一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法。

背景技术

随着社会经济飞速进步,用电负荷逐年增多，导致城市配电系统结构日趋复杂，负荷节点数目越来越多，从而停电事故频发，不仅造成重大经济损失，更影响社会的正常运行。由于配电网肩负着电力系统输送到用户“最后一公里”的任务，直接与用户连接，保证其安全稳定运行至关重要。

因配电网本身结构的多样化和复杂化，发生事故需要采用故障恢复技术时，故障恢复方案大多是凭借调度人员经验得到的，其安全性无法得到保证，给配电系统造成安全隐患，可能导致二次事故发生。随着配电自动化和远端控制技术越趋成熟，配电网负荷转供成为配电网故障恢复的主要手段之一。

现有技术中的通过电网调度技术系统和通过配网自动化系统能够完成非故障区恢复供电的功能，但是这个停电范围还是太大，需要进一步缩小停电范围，也就是“长时间停电范围最小”，现有技术是无法满足的，必须进行停电负荷设备的转供。

现有的一些负荷转供技术只是转供到对侧馈线等，如果不考虑转供线路的功率瓶颈，很有可能出现转供线路过载、转供路线操作复杂等情况，造成更大的损失，更毫无便利性的考虑。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法，以提供准确的负荷转供方案。

一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法，包括：

获取目标设备的设备信息；

获取该设备信息所在的大馈线路拓扑信息；

基于大馈线路拓扑信息建立拓扑分析模型；

利用拓扑分析模型将目标设备按各方向电网追踪开断设备，得到最小隔离选集；

以最小隔离选集为起点向各外测追踪，获取各个电源测选集和负荷测选集，从各个负荷测选集中确定需要转供的负荷集；

基于拓扑分析模型获取各个负荷集相连的转供路径集合；

对转供路集合进行转供路径权值估算；

基于转供路径权值估算将转供结果输出和显示。

优选的，所述设备信息包括设备ID、设备类型、设备名称。

优选的，所述以最小隔离选集为起点向各外测追踪，获取各个电源测选集和负荷测选集包括：

以最小隔离选集为起点向各外测追踪，若追踪到带电电源点，则是电源测选集，否则则是负荷测选集。

优选的，所述从各个负荷测选集中确定需要转供的负荷集包括：

若负荷测选集中不存在配变设备，则不需要进行处理；若负荷测选集中存在配变设备，则确定为需要转供的负荷集。

优选的，所述对转供路集合进行转供路径权值估算包括：

获取各个负荷集的量测信息、额定容量信息；

获取转供大馈线的额定容量信息；

获取转供大馈线的配变负荷量测信息、额定容量信息；

判断转供线路负载率是否满足转供条件；

判断开关操作步骤的简便性；

判断各个转供路径的供电半径；

计算各个转供路径的权值大小。

优选的，在所述获取该设备信息所在的大馈线路拓扑信息之后还包括：

对大馈线路拓扑信息进行数据有效性检查，若数据无效，则报数据错误信息。

优选的，在所述获取该设备信息所在的大馈线路拓扑信息之后还包括：

对大馈线路拓扑信息进行预处理。

优选的，所述对大馈线路拓扑信息进行预处理包括：

删除对建立拓扑分析模型和负荷转供无关的设备，删除无效数据，合并相同类型导线及电缆设备。

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：

1.利用拓扑分析模型将目标设备按各方向电网追踪开断设备，得到最小隔离选集，从而保证长时间停电范围最小；

2.以最小隔离选集为起点向各外测追踪，获取各个电源测选集和负荷测选集，从各个负荷测选集中确定需要转供的负荷集；基于拓扑分析模型获取各个负荷集相连的转供路径集合；对转供路集合进行转供路径权值估算；基于转供路径权值估算将转供结果输出和显示，从而确定最合适的负荷转供方案。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当线路发生故障或者停电检修时，首先该线路会跳闸停电，对于没有实现配网自动化的线路则会跳变电所出线开关(全线停电)，对于已经实现配网自动化的线路，调闸停电范围会小一点。但是相对而言，这个停电范围还是太大，需要进一步缩小停电范围，也就是“长时间停电范围最小”，这个长时间就是检修时间。

检修区域(或故障区域)隔离就是根据当前线路的运行状态(开断设备状态)，分析出哪些开关经拉合操作后能实现“长时间停电范围最小”的目的。

隔离范围内是必须停电的，隔离区之外的电源测选集也是不会长时间停电的，但是隔离区之外的负荷测选集中的负荷设备，如果有转供条件的话必须转供到其他线路上。

参考图1所示，一种配电网设备故障、检修时的负荷转供方法，包括以下步骤：

S1：获取目标设备的设备信息。

首先用户输入故障、检修设备的包括但不仅限于“设备ID”、“设备类型”、“设备名称”等设备信息用以标识，用户输入该故障、检修设备所在的线路信息，或者通过数据库查找故障、检修设备所在的线路信息。

在一实施例中，对用户输入进行有效性检查，如果用户输入有误，则返回失败，无法进行负荷转供分析。

S2：获取该设备信息所在的大馈线路拓扑信息。

首先通过服务、数据库、存储信息等获取该设备所在大馈线所有的设备和结构信息，结构信息需包含各个设备的联络信息等。

在一实施例中，获取信息后，要对这些信息进行数据有效性检查，根据数据的质量，来报数据错误信息或者直接返回无法计算等。

S3：基于大馈线路拓扑信息建立拓扑分析模型。

首先需要对大馈线的设备进行预处理，包括获取资源数据，删除对建立拓扑分析模型和负荷转供无关的设备，删除无效数据，合并相同类型导线、电缆设备等。处理完数据后，根据设备间的连接信息数据建立拓扑分析模型，以供后续进行拓扑遍历和分析。

S4：利用拓扑分析模型将目标设备按各方向电网追踪开断设备，得到最小隔离选集。

利用拓扑分析模型将目标设备按各方向电网追踪开断设备，得到最小隔离选集，从而保证长时间停电范围最小。

配网中的开断设备主要分为以下几种：

(1)断路器(也称开关)：可以带负荷拉合，也能开断故障电流。

(2)负荷开关：可以带负荷拉合，但不能开断故障电流。

(3)隔离开关(也称闸刀)：不可以带负荷拉合，也不能开断故障电流，目的只有一个：产生明显断开点。

(4)跌落式熔断器(也称跌落熔丝)，可以带负荷拉合，也能开断故障电流，多用于柱上配变和负荷较轻的分支线路。

(5)普通熔断器(也称熔丝)，只用于站内压变或所变，与配网分析无关。

配电线路停电检修的需要拉开的开断设备(组)：

1)线路主干线、分支线上和开关站配电站要拉开的设备就是上述可隔离设备三类。

2)杆上变压器：拉开与配变配套的跌落式熔断器，或拉开配变低压总闸刀。

3)配电站或箱式变：拉开站内的10kV开断设备(或配变低压总闸刀)。

对找到的开断设备组进行处理，断路器和闸刀要看做是一组来处理，线路上的孤立断路器和孤立闸刀是不允许的，如果在分析计算时遇到这种孤立错误(数据维护的错误)要报警并不能作为可隔离设备。

S5：以最小隔离选集为起点向各外测追踪，获取各个电源测选集和负荷测选集，从各个负荷测选集中确定需要转供的负荷集。

步骤S4中的以检修设备(或故障点)开始按各方向电网追踪开断设备(组)，追踪出一个最小隔离选集，这就是隔离集。然后再次以最小隔离选集为起点向各外测追踪，如追踪到带电电源点(10KV出线开关)，则是电源测选集，否则就是负荷测选集，分别记录到各选集之中。对负荷测选集进行判断，如该集合中不存在配变设备，则不需要进行处理，确定需要转供的负荷集和负荷设备。

S6：基于拓扑分析模型获取各个负荷集相连的转供路径集合。

通过拓扑遍历获取与该设备所在大馈线相连的所有大馈线，用户可以配置，是获取直接相连的大馈线，还是获取间接相连的大馈线，间接相连需要连到多少级。然后通过拓扑分析，找到各个负荷集相连的一个或者多个转供路径。

S7：对转供路集合进行转供路径权值估算。

需要获取各个负荷集的量测信息、额定容量信息；获取转供大馈线的额定容量信息；获取转供大馈线的配变负荷量测信息、额定容量信息；通过以上量测和容量信息确认转供线路负载率是否满足转供条件。判断开关操作步骤的简便性。判断各个转供路径的供电半径。对各个转供路径进行评分和权值估算，计算各个转供路径的权值大小。

S8：基于转供路径权值估算将转供结果输出和显示。

根据上述步骤得出的转供路径权值对转供结果进行输出，从而确定最合适的负荷转供方案。转供结果在单线图上显示。转供结果在GIS地理图上显示。转供结果文本输出，供调配人员参考。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。