配电网合环操作环流分析系统的开发和应用

配电网合环操作环流分析系统的开发和应用

张红玉,张学明

国网伊犁伊河供电有限责任公司 新疆伊宁市 835000

摘要：随着电力产业的发展，各个地区的城市化进程越来越多，配电网也越来越大。电网的安全性、效率、可靠性和管理水平越来越重要。可持续经济发展对能源供应的可靠性提出了更高的要求，这要求进行科学的可靠和有效的管理。但是，通过科学手段尽量减少停电及其持续时间是一个紧迫问题。双向供电在电力网络结构使得配电网合解环操作为其运行的重要组成部分。阐述了系统的开发过程和特点，分析了合环配电装置的模型误差和计算误差，指出了系统的开发前景。

关键词:配电网合环;潮流计算;计算模型

随着发展的配电网络，越来越多的电网双向多电源供电，为合环操作选择正确的电源可提高电源供应的可靠性，确保配电的灵活性，并提高配电的经济性。但是，在合环操作中，电网的电流可能更大。这会直接影响安全稳定电网。一般而言，操作人员只能透过经验判断电路是否可以合环。这使得保持保守和降低系统性能可靠性变得容易。现代数据处理是分析电力系统运行情况的最全面、最基本和最重要的方法。潮流计算在电路分析计算中的应用可以帮助运行人员正确调整局域网，保护用户优势，降低功耗。出于这些原因，本文对电网中的合环部分进行了研究，以开合环部分计算的负荷模型，从而能够更准确地计算。

一、系统研制

1.系统设计。配电网合环分析系统的主要目的是使调度员能够根据电路运行的需要，在系统运行前计算出潮流，并根据合环分析系统所需的信息进行操作，以提高计算精度。合环分析系统不仅包括直接连接到合环线路的线路信息，还包括整个电网，包括供电和配电网络。由于电网设计的复杂性，在系统建设之前引入了合环模型的概念，并预定义了几种常见的合环形式，如10kV-20kV合环模板。

分析两条馈电线路的组合线路时，可以通过输入组合线路所在的线路模型并输入所需的线路参数和负荷来计算组合线路。因此，该样板可用于许多环操作，这对用户非常有用。该系统基于有针对性的想法。该系统是在vc++6.0集成开发环境中编程调试的，便于系统的扩展和维护。网络设置和操作结果存储在access数据库中。此系统使您可以轻松地修改和管理数据库。

2.系统组成。配电网合环分析系统主要由两个子系统组成：绘图维护和合环计算子系统，并提供相应的支持。绘图及子系统维护提供断路器、变压器、负载等常用部件，并绘制系统与各车站内部线路的连接图。合环计算分析子系统为用户提供了在连接电路之前检查电路电流的能力。指定合环回路前后的电压水平和合环后续电流当闭合电流超过400A时，系统将询问“电流超过极限”合环信号分析系统保证了电网运行的正常条件（即基本条件）。它允许用户在不同的环境中工作。（如最大负荷、峰值负荷等，可以计算出不同工况下的合环电流。根据合环配电网的特点，建立了配电网的通用分析模型。用户可以利用系统显示与维护子系统对系统进行设计和改进，添加新的站点。新的合环配电网可以在系统电路上定义合环分析模型，以便于相关馈线的计算。

3.计算模型。基于潮流计算的配电网合环分析系统，传统潮流计算任务是根据给定的网络结构及其运行条件计算整个网络的运行状态，包括电压、配电网和每个节点（母线）的功率损耗。由于潮流计算中已知量与计算量之间存在非线性关系，因此潮流计算问题是一个非线性多变量代数方程，通常采用迭代法求解。环网闭合计算不仅要考虑区域网，还要考虑配电网。由于配电网结构和运行参数并不总是可用的，因此开发配电网封闭分析系统是关键和难点。计算方法和结果符合工程实际要求。

二、系统特点

1.模型合理。在配电网电流分析系统中，建立合环与厂站之间的连接电路，以便于连接分析和计算系统的准确参数。在理论分析和各种计算的基础上，建立了合理的电力负荷模型。采样计算结果（见表1）表明，高精度满足技术要求。

表1计算结果

2.实用性强。该系统是根据电网的特点和配电人员的要求而设计的。调度人员可合环计算不同配电网供电，并建立不同的模式。合环潮流计算的结果清楚地反映了当前的运行状态和数据。它不仅在合环图中显示相应的配电网，还允许调度人员搜索数据表。该系统的运行模式符合调度人员和配电系统的特点。当调度人员在系统中输入数据时，必须输入基本的资讯，例如类型、长度等参数。电气参数由系统本身计算。根据网格数据的特性，控制器可以输入负载电流、电压级别和功率因数，而不是计算电路的主数据和被动数据。易于使用的绘图工具和广泛的数据库使管理员能够轻松创建和管理系统数据库。关联式功能表和连结适用于分析计算。

三、算例分析

表1中的计算表明，该系统满足了高精度的技术要求。但是，在实践中，误差是不可避免的，有许多误差的根源。

1.局域网。由于电网中难以获得工况断面，系统在很大程度上不能适应实际运行状态。主要影响因素有:变压器连抽头位置在操作过程中经常发生变化，但记录的数据经常被忽略。变压器的阻抗由抽头位置和类型决定，会影响合环电流振幅值如图1。

图1合环模型

如图1所示，变压器调试后，变压器的电阻由抽头位置决定，合环控制电流的幅值取决于抽头位置。计算和分析表明，当10A电流变化时，变压器抽头位置会从一个阶段变化到另一个阶段。由于实际位置未知，系统默认在零位置退出，这不可避免地导致错误。在实践中，电容器通常分组投切。电容器组的大小为3000或3600v AR，电容电流约为160-190A，电感电流形成矢量值，由于系统未考虑无功补偿装置的影响，这也可能导致误差。在功率因数的作用下，大多数测得电流值，而不是P和Q。因此，P和Q的大小必须根据电流值和功率因数确定，功率因数无法测量。因此，功率因数的准确性会影响合环计算的误差

1.分布馈线负荷。是一种直接面向用户、分布大致均匀的网络。这样，系统中使用的负载模型将在中间。然而，在实践中，为了获得更准确的计算值，操作员必须知负荷位置是向前还是向后。

2.数值计算的准确性。因为系统使用单精度的方法来处理计算机数字部分的数据，即其精度是小数点后6位，连续累积误差必然会增加双精度，提高系统的计算精度一般来说，影响系统计算精度的因素很多。系统根据实际情况，在计算模型中采取了自动调整电压和选择负荷位置的措施，保证了计算的准确性和操作的方便性。

我们将利用现有的合环分析系统对配电网进行合环分析和计算，并进一步开发该系统。一方面，它必须能够实时接入区域网络，以便及时准确地获取其运行参数；另一方面，该系统需要纳入配电网合环运行专家系统，该系统不仅提供计算结果，还提供合环控制，帮助运行人员做出决策，为配电网更安全、更经济的运行提供依据。

参考文献：

[1]余伟沅，配电网合环网络模型及其馈线电流的计算[J].中国电机工程学报，2020，25(25)：76~81

[2]孙叶,10kV环网供电技术研究及应用[J]．中国电力，2019，32(2)．21~24

[3]王劲敏，一种配电网合环实用潮流算法[J].继电器,2019，37(6):23~26,31

[4]谢扬志.SCADA系统实时配电网合环操作风险评估[J].云南电力技术,2020，38(3):24~25

[5]张清，10 kV配电网合环操作的环流研究[J].广东输电与变电技术2020.04：68~69

[6]孙辉，一种配电线路合环潮流实时计算的实用方法[J].湖南电力，2020.23(4)：13~14

[7]葛明，基于戴维南等值的配电网合环冲击电流计算[J].电力系统及其自动化学报,2020,6(19):124~127