电网备自投自适应建模方法研究

电网备自投自适应建模方法研究

作者：穆明明

来源：《中国科技纵横》2013年第18期

【摘 要】 本文对传统的备自投建模进行了阐述，说明了其结构和运行的复杂性，导致难以操作。提出了新的备自投自适应建模方法，新模型分解的方法是将复杂的备自投分解成几个基本备自投单元，减少模型设计的复杂性，并开发了拓扑搜索算法，能够实时更新备自投模型，使其能够适应电网的运行变化。

【关键词】 备自投模型 自适应建模 备自投基本单元 1 引言

由于电网结构的复杂性和运行方式的变化，因此设计的模型也相当复杂，备自投模型需要人工维护，维护的工作量大和很难进行维护，实际应用的电网备自投模型很难达到准确性。本文提出了一套新的自适应备自投建模方法，使用实时性来代替运行方式的复杂性，考虑当前的运行方式下的备自投建模，能够快速更新模型的变化，实现了备自投建模的自动化和实用化。 2 总体思路

备自投建模存在的主要问题是电网接线方式的复杂性和运行方式的多变性。本文针对这两个问题来简化备自投的建模，实现自适应的备自投建模新方法：

（1）运行方式的多变性问题。解决的思路是备自投模型能够适应“自适应”电网运行的变化，不在人工干预的情况下实现自动更新。本文利用电网实时拓扑信息搜索生成备自投模型的算法，通过此运行方式搜索各厂站的母线的接线方式，分析其当前的工作电源及备用电源，以及备用电源和工作电源连接的变压器设备，形成一个自动调节的备自投模型。

（2）电网接线方式的复杂性问题。一般情况下变电站的同一电压母线上有许多工作电源或者备用电源，对备自投的统一建模造成影响。本文提出了将复杂的备自投分解成几个基本的备自投单元，每个备自投单元仅有一两个工作开关的简单备自投，形成了一个“备自投基本单元组”，以备自投基本单元的优化组合来描述复杂接线的备自投，这种模型方便了描述，实现了问题的简化。

3 自适应备自投模型的概述

（1）备自投完备模型Scheme定义。本文对模型采取分解的方式，把完整的备自投装置根据其拓扑结构成了几个备自投单元的个体进行描述，如动作条件、充放电条件、动作序列等属性依据装置的备自投基本单元类型，结合各开关所连接的变压器和母线状态，配置相应的备自投基本单元模型公式进行计算。对设备管理来分析，需要为每个备自投基本单元设置属于自己

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的备自投装置的属性进行描述某个单一的备自投装置，针对DTS和故障分析需求，对动作逻辑进行仿真模拟，此方式将一个具体复杂备自投描述为多个独立动作的备自投基本单元，但是组合效果将完全一样。

（2）备自投模型验证。通过对文献资料和电网运行的综合分析，备自投建模方法能够对电网中所有的实际备自投进行模拟。本文以扩大内桥接线和双回线为例来验证。 4 建模自适应分析算法

（1）模型拓扑搜索算法。模型拓扑搜索算法的主要目标是对电网运行的拓扑信息进行分析，对所有的电源进行分析，将根据母线接线方式对多个备自投基本单元分解，设置其备用开关、所联母线、工作开关以及变压器等。算法的主要思路分两步：第一步是分析线路备自投，遍历电网中每个厂站，搜索获得厂站中高电压等级的母线，获得所有连接的进线线路及相应开关，以及母线连接的站外的备用电源及开关，然后判断开关的状态。如果母联开关为合状态，则连接所有的站外备用电源，备用电源的开关和一个连接线路的开关形成一个线路备自投基本单元，如果母联开关为分状态，则在其两侧母线中找出一个线路及其开关形成一个线路母分备自投基本单元，然后搜索同一母线上的线路，如有n条则形成n-1个不带母联开关的线路进线备自投基本单元。第二步是搜索变压器备自投分别对中低压侧类似上面的分析方法形成变压器备自投模型。

（2）动作逻辑仿真分析算法。拓扑搜索算法在分析备自投模型的同时把备自投的充放电条件、动作条件、动作序列等所需要的拓扑参数也进行分析，下一步重点需要分析产生各条件公式模板，实现动作逻辑的仿真分析。

线路进线备自投基本单元类型的通用条件公式模板如下所示：

充电条件公式：工作开关1状态=l&桥开关状态=l&备用开关状态=0&工作开关1本端母线电压值>基准电压*60%&备用开关本端母线电压值>基准电压*60撇备用开关对端母线电压值>基准电压*60%；

放电条件公式：备用开关状态=1，备用开关对端母线电压值 动作条件公式：工作开关1电流值=延时定值；

动作序列公式：（if（工作开关1状态=l）{工作开关1控分&备用开关控合}）； 针对搜索到的每个备自投基本单元，系统可以根据其备自投的类型配备相应类型附有条件的公式模板，并对该备自投基本单元的公式模板进行实证分析，利用SCADA实时采集属性的状态值，计算公式结果，判断能否满足动作条件，如果满足则实例化动作序列模板，并执行相应的动作。

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参考文献：

[1]刘继安，王书杰，江舰.电网备自投稳控装置在电网中的研发应用[J].继电器，2007（9）：56-57.

[2]葛志远，王永县，奕晋.决策支持系统的自适应建模研究及应用实例分析[J].管理科学学报，2000（1）：88-89.

[3]于炳霞，谭志萍，崔方.光伏发电功率预测自适应建模方法研究[J].电网与清洁能源，2013（1）：47-48.

[4]郭碧媛，张丰.110kV扩大内桥接线备自投逻辑分析[J].电力系统保护与控制，2010（7）：56-57.

[5]齐万利，郑国祥.罗家庄变电站110kV断路器手动分闸后备自投动作原因分析[J].电力系统保护与控制，2010（5）：136-137.