适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法与流程

1.本发明属于电力系统配电网运行与控制技术领域，具体地说，是涉及一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法。


背景技术：

2.随着城市配电网的迅猛发展，配电网多呈现“闭环结构、开环运行”格局。当配网检修或故障时，需要进行合环换电操作，以提升供电可靠性并避免负荷损失。由于配网合环前两侧母线电压幅值、相角一般不同，合环时将在合环点产生冲击，造成系统扰动；合环后，合环点由双侧供电，短路电流较合环前增加，存在短路电流超标的风险。此外，换电操作时，同样会对系统造成扰动；换电后，系统经过暂态过程后恢复稳定，潮流重新分布，存在潮流过载、电压越限的风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，该方法能有效提高配网电力供应的安全性和配电网供电的可靠性，避免设备损坏和电网事故的发生。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，包括以下步骤：
6.s1：建立变电站的拓扑结构、支路导纳分析模型；
7.s2：采集变电站的进线、出线支路功率，母线i和母线ii的电压、相位；
8.s3：计算母线i和母线ii的电压幅值差
△
u和相位差
△
ψ；
9.s4：若
△
u/un小于设定比值且
△
ψ小于设定角度，则进入步骤s5；否则，进入步骤s2；其中，un为额定电压；
10.s5：母线i和母线ii间的母联闭合，即执行装置合环逻辑；
11.s6：每1s计算一次母线电压变化率δ％＝(umax-umin)/un；其中，umax为最大母线电压，umin为最小母线电压；
12.s7：若δ％小于设定比值，则进入步骤s9；否则进入步骤s8；
13.s8：计数器count＝0，进入步骤s6；
14.s9：计数器count＝count 1，其中count初始值为0；
15.s10：若count大于设定值，则进入步骤s11；否则进入步骤s6；
16.s11：使用牛顿拉夫逊法计算待断开进线支路断开后的潮流分布；
17.s12：若所有进线支路功率都未过载且母线电压都未越限，则进入步骤s13；否则，进入步骤s14；
18.s13：执行待断开进线支路的断路器断开逻辑，即执行装置的换电逻辑；
19.s14：装置报提示报文：变电站负载偏大，导致进线潮流过载或母线电压越限，降低负载后考虑重新换电操作，即本次换电失败；
20.s15：结束本次换电。
21.进一步地，在本发明中，在所述步骤s4中，
△
u/un的设定比值为30％，相位差
△
ψ设定角度为30度。
22.进一步地，在本发明中，在所述步骤s7中，一次母线电压变化率δ％的设定值为2％。
23.进一步地，在本发明中，在所述步骤s10中，count的设定值为20。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.本发明通过潮流计算提前校核合环换电后的潮流是否过载，两侧母线电压是否是否越限，并优化合环后的换电时间参数，确保暂态过程已经结束，进入了稳定状态。该方法可以规避合环换电中潮流过载及母线电压越限的风险，提高配电网供电可靠性。
附图说明
26.图1为本发明方法的流程结构示意图。
27.图2为本发明-实施例中变电站进站支路导纳结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
29.实施例
30.如图1所示，本发明公开的一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，包括以下步骤：
31.s1：建立变电站的拓扑结构、支路导纳分析模型；图2给出了一种常见的变电站进站支路导纳结构示意图。
32.s2：采集变电站的进线、出线支路功率，母线i和母线ii的电压、相位；主要通过自动合环换电装置的交流插件进行采集。
33.s3：计算母线i和母线ii的电压幅值差
△
u和相位差
△
ψ；该部分主要通过自动合环换电装置的cpu模块进行处理。
34.s4：若
△
u/un《30％且
△
ψ《30度，则进入步骤s5；否则，进入步骤s2；其中，un为额定电压；该部分主要通过自动合环换电装置的cpu模块进行判断。
35.s5：母线i和母线ii间的母联闭合，即执行装置合环逻辑；
36.s6：每1s计算一次母线电压变化率δ％＝(umax-umin)/un；其中，umax为最大母线电压，umin为最小母线电压；
37.s7：若δ％《2％，则进入步骤s9；否则进入步骤s8；
38.s8：计数器count＝0，进入步骤s6；
39.s9：计数器count＝count 1，其中count初始值为0；
40.s10：若count》20，则进入步骤s11；否则进入步骤s6；本实施例的切换时间优化配置，等同于优化合环操作后的切换时间，即count大于20，母线电压变化率连续小于2％的时间大于20s后才考虑执行装置换电逻辑；
41.s11：使用牛顿拉夫逊法计算待断开进线支路断开后的潮流分布；
42.s12：若所有进线支路功率都未过载且母线电压都未越限，则进入步骤s13；否则，进入步骤s14；
43.s13：执行待断开进线支路的断路器断开逻辑，即执行装置的换电逻辑；
44.s14：装置报提示报文：变电站负载偏大，导致进线潮流过载或母线电压越限，降低负载后考虑重新换电操作，即本次换电失败；
45.s15：结束本次换电。
46.本发明通过潮流计算提前校核合环换电后的潮流是否过载，两侧母线电压是否是否越限，并优化合环后的换电时间参数，确保暂态过程已经结束，进入了稳定状态。该方法可以规避合环换电中潮流过载及母线电压越限的风险，提高配电网供电可靠性。因此，适宜推广应用。
47.上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：建立变电站的拓扑结构、支路导纳分析模型；s2：采集变电站的进线、出线支路功率，母线i和母线ii的电压、相位；s3：计算母线i和母线ii的电压幅值差
△
u和相位差
△
ψ；s4：若
△
u/un小于设定比值且
△
ψ小于设定角度，则进入步骤s5；否则，进入步骤s2；其中，un为额定电压；s5：母线i和母线ii间的母联闭合，即执行装置合环逻辑；s6：每1s计算一次母线电压变化率δ％＝(umax-umin)/un；其中，umax为最大母线电压，umin为最小母线电压；s7：若δ％小于设定比值，则进入步骤s9；否则进入步骤s8；s8：计数器count＝0，进入步骤s6；s9：计数器count＝count 1，其中count初始值为0；s10：若count大于设定值，则进入步骤s11；否则进入步骤s6；s11：使用牛顿拉夫逊法计算待断开进线支路断开后的潮流分布；s12：若所有进线支路功率都未过载且母线电压都未越限，则进入步骤s13；否则，进入步骤s14；s13：执行待断开进线支路的断路器断开逻辑，即执行装置的换电逻辑；s14：装置报提示报文：变电站负载偏大，导致进线潮流过载或母线电压越限，降低负载后考虑重新换电操作，即本次换电失败；s15：结束本次换电。2.根据权利要求1所述的适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，其特征在于，在所述步骤s4中，
△
u/un的设定比值为30％，相位差
△
ψ设定角度为30度。3.根据权利要求2所述的适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，其特征在于，在所述步骤s7中，一次母线电压变化率δ％的设定值为2％。4.根据权利要求3所述的适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，其特征在于，在所述步骤s10中，count的设定值为20。

技术总结
本发明公开了一种适用于配网变电站进线的换电装置切换时间优化配置方法，该方法能有效提高配网电力供应的安全性和配电网供电的可靠性，避免设备损坏和电网事故的发生。该方法主要通过潮流计算提前校核合环换电后的潮流是否过载，两侧母线电压是否是否越限，并优化合环后的换电时间参数，确保暂态过程已经结束，进入了稳定状态。因此，适宜推广应用。适宜推广应用。适宜推广应用。


技术研发人员：牧仁 关开 战学牛 张轶 宋海涛 邢晓野 戴建华 李桐 李伟光 徐磊 郭帅 潘功银 白志波
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司
技术研发日：2022.08.10
技术公布日：2022/10/25