专利名称：特高压受端电网分层分区的方法
技术领域：
本发明具体涉及一种特高压受端电网分层分区的方法。
背景技术：
随着电力系统的不断发展和500kV输电线路的大量建设，以及新的500kV_220kV电磁环网的不断形成，电磁环网已成为影响电力系统安全稳定运行的重要事故隐患。且一旦发生故障，极易引起大范围停电事故，停电用户、损失负荷、停电时间所带来的损失均远超过普通电力系统运行方式。对特高压受端电网实现分层分区，解开特高压与受端输电网之间的电磁环网，可有效限制电网中的短路电流，利于进行事故处理和潮流控制，充分发挥特高压电网的输电优势。在中国许多地方存在着500kV 220kV电磁环网，近年来相继通过 潮流、稳定性分析、短路容量以及网损计算等评价指标进行了分层分区方案计算。然而，传统的分层分区方法主要依赖于操作人员的实际经验，缺乏完整的、系统的电网分层分区策略与方案。
发明内容
为解决现有技术存在的缺点，本发明提供了一种特高压受端电网分层分区的方法。结合受端电网分层分区金字塔原理，本发明建立一种电网分层分区的金字塔模型，的具体步骤如下I)对高端电网进行分层，按照电压等级由高到低将高端电网分为不同层次，分层原则包括保证不削弱主要潮流断面的稳定限额；保证网架安全，在一个受端电网大区域内应有两个及以上500kV联络点、三台及以上500kV主变，各大区之间至少应有两个通道或三条500kV线路相互联系；2)对同一级电网进行分区，按照每层电网的分区原则包括；保证可靠供电，受端电网每一个分区内以一个或若干个500kV变电站作为主要供电电源，并配合本地区内部的大容量发电厂，经一个或多个220kV枢纽变电站向区内供电；各分区内有电源、电压支撑，各供电分区内具有电压、无功调节能力，各供电分区内具备一定容量的发电机组或动态无功补偿装置；区域电网之间具有相互支撑能力，采用备自投、低频低压减载的安全自动装置；分区方案兼顾下级电网供电可靠性；3)下一级的一个分区的电能供应可汇聚到上一级电网的一个或多个电源点，并对上一级的电网进行分区，以此类推；4)确保每一级的各个分区相互独立但又互为备用。在步骤2)中的电源点是指电厂或变电站。所述的分层后的每一层网络接线的抽象模型，用图论的方法表示为用“点”代表原始电网中的电源点，连接“点”之间的“边”表示两点之间的电力供应关系，同时省略线路上的一些开关设备，网络结构抽象模型G (V，E)，其中V表示节点、E代表边。
所述的分层后的每一层网络接线的抽象模型，用框架的方法表示为信息框架分为“边槽”和“点槽”，其中每个“边槽”包括每条线路的起始点位置、名称、长度、型号；“点槽”包括每个节点的位置、名称、电压等级、装机容量。所述的保证不削弱主要断面的稳定限额是指受端电网采取分层供电方案后，应使主网具有足够的安全稳定性和供电可靠性，不削弱主要输电通道以及主要断面与系统的电气联系和稳定输送限额。合理的电网结构是电力系统安全稳定运行的基础，目标网架应有较大的抗扰动能力，并满足《导则》中规定的有关安全稳定标准。所述的保证网架安全满足一个500kV变电站全停或一条500kV线路故障，不至于造成局部系统解列。满足上述条件的500kV与220kV电磁环网，可考虑分层运行。所述的保证可靠供电是以保证每个相对独立的供电分区内用户供电的可靠性，区内网络结构应能适应不同运行方式下的潮流变化，并具备一定的灵活性。所述的各分区内应有电源、电压支撑，受端电网采取分区供电方案后，无功补偿应以分层分区和就地平衡为原则。各供电分区内应具有电压、无功调节能力，以保证供电分区 内的母线具有合格的电压水平。各供电分区内应尽量具备一定容量的发电机组或动态无功补偿装置，以提高动态电压无功支撑能力，并满足整个电网的调峰和旋转备用要求。所述的区域电网之间具有一定的相互支撑能力，受端电网分层分区供电后，不同的区域之间应具有相应的事故支援能力。当电网需要时，可采用备自投、低频低压减载等安全自动装置，提高运行设备的安全性，以提高整个电网的供电可靠性。所述的分区方案应兼顾下级电网供电可靠性，受端电网分层分区方案不能削弱下级供电可靠性，如220kV电网分区供电方案应结合IlOkV电网运行方式调整进行综合考虑，保证分区供电不削弱IlOkV电网供电可靠性。本发明的有益效果是采用电网金字塔模型有效的简化了特高压和受端电网模型的复杂度，使得分层分区问题清晰明了，为进一步研究分层分区前后受端电网的运行性能奠定了基础，为特高压电网的引入和发展提供技术支撑。
图I分层分区前的电网金字塔模型，图2分层分区后的电网金字塔模型，图3a图论方法表示的抽象模型，图3b框架方法表示的抽象模型，图中，I.上级区域电网电源，2.下级供电区域，3.分层后电压层断面，X1.特高压电网，X2、第2层电压电网，Xlri.第η-I层电压电网，
具体实施例方式如图I图2所示对高端电网进行分层，按照电压等级由高到低将高端电网分为不同层次，包括特高压电网X1，第2层电压电网X2，第η-I层电压电网Xlri，第η层电压电网Χη。金字塔中的每一个平面表示分层后的供电区域断面3。如图2所示，对同一级电网进行分区，按照每层电网的分区原则包括；保证可靠供电，受端电网每一个分区内以一个或若干个500kV变电站作为主要供电电源，并配合本地区内部的大容量发电厂，经一个或多个220kV枢纽变电站向区内供电；各分区内有电源、电压支撑，各供电分区内具有电压、无功调节能力，各供电分区内具备一定容量的发电机组或动态无功补偿装置；区域电网之间具有相互支撑能力，采用备自投、低频低压减载的安全自动装置；分区方案兼顾下级电网供电可靠性；图I中上级区域电网电源I表示某一层中的电源(可以为电厂或变电站),可以为下级网络的某个区域供电，如图I中的椭圆形区域所示下级供电区域2。对同一级电网进行分区，分层分区后，上一层的一个区域电网可以给下级电网的若干个区域供电，如图2中Xlri层的右边区域可以给下级Xn层的三个区域供电。下一级的一个分区的电能供应可汇聚到上一级电网的一个或多个电源点，并对上一级的电网进行分区，以此类推；确保每一级的各个分区相互独立但又互为备用。图I和图2中&层的浅色区域给出了一个网络分区的实例，在分区以前，整块区域的网络拓扑结构见图I中的虚线矩形框；分层分区后的网络拓扑结构见图2的虚线矩形框，此时原本由环网连接在一起的供电区域已分成供需平衡的独立区域。由此可见，采用电网金字塔模型有效的简化了特高压和受端电网模型，使得分层分区问题清晰明了，为进一步的研究奠定了基础。 金字塔模型给出了受端电网分层分区的宏观构架，为便于对电网的分析计算，根据图论和框架表示法建立特高压受端电网接线方式的抽象模型，即金字塔模型中每一层网络接线的抽象模型，以完善对受端电网分层分区模型的建立。结合电网接线方式的特点，用图论的方法表示为用“点”代表原始电网中的电源点(变电站或发电厂)，连接“点”之间的“边”表示两点之间的电力供应关系，同时省略线路上的开关等设备，构建网络结构抽象模型G(V，E)，其中V表示节点、E代表边。一个简单网络的抽象模型如图3a所示。结合受端电网实际情况，用框架的方法表示为将其信息框架分为“边槽”和“点槽”，其中每个“边槽”包括每条线路的起始点位置、名称、长度、型号等；“点槽”包括每个节点的位置、名称、电压等级、装机容量等，如图3b所示。图论和信息框架的结合使用，便于在后续的计算中根据网络结构快速定位信息框架中需要的参数，以提高计算效率。
权利要求
1.特高压受端电网分层分区的方法，其特征在于，建立一种电网分层分区的金字塔模型，其步骤包括 1)对高端电网进行分层，按照电压等级由高到低将高端电网分为不同层次，分层时保证不削弱分层后的供电区域断面的稳定限额；在一个受端电网大区域内应有两个及以上500kV联络点、三台及以上500kV主变，各大区之间至少应有两个通道或三条500kV线路相互联系； 2)对同一层级电网再进行分区，按照每层电网的分区时保证受端电网每一个分区内以一个或若干个500kV变电站作为主要供电电源，并配合本地区内部的大容量发电厂，经一个或多个220kV枢纽变电站向区内供电；各分区内有电源、电压支撑，各供电分区内具有电压、无功调节能力，各供电分区内具备一定容量的发电机组或动态无功补偿装置；区域电网之间具有相互支撑能力，采用备自投、低频低压减载的安全自动装置；分区方案兼顾下级电网供电可靠性； 3)下一级的一个分区的电能供应可汇聚到上一级电网的一个或多个电源点，并对上一级的电网进行分区，以此类推； 4)确保每一级的各个分区相互独立但又互为备用。
2.如权利要求I所述的特高压受端电网分层分区的方法，其特征在于在步骤2中的电源点是指电厂或变电站。
3.如权利要求I所述的特高压受端电网分层分区的方法，其特征在于所述的分层后的每一电压等级的网络接线的抽象模型，用图论表示的方法为用“点”代表原始电网中的电源点，连接“点”之间的“边”表示两点之间的电力供应关系，同时省略线路上的一些开关设备，网络结构抽象模型G (V，E)，其中V表示节点、E代表边。
4.如权利要求I所述的特高压受端电网分层分区的方法，其特征在于所述的分层后的每一电压等级的网络接线的抽象模型，用框架表示的方法为信息框架分为“边槽”和“点槽”，其中每个“边槽”包括每条线路的起始点位置、名称、长度、型号点槽”包括每个节点的位置、名称、电压等级、装机容量。
全文摘要
本发明具体公开了一种特高压受端电网分层分区的优化方法，包括1)对高端电网进行分层，按照电压等级由高到低将对高端电网分为不同层次；2)对同一级电网进行分区，确保每个分区属于同一个电压等级；3)下一级的一个分区的电能供应可汇聚到上一级电网的一个或多个电源点，并对上一级的电网进行分区，以此类推；4)确保每一级的各个分区相互独立但又互为备用；本发明的有益效果是采用电网金字塔模型有效的简化了特高压和受端电网模型的复杂度，使得分层分区问题清晰明了，为进一步研究分层分区前后受端电网的运行性能奠定了基础，为特高压电网的引入和发展提供技术支撑。
文档编号H02J3/00GK102810862SQ201210301628
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者麻常辉, 周春生, 张磊, 武乃虎, 蒋哲 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司