CN103954874B - 一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于特高压输电与电力系统仿真交叉领域，具体为一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法。一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，包括以下步骤：对特高压线路所在的省网进行潮流计算，潮流计算初始数据采用国调E格式电网模型,并将模型进行等值,将特高压线路所在的省网单独形成一个岛,然后进行该岛的潮流计算,得到节点电压和线路传输功率数据。这种结合全网与局部模型的仿真分析方法，可以对相邻变电站主设备的安全运行以及二次设备的正确控制提供保证，全网模型提供全面数据，计及全网潮流影响，分析总体规律，局部模型实现精细化仿真，准确分析设备安全。

Description

一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法
技术领域
本发明属于特高压输电与电力系统仿真交叉领域，尤其涉及一种结合全网模型与局部模型对特高压增容后相邻变电站设备运行状态的仿真分析方法；具体为一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法。
背景技术
目前，国内首条特高压交流线路已经投运，特高压环境对一二次设备的影响的研究已经起步。与特高压变电站相邻的变电站作为特高压送电的电源点，对保证特高压变电站的输电能力起到决定性作用，可以说相邻变电站的稳定运行是特高压可靠供电的前提。
特高压增容后，随着特高压变电站传输电能的增加，外送负荷的加重，长期大负荷运行可能会给相邻变电站的设备安全性带来一定影响；同时，特高压事故后，相邻变电站的潮流转移和电压幅值势必大于增容之前的相应水平，对相邻变电站的安全稳定运行提出挑战。为保证相邻变电站的稳定运行，有必要对其一二次设备在特高压增容后电网所有可能运行条件下的运行特性进行研究。但是，目前还未有对特高压增容后相邻变电站具体设备运行状态的分析方法。
发明内容
本发明为解决目前缺乏一种对特高压增容后相邻变电站设备的运行状态进行全面分析方法的技术问题，提供一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法。
本发明是采用以下技术方案实现的：一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1:对特高压线路所在的省网进行潮流计算，潮流计算采用国标CIM/E格式电网模型，并将模型进行等值，将特高压线路所在的省网单独形成一个岛，然后进行该岛的潮流计算，得到节点电压和线路传输功率数据；
步骤2:由步骤1所得的数据进行载流量和电压分析，总结特高压增容后对全网系统潮流的特点，并为暂态仿真提供初始数据；
步骤3:根据步骤2提供的初始数据，在暂态仿真软件中搭建局部仿真模型，对特高压增容后变电站的一次设备进行分析，通过计算考查在各种情况下变电站的变压器的过电压、过负荷以及断路器的开断能力。
所述潮流计算、将特高压线路所在的省网单独形成一个岛、暂态仿真软件中搭建局部仿真模型均为本领域技术人员的公知技术，是易于实现的；通过步骤1所得的数据进行载流量和电压分析，总结特高压增容后对全网系统潮流的特点，并为暂态仿真提供初始数据也是本领域技术人员所公知的方法。
本发明的有益效果在于：本发明所提供的一种结合全网模型与局部模型对特高压增容后相邻变电站设备运行状态的仿真分析方法，不仅仅分析特高压传输容量的增加对系统潮流影响，还通过局部详细建模，在复杂特高压环境如特高压、长期大负荷、特高压事故、特高压运行方式变化下，深入分析对一二次设备的影响。其中提出了分析在特高压、大负荷情况条件下主设备的工作特性，以及二次设备的运行控制方式的方法，并在此基础上提出了深入研究复杂特高压环境对继电保护的影响的分析方法。这种结合全网与局部模型的仿真分析方法，可以对相邻变电站主设备的安全运行以及二次设备的正确控制提供保证，全网模型提供全面数据，计及全网潮流影响，分析总体规律，局部模型实现精细化仿真，准确分析设备安全。
附图说明
图1是本发明公开的一种结合全网与局部模型对特高压增容后相邻变电站设备运行状态的分析方法结构图。
图2是本发明公开的对特高压增容及特高压停送电运行情况下变电站一次设备具体分析内容。
图3是本发明公开的对特高压增容及特高压停送电运行情况下变电站二次设备具体分析内容。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
具体实施步骤如下：第一步：如图1所示，本发明提出的一种结合全网与局部模型对特高压增容后相邻变电站设备运行状态的分析方法，对特高压线路所在的省网进行潮流计算，潮流计算采用国标CIM/E格式电网模型，并将模型进行等值，将特高压线路所在的省网单独形成一个岛，然后进行该岛的潮流计算，得到节点电压和线路传输功率数据；从全网(即省网)潮流计算开始，先分析特高压增容后全网系统潮流的特点。
第二步，对由步骤1所得的数据进行载流量和电压分析，总结特高压增容后对全网系统潮流的特点，并为暂态仿真提供初始数据；具体来讲，这部分从两方面展开：特高压增容后某线路断开全网线路载流量的影响分析以及特高压联网的两侧电网大机组突然跳闸或切机后对全网电压波动的影响分析。上述分析对接下来的特高压相邻变电站的一次设备和二次设备的分析提供数据支持和理论基础。
第三步：如图1所示，利用局部仿真模型对特高压增容后变电站的一次设备进行分析，具体分析内容如图2所示：分别对特高压增容和停送电运行的稳态情况下变电站的主变压器过电压和过电流进行分析；分别对特高压增容和停送电运行的故障情况下(主变高、中压侧单相短路接地故障、主变中压侧三相短路接地故障及与特高压变电站相连的传输线路单相短路接地故障)主变过电压进行分析；分别对特高压增容和停送电运行的故障情况下(主变高、中、低压三侧以及与特高压变电站相连的传输线路发生单相短路接地故障以及相间短路故障)主变压器高、中、低压三侧的断路器开端容量进行分析。
第四步：对于长期特高压、大负荷运行，及特高压事故、特高压运行方式变化等特高压环境，还需通过计算考察站内继电器对二次设备能否按要求起到保护作用。如图1所示，利用局部仿真模型对特高压相邻变电站的二次设备进行分析，具体分析内容如图3所示：分别对特高压增容和停送电运行稳态和故障情况(变电站的主变区内、区外、高压侧母线、高压侧进线线路分别发生单相接地故障、相间短路故障、相间接地故障、三相接地短路故障)下，与变电站相连的线路纵联距离保护、电流差动保护、母线电流差动保护、变压器差动保护的动作情况进行分析。
通过上述实施步骤，可以从全网以及局部两方面对特高压增容后变电站一二次设备的运行状态进行全面的分析，该分析方法涵盖了多种运行情况和多种分析项目，得到的分析结果可以对特高压安全可靠运行起到指导作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对特高压线路所在的省网进行潮流计算，潮流计算采用国标CIM/E格式电网模型，并将模型进行等值，将特高压线路所在的省网单独形成一个岛，然后进行该岛的潮流计算，得到节点电压和线路传输功率数据；
步骤2：由步骤1所得的数据进行载流量和电压分析，总结特高压增容后对全网系统潮流的特点，并为暂态仿真提供初始数据；
步骤3：根据步骤2提供的初始数据，在暂态仿真软件中搭建局部仿真模型，对特高压增容后变电站的一次设备进行分析，通过计算考察在各种情况下变电站的变压器的过电压、过负荷以及断路器的开断能力。
2.如权利要求1所述的一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，还包括步骤4：对于长期特高压、大负荷运行，及特高压事故、特高压运行方式变化等特高压环境，还需通过计算考察站内继电器对二次设备能否按要求起到保护作用。
3.如权利要求1或2所述的一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，步骤1中在进行潮流计算时，先从两方面分析特高压增容后全网系统潮流的特点，即特高压增容后某线路断开全网线路载流量的影响分析以及特高压联网的两侧电网大机组突然跳闸或切机后对全网电压波动的影响分析。
4.如权利要求1或2所述的一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，利用局部仿真模型对特高压增容后变电站的一次设备进行分析时，分别对特高压增容和停送电运行的稳态情况下变电站的主变压器过电压和过电流进行分析；分别对特高压增容和停送电运行的故障情况下主变过电压进行分析；所述故障情况包括主变高、中压侧单相短路接地故障、主变中压侧三相短路接地故障及与特高压变电站相连的传输线路单相短路接地故障。
5.如权利要求1或2所述的一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，利用局部仿真模型对特高压增容后变电站的一次设备进行分析时，分别对特高压增容和停送电运行的故障情况下主变压器高、中、低压三侧的断路器开端容量进行分析；所述故障情况包括主变高、中、低压三侧以及与特高压变电站相连的传输线路发生单相短路接地故障以及相间短路故障。
6.如权利要求2所述的一种全网与局部模型相结合的变电站运行状态分析方法，其特征在于，在利用局部仿真模型对特高压相邻变电站的二次设备进行分析，分别对特高压增容和停送电运行稳态和故障情况下，与变电站相连的线路纵联距离保护、电流差动保护、母线电流差动保护、变压器差动保护的动作情况进行分析；所述故障情况是指变电站的主变区内、区外、高压侧母线、高压侧进线线路分别发生单相接地故障、相间短路故障、相间接地故障、三相接地短路故障。
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