一體化配電網合環在線校核系統的建設與應用

，

(1.國網四川省電力公司電力科學研究院，四川 成都 610041；2.國網四川省電力公司，四川 成都 610041)

0 前 言

近年來，隨著電網規模不斷擴大，電網安全穩定問題日益突出。配電網作為電力傳輸的終端網絡，線路錯綜復雜，方式調整頻繁。配電網絡架構的不斷完善使具備合環條件的線路日益增多，為配電網調控運行帶來了壓力和挑戰。優質服務及用戶對停電事件容忍程度降低的壓力，導致地縣調層面對配電網合環負荷倒供的操作手段需求日趨迫切。10 kV配電網尤其是跨220 kV變電站形成電磁環網引起潮流重新分布，沖擊電流大、合環失敗造成嚴重后果等不利因素，需經過校核后進行合環操作。

目前，地區電網調控運行人員的合環操作依據主要分為人工經驗和離線分析計算兩種。

依據人工經驗進行合環操作的方式，按照調度規定，核對相位相序相同，電壓幅值相差20%、相角相差30°以內，可進行合環操作。人工經驗合環操作要求調度運行人員熟知電網運行方式，熟悉線路運行情況，并且有豐富的調度生產經驗，才能保證所選合環方式安全可靠。因此，人工經驗在新投運線路有合環要求、調度運行人員業務技能不夠高時，可能造成誤判斷，該類方式不具備普遍性，無法移植[1]。

離線分析計算方式不能滿足實時性要求，合環電流計算結果精確性不高，未考慮在合環運行后電網的潮流分布、N-1安全狀態、母線短路電流，缺乏有效的針對電網解合環操作的風險分析。同時未考慮主、配電網協同計算，現有的合環操作風險分析軟件在涉及到主、配電網模型的合環時，往往采用主、配電網各自等值的方法，同樣存在較大的計算誤差，因此有必要通過主、配電網協同分析提高合環電流計算結果的準確性[2]。

1 系統的建設

在線校核系統的建設依托省地縣一體化模型中心，構建覆蓋35 kV及以上廠站的全數據、全模型。依托地調主配一體化智能電網調度控制系統(D5000)，構建覆蓋本地區的主電網及10 kV配電網全數據、全模型。

基于兩個一體化，主電網實時網絡模型以及設備狀態來自本地狀態估計及省地縣一體化模型中心(全省QS文件)計算結果，配電網模型數據來自本地主配電網一體化系統，并在地調層面通過主配一體化系統完成主配電網模型、數據拼接，作為在線校核計算的基礎斷面，通過全網自動拓撲搜索確定合環操作的環路路徑，利用實時狀態的全網導納矩陣求解合環操作的合環端口阻抗，結合全網基態潮流信息以進一步求得合環電流的時域特性，并與合環線路保護的整定值進行比較，完成合環操作的風險分析。一體化配電網合環操作在線校核系統建設流程如圖1所示。

圖1 一體化配電網合環在線校核系統建設流程

2 系統功能及校核流程

2.1 系統功能

為開展不停電轉供負荷，進行合環操作可行性分析和風險評估，在線校核系統提供了包括合環路徑拓撲搜索和校驗、合環穩態電流和沖擊電流的計算、環路N-1安全分析和遮斷容量掃描等功能，減少合環操作的風險。系統界面如圖2、圖3所示。

2.2 校核流程

在線安全校核流程分為7個步驟：模型斷面選擇、合環前潮流計算、設置合環點、獲取線路參數和保護定值、合環路徑校驗、合環計算、合環結果和建議，如圖4所示。

圖2 綜合研究分析主界面

圖3 合環潮流主界面

圖4 在線校核系統流程

3 系統應用

系統應用以合環穩態電流和沖擊電流計算為例。

3.1 不同220 kV變電站10 kV線路解合環試驗

以某地區不同220 kV變電站供電的10 kV線路為例，合環前運行方式如圖5所示。

表1 不同220 kV變電站供電的10 kV線路合環計算值與實測值對比

合環前陽光變電站10 kV陽橋線993斷路器有功0 MW、電流0 A；尖子山變電站10 kV尖牛線991斷路器有功2.06 MW、電流115.31 A。

合環后在線校核系統計算結果如圖6所示，陽光變電站10 kV陽橋線993斷路器處合環故障錄波裝置實測采集值如圖7所示。

圖5 不同220 kV變電站10 kV線路合環前運行方式

圖6 合環計算結果

圖7 故障錄波裝置實測

計算值與實測值對比見表1。配電網合環操作在線校驗中，陽光變電站10 kV陽橋線合環后穩態電流計算值為34.15 A,SCADA實測電流值為33.6 A,與真實值偏差0.55 A,偏差率為1.64%；尖子山變電站10 kV尖牛線合環后穩態電流計算值為133.58 A,SCADA實測電流值為144.38 A,與真實值偏差-10.8 A,偏差率為-7.48%；合環時計算的最大沖擊電流有效值49.64 A，采集到的最大沖擊電流有效值為47.52 A，與真實值偏差2.12 A，偏差率為4.46%。主配電網在線校核應用計算的數據與實際操作采集的數據值基本吻合。

3.2 同一220 kV變電站10 kV線路解合環試驗

以某地區同一220 kV變電站供電的10 kV線路為例，合環前運行方式如圖8所示。

圖8 同一220 kV變電站供電的10 kV線路合環前運行方式

合環前鳳凰變電站10 kV鳳樂線935斷路器有功0 MW、電流0 A；樂山變電站10 kV鳳樂線925斷路器有功1.49 MW、電流83.36 A。

合環后在線校核系統計算結果如圖9所示，鳳凰變電站10 kV鳳樂線935斷路器處合環故障錄波裝置實測采集值如圖10所示。

計算值與實測值對比見表2。配電網合環操作在線校驗中，鳳凰變電站10 kV鳳樂線合環后穩態電流計算值為324.87 A,SCADA實測電流值為316.8 A,與真實值偏差8.07 A,偏差率為2.55%；樂山變電站10 kV鳳樂線合環后穩態電流計算值為281.25 A,SCADA實測電流值為265.92 A,與真實值偏差15.33A,偏差率為5.76%；合環時計算的最大沖擊電流有效值461.84 A，采集到的最大沖擊電流有效值為455.22 A，與真實值偏差6.62 A，偏差

表2 同一220 kV變電站供電的10 kV線路合環計算值與實測值對比

圖9 合環計算結果

圖10 故障錄波裝置實測

率為1.45%。主配電網在線校核應用計算的數據與實際操作采集的數據值基本吻合。

4 結 語

通過配電網合環在線校核軟件進行計算，耗時短，效率高。基于全網實時模型的在線計算，合環電流數據準確性大幅提高，合環操作的指導性更強，能有效保證配電網合環安全與實際合環穩態和暫態數據的對比，表明一體化配電網合環在線校核軟件計算結果正確，滿足實踐運行要求。