冯亢亢

中国设备工程 2018年14期

陈远，王映祥，顾健，何登，冯亢亢

（1.贵州电网有限责任公司毕节供电局，贵州毕节 551700；2.南京德软信息科技发展有限公司，江苏南京 210000）

随着用电需求量的增加，同时对供电的可靠性也越发依赖，即使短时间的停电也会引发用电客户的不满。但是电网运行过程中避免不了需要对个别线路或设备进行停电检修。为了停电检修时尽量缩小停电范围，需要转移检修线路下的部分负荷至其他供电线路。我国配网结构的特点是“闭环设计，开环运行”，配网结构满足转移供电线路的前提要求，但是为了实现不停电转供负荷，就需要对一些联络开关先进行合环，负荷转移后再切断需要检修的线路，这种操作模式被称为“合环供电”。合环供电操作过程中，由于合环开关两侧的电压差、负荷差、相位差以及其他未知因素，容易形成环形电流或者很大的冲击电流，引起线路上的保护动作造成跳闸，或者损坏电力设备，造成更大面积的停电。所以在进行合环操作前，需要对合环开关和线路上其他设备的各项参数进行汇总比较，综合分析后判断是否满足合环条件，若满足条件，则进行合环操作。目前，针对配网合环的相关技术分析手段还不成熟，多数情况下是靠以往的经验来判断是否能够合环，缺少量化的分析，而且具有一定的风险。基于这些情况，提出一种配网合环供电辅助系统，可提供科学合理的合环判断依据。

1 系统的基本架构

系统的整体架构如下图1所示，主要功能模块包括电网建模、合环约束条件及校验、合环风险评估、辅助决策输出。大致流程为：构建电网模型，根据电网模型判断当前运行方式下是否满足合环约束条件，进而评估合环操作的风险等级，最后综合分析判断联络开关是否可以进行合环操作，输出辅助决策信息。

2 系统的主要组成模块及功能实现

2.1 电网模型的建立

电网模型编辑模块为系统的基础模块，它的主要功能是构建电网模型，首先是根据实际情况绘制电网图形，绘制完成后把图中所有联络开关进行特殊标记，以便合环操作时快速选取。同时，系统开发的数据转发接口可实时接收SCADA系统中各个设备的运行参数，如电压值、电流值、相位、负荷、力率等，为后面的合环校验的分析计算提供数据支撑。

2.2 合环约束条件的建立

能不能进行合环操作，最主要就是看合环操作时会不会引起较大的环流，而合环操作时产生较大环流的原因大致有以下几点：合环点两端所属母线的相序和相位不同；合环点两端的电压值相差过大；合环点两端线路的综合阻抗相差过大；合环点两端的负荷相差过大；合环点两端线路的运行力率相差过大。

综合以上几点，可以提取合环供电的几个影响要素，主要包括相位偏差、电压偏差、综合阻抗偏差、负荷偏差、力率偏差等。这样，合环操作的约束条件也可以理解为各项影响要素设置的上下限。系统在判断能否进行合环操作时，首先判断这些影响要求是否超出上下限，只要有任何一个要素超过限值范围，均不允许进行合环操作。如果所有影响要素均未超过限值范围，那么系统会根据数据接口采集到的各项要素数值进行分析计算，得出模拟合环条件下产生环流的大小，通过判断环流大小是否超过合环限值来判断是否满足合环约束条件。

2.3 合环操作的风险评估

在进行合环操作约束条件的建立后，如果当前电网运行方式满足合环操作的约束条件，那么理论上就可以进行合环操作，但此时进行合环操作不代表没有风险，为了进一步评估合环操作的风险，系统设计了合环操作的风险评估模块。根据合环操作的各项影响要素影响程度不同，对不同的影响要素设置不同的权重系数，各项影响要素的偏差值乘以对应的权重系数，得出各要素影响合环供电的风险值，各项要素的风险值相加得出合环操作的总风险值，系统对总风险值进行了低级、中级、高级三个风险等级的划分，风险等级越高，合环操作的风险越大，风险等级越低，合环操作的风险越小。

2.4 辅助决策

系统的辅助决策模块主要是对合环供电校验和合环风险评估的一个结果输出，系统通过对合环校验结果和风险评估的风险值进行综合分析，列出辅助决策信息。辅助决策信息会根据不同的分析结果输出如下内容。

（1）如果合环开关不满足合环约束条件，系统将提示“不满足合环约束条件，禁止合环”，同时列出不满足的影响因素有哪些，显示对应影响因素的具体数据与约束条件的上下限对比情况，给出调节建议，例如电压偏差超过限值，建议调节两侧主变分接头以调整电压偏差至限值以内；如相位不满足约束条件，建议调整两侧相位为同一相位等。

（2）如果合环开关满足合环约束条件，同样显示对应影响因素的具体数据与约束条件的上下限对比情况，同时输出对应的风险等级，如果为低级风险，系统提示“满足合环约束条件，风险等级低，建议合环”，然后列出合环操作时注意事项，主要是根据以往经验制定的技术措施和组织措施，最大程度地降低合环操作带来的风险。如果为中级风险，系统提示“满足合环约束条件，风险等级中等，可以合环”，同样列出合环操作的注意事项。如果为高级风险，系统提示“满足合环约束条件，风险等级高，谨慎合环”，列出主要的风险因素，同时提出降低风险的一些建议以及合环失败后对应的处理预案。