石玉偉 朱風華
近年來我國輸電線路故障頻發(fā),這對我國電力系統(tǒng)的安全運行提出了非常嚴峻的考驗。對于某些簡單輕微的輸電故障,電力維修人員可以在故障初期解決。必須迅速準確地找到輸電線路中因電流轉移而引起的輸電斷面,只有這樣才能實現(xiàn)電力故障的迅速檢修。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時候,可以利用有功增加因子的數(shù)量來進行圖論法檢測,以此來準確判斷輸電斷面的位置。
一、電氣分區(qū)輸電斷面的定義
電力研究專家在對電網(wǎng)運行斷面分析之后,認為電網(wǎng)輸電斷面是電網(wǎng)中的一個最小割集,斷面中的支路存在著有用功潮流方向一致的電流。斷面支路的聯(lián)系越緊密,那么斷面相互斷開的靈敏度也就越大。根據(jù)斷面對輸電線路影響大小的特點,可以將斷面分為初始斷面、輸電斷面和關鍵斷面。
初始斷面是電網(wǎng)系統(tǒng)中的最小割集;輸電斷面是指線路斷開靈敏度較大的初始斷面;關鍵斷面是指對電網(wǎng)有重大影響的輸電斷面,關鍵斷面在電網(wǎng)中的安全裕度最小。初始斷面的發(fā)生概率最大,在初始斷面的發(fā)生概率中包含著輸電斷面的發(fā)生概率,而關鍵斷面的發(fā)生概率最小,包含于輸電斷面的發(fā)生概率中。
二、基于電氣分區(qū)的斷面自動發(fā)現(xiàn)方法
根據(jù)潮流方向將電網(wǎng)分成不同的電氣分區(qū),通過尋找到最小割集來得到初始斷面。然后在這些初始斷面中篩選尋找輸電斷面,輸電斷面中安全裕度最小的就是關鍵斷面。
1.電氣分區(qū)的方法
電氣專家提出過一種基于廠站的電氣分區(qū)方法,通過修正廠站的地理分區(qū),來確定邊界廠站的分區(qū)。如果將電網(wǎng)看出下圖的二端口,廠站i與廠站j的電氣距離就是兩者之間的等值阻抗。
其中廠站i、j之間的電氣距離可以用如下公式表示:
Dij=MijT Mij=Zii+Zjj-2Zij
在該公式中,Zii,Zij,Zjj都是與電網(wǎng)阻抗矩陣Z之對應的參數(shù)。如果把阻抗矩陣認定為Z,它的階數(shù)設定為n,那么Mij就是n的維列向量,第i、j行的數(shù)值選取1和-1,其余位置數(shù)值設定為0。
電氣分區(qū)的具體方法如下:首先將地理分區(qū)認定為初始的電氣分區(qū);然后對廠站進行處理,如果某些廠站與所連環(huán)上廠站分區(qū)不同,則要求該廠站要與其他環(huán)上廠站的電氣分區(qū)相同。對于某些處于環(huán)上的廠站,要將它劃入和環(huán)上相連廠站相同的電氣分區(qū)中;最后,要準確計算每一個邊界廠站到其他廠站的平均電氣距離,將該廠站置于最近的電氣分區(qū)中。
2.輸電斷面的發(fā)現(xiàn)方法
在發(fā)現(xiàn)初始斷面的情況下,可以篩選潮流方向一致和支路開斷因子較大的初始斷面,從而得到輸電斷面。在實際情況中,當支路處于輕載狀態(tài)或支路的傳輸?shù)墓β瘦^小時,這種支路的有功功率潮流方向可能和其他支路不一致。但是如果該支路潮流對其他斷面的影響不大時,可以認為斷面的整體有功潮流方向都是相同的。
如果斷面支路的聯(lián)系越緊密,那么它們之間的斷開因子也就越大,斷開因子滿足以下公式:
其中Dk-l, 為線路l開斷后功率轉移到其他線路k上的比例;Xk和Xf是線路k線路f的電抗; Xf-f與Xk-f是直流潮流模型阻抗矩陣線路l與兩端自然阻抗線路k兩端的互阻抗;Dmin是閾值。
三、電氣分區(qū)輸電線路斷面的自動發(fā)現(xiàn)實例分析
A省在某時刻運行廠站167個,擁有238條支路,根據(jù)本文中提到的電氣分區(qū)方法現(xiàn)將A省的電網(wǎng)分布劃分如下圖:
利用本文中提到的輸電斷面的發(fā)現(xiàn)辦法,對A省電網(wǎng)分區(qū)線路進行了檢測:發(fā)現(xiàn)了初始斷面19個,發(fā)現(xiàn)了輸電斷面9個,另外運行方式專家給出了9個斷面。在下表中具體給出了運行方式專家發(fā)現(xiàn)的9個斷面的情況,表中用黑色字體標出的是新發(fā)現(xiàn)的輸電斷面:
通過對表格的觀察,我們可以發(fā)現(xiàn)贛東北地區(qū)出現(xiàn)了一些新發(fā)現(xiàn)的輸電斷面,其他地區(qū)也出現(xiàn)了不同程度輸電斷面。
四、結語
本文具體研究了輸電線路分區(qū)的方法,這種方法是以輸電地區(qū)的地理位置為原始分區(qū),
在原始分區(qū)的基礎上再對廠站電網(wǎng)進行分區(qū)處理。如果某些廠站與所連環(huán)上廠站分區(qū)不同,則要求該廠站要與其他廠站電氣分區(qū)相同。對于某些處于環(huán)上的廠站,要將它劃入和環(huán)上相連廠站相同的電氣分區(qū)中。在尋找電網(wǎng)輸電斷面的過程中,應先尋找到的電網(wǎng)的初始斷電線路,然后從初始斷面中篩選尋找輸電斷面,輸電斷面中安全裕值最小就是關鍵斷面。
參考文獻:
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