地区电网基准风险在线计算方法研究与应用

引言

随着时代发展,人们对电力资源的需求越来越大,导致电网的电力输送压力越来越大,为保证电力的可持续输送,提前做好电网风险预警成了必不可少的重要环节。本文研究了电网的基准风险计算方法,根据任一段母线跳闸、任一台主变跳闸、任一回交流线路跳闸、同塔双回及以上线路跳闸、变电站最高电压等级母线全失、单一变电站全失所有电压等级母线全失、同一变电站同一电压等级任意两台主变跳闸等多个条件,模拟计算电网网架可能存在的风险,得出的基准风险结果基本涵盖了整个电网网架可能出现的风险情况,从而达到风险提前预警的目的,最后根据风险评估结果,通过人工调整网架运行方式,将电网风险以及损失降到最低。

1基于可选故障条件的基准风险分析

1.1任一段母线跳闸

整个网架的任意一段母线跳闸,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.2任一台主变跳闸

整个网架的任意一台主变跳闸,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.3任一回交流线路跳闸

整个网架的任意一回交流线路跳闸,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.4同塔双回及以上线路跳闸

整个网架的同塔双回及以上线路跳闸,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.5变电站最高电压等级母线全失

整个网架的变电站最高电压等级母线全失,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.6单一变电站全失所有电压等级母线全失

整个网架的单一变电站全失,所有电压等级母线全失,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

1.7同一变电站同一电压等级任意两台主变跳闸

整个网架的同一变电站同一电压等级任意两台主变跳闸,考虑备自投正常情况下,通过调用BPA程序,计算出失压站点、母线、损失负荷、损失用户数,根据电网事故事件等级判据转换成对应的风险事故事件等级,最后取最大的风险事故事件等级值作为本次风险计算的最终事故事件等级。

2基准风险计算建模及应用

2.1整体流程

根据基准风险计算条件,获取设备故障集,调用PSD二BPA电力系统分析程序,计算出设备故障前的潮流结果。之后再退运DAT网架文件对应的故障设备集合,重新进行潮流计算,最后通过对比前后两个潮流计算结果,根据事故事件等级判据计算、转换成系列的事故事件等级结果。具体步骤如下:

（1)计算设备故障前的潮流结果:

（2)计算设备故障后的潮流结果:

（3)调用治愈程序判断DAT文件是否收敛:如果步骤（2)中导致DAT文件不收敛,则通过调用治愈程序自动调整网架结构,直到文件收敛,重复步骤（2),再次计算设备故障后的潮流结果:

（4)对比前后两个潮流结果,根据事故事件等级判据计算、转换成系列的事故事件等级结果,并取最大值作为本次风险的最终事故事件等级。

2.2具体说明

备自投:类似设备的备用开关,当故障发生后,可以跳过开断设备备自投来调整网架运行方式。

治愈程序:当DAT文件不收敛时,通过捕获BPA程序的报错信息,合上对应设备的备自投或者删除形成的子系统,使DAT文件收敛。

3算例分析

下面以某110kV变电站举例说明,如图1所示,模拟"单一变电站全失所有电压等级母线全失"条件下的基准风险计算过程和结果。

(1）设备故障前对DAT网架文件进行潮流计算:计算出网架的总负荷、线路潮流、设备过载信息、计算结果是否收敛,分别如图2、图3、图4、图5所示。某变电站对应的BPA卡片信息如图6所示。

(2）退运故障设备集,重新计算潮流,详细的退运设备结果如图7所示。

(3）判断DAT网架文件是否收敛,不收敛则调用治愈程序,直到DAT网架文件收敛,重复步骤(2）。

导致潮流结果不收敛的原因是:该变电站的全部母线被退运后,关联的主变、线路也要被退运。DAT不收敛结果导致PsD-BPA电力系统分析程序抛异常信息,如图8所示。

(4）对比前后两个潮流结果,计算分析出本次事件对应的事故事件风险等级,包括:负荷损失、负荷损失比例、失压用户数、失压站点、失压母线等,取最大值作为本次故障的最终事故事件等级。详细的基准风险结果如图9所示。

4结语

本文基于模拟条件的基准风险计算研究,通过七大类型的基准风险条件模拟计算电网网架风险,探讨了电网基准风险的计算原理和实现过程,通过七大基准风险条件模拟计算出来的风险结果,基本涵盖了整个电网网架中主变、母线、线路等设备故障时可能出现的风险情况,达到了风险预警目的。最后,根据风险评估结果,通过人工调整网架运行方式,将电网风险以及损失降到最低。