一種故障驅動的地區電網靜態安全分析系統的制作方法
【專利說明】一種故障驅動的地區電網靜態安全分析系統
[0001]
技術領域:
本發明涉及一種故障驅動的地區電網靜態安全分析系統，屬于電力系統自動化技術領域，適用于地區電網智能調控主站、智能集控主站和智能調配一體化主站，也適用于具備條件的智能配電主站(以下簡稱“主站”)。
[0002]【背景技術】:
電力系統靜態安全分析簡稱“N-1掃描”，是對系統事故后(或預想事故發生后)電網的穩態運行情況進行分析(如發電機、線路開斷后分析電網的安全性及安全裕度)。工程應用時，常對運行中的實時態電網(或某一研究態下的電網)，按照N-1原則，研究一個個元件退出運行后，是否會導致其它元件過載和節點電壓越限，并為其中一些越限、過載提供可供選擇的調整策略。
[0003]早期靜態安全分析多采用交流潮流和直流潮流來判定系統安全性，但隨著電網規模擴大，其實用性受到了巨大挑戰。近些年，靜態安全分析研究的兩個關鍵點是如何減少待分析的(預想)事故數目和如何加快分析計算的速度。
[0004]目前，工程應用中的靜態安全分析系統，有人工觸發、周期觸發和事件觸發等幾種啟動方式。人工觸發是由運行人員啟動靜態安全分析軟件觸發分析，這是最早使用的觸發方式。人工觸發的時機依賴運行人員的經驗，何時觸發、何種條件下觸發，很難把握，因此在電網發生異常時，很可能錯過最有價值的分析時間，難以及時發現系統的薄弱環節。周期觸發是利用定時器，設置一個時間周期(比如15分鐘)，時間到了就觸發一次分析。周期觸發可以減輕運行人員的壓力，但仍然可能錯過最有價值的分析時間，無法保證及時的發現系統的薄弱環節。為解決人工觸發、周期觸發的不足，事件觸發應運而生。事件觸發是周期性捕捉系統中的開關變位信息，把一個時間片內電網中所有的開關變位作為一個事件，來觸發分析。當前，電網系統規模很大，系統中開關變位多且頻繁，運行靜態安全分析系統的服務器計算壓力很大，故現場一般不設置“事件驅動”，其實用化水平受到很大限制。
[0005]另外，無論使用何種方式觸發，N-1掃描分析計算得到的結果，多以列表的方式展示，值班員很難迅速掌握所有列表信息，對當前電網的安全性缺少一個量化的概念。
[0006]
【發明內容】
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本發明的目的在于克服上述已有技術的不足而提供一種由電網故障設備和關聯變位開關作為事件，來驅動靜態安全分析系統完成快速分析計算，并引入風險評估的方法，為電網安全性評分，評估電網當前安全性等級，縮小了計算的范圍和次數，大大降低了運行靜態安全分析系統服務器的計算壓力，大大提高了靜態安全分析系統的工程實用性的故障驅動的地區電網靜態安全分析系統。
[0007]本發明的目的可以通過如下措施來達到:一種故障驅動的地區電網靜態安全分析系統，其特征在于其由故障在線分析子系統、靜態安全分析子系統和風險計算子系統構成；
(1)故障在線分析子系統下載主站匯集的告警信息，分析得到電網運行中發生了故障；
(2)故障在線分析子系統分析出故障，匯集所有的故障設備或疑似故障設備和變位開關，形成故障設備列表和變位開關列表，作為啟動事件，通過遠程調用傳遞給靜態安全分析子系統；
(3)靜態安全分析子系統啟動，開始分析計算；
(4)靜態安全分析子系統計算結束，通過遠程調用，啟動風險計算子系統；
(5)風險計算子系統啟動計算過程，計算電網當前風險值；
(6)人機接口展示結果，包括故障設備、跳閘開關、關聯保護動作信息、過載設備、電壓越限的母線和電網風險值；
(7)故障在線分析子系統繼續下載主站匯集的告警信息，分析得到電網運行中未發生故障，不啟動(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的處理；
(8)故障在線分析子系統繼續下載主站匯集的告警信息，分析電網運行中是否發生故障，有故障，啟動(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的處理;無故障，按(7)處理。
[0008]為了進一步實現本發明的目的，所述的故障在線分析子系統從主站下載各種告警信息，先過濾檢修、調試、冷備用設備產生的告警信息，再檢出告警信息中與電網故障有關的保護信息和開關變位信息，判定電網發生故障，并通過預置的“保護一一設備”關聯關系，輔以拓撲分析，判定故障設備或疑似故障設備，再匯集相關的變位開關，生成故障設備列表、變位開關列表，將它們作為啟動事件，通過遠程調用傳遞給靜態安全分析子系統，驅動靜態安全分析子系統進行計算；同時，故障在線分析子系統將故障信息發送給告警顯示界面；
所述的故障在線分析子系統調用設備評價，設備評價結合設備的故障歷史記錄，給予設備一個“正常”、“注意”、“異常”或“緊急”的狀態，并更新設備信息數據庫;設備信息數據庫中設備的狀態或解除人工置入標志通過“狀態置入”進行修改;置入的狀態有“停用”、“冷備用”、“檢修”、“調試”四種;置入“停用”、“冷備用”、“檢修”、“調試”的設備，不參與風險計算；
所述的靜態安全分析子系統使用故障設備列表和變位開關列表啟動分析計算，計算結果輸送到過載越限界面展示；
所述的靜態安全分析子系統調用故障損失計算，計算電網當前故障情況下的實際故障損失，當前運行設備的越限、過載百分比，再更新到設備信息數據庫;再將電網正常運行的設備，按照N-1原則，進行故障損失計算，計算每個設備預想故障后的預想故障損失、過載百分比、越限百分比，保存到設備信息數據庫；
所述的靜態安全分析子系統調用設備評價，設備評價結合設備越限、過載的歷史記錄，給予設備一個“正常”、“注意”、“異常”或“緊急”的狀態，并更新設備信息數據庫;若故障分析子系統和靜態安全分析子系統對同一設備的狀態做出不同評價，取后果嚴重的狀態為準;靜態安全分析子系統完成分析計算，通過遠程過程調用啟動風險計算；
所述的風險計算子系統中風險定義工具用來定義設備平均故障率、電網風險等級、風險等級扣分值、故障損失扣分值、設備過載扣分值、設備電壓越限扣分值；
所述的設備平均故障率的取值范圍是(0，1);
所述的電網風險等級設為νι、ν、?ν、ΙΠ、Π、Ι六個級別，I級風險最高;每個風險等級對應一個風險等級扣分值，風險等級扣分值是一個分值范圍；
所述的故障損失有兩種，一種是實際故障損失，一種是預想故障損失，其扣分值都是綜合損失負荷、停電用戶數、停電用戶等級對應的一個扣分值；
所述的設備過載扣分值是
1)為35kV/110kV/220kV/500kV線路過載按照過載百分比定義扣分值；
2)為35kV/l10kV/220kV主變過載按照過載百分比定義扣分值；
所述的設備電壓越限扣分值是為10kV/35kV/110kV/220kV母線越限按照越限百分比定義扣分值；
風險定義工具定義的所有信息保存到風險定義文件中；
所述的風險計算子系統啟動時讀取風險定義文件中的信息，當風險計算子系統接收到靜態安全分析子系統的計算指令，從設備信息數據庫中讀取:
(1)電網實際故障損失；
(2)電網中運行設備的狀態、故障過載/越限百分比、預想故障損失、預想過載/越限百分比；
讀取上述信息后，風險計算子系統進行計算:
1)按電網實際故障損失，計算得到扣分值I;
2)遍歷電網運行設備，計算其故障過載、故障越限扣分值，計算方