電網(wǎng)源流路徑電氣剖分與故障智能診斷方法研究.pdf

1、在電力市場(chǎng)化改革及電網(wǎng)互聯(lián)的快速發(fā)展過程中，出現(xiàn)了一些亟待解決的難點(diǎn)與熱點(diǎn)問題。一方面，由于電力商品依托于電力網(wǎng)絡(luò)，只有對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)源流之間發(fā)生的電氣供求關(guān)系進(jìn)行深入分析，才有可能正確評(píng)估不同網(wǎng)絡(luò)源流使用電網(wǎng)的情況，也才有可能公正合理地分?jǐn)傠娋W(wǎng)的費(fèi)用而不至于引起矛盾和爭議。然而，現(xiàn)有的方法還很難做到完全正確分析電力網(wǎng)絡(luò)源流之間發(fā)生的詳細(xì)電氣供求關(guān)系，這就迫切需要尋求新的途徑解決源流路徑問題。另一方面，隨著大型中心城市圈負(fù)荷的飛速增長及其周

2、邊電源建設(shè)的制約，電網(wǎng)出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大容量輸電線路與高低壓電磁環(huán)網(wǎng)并存、電網(wǎng)間聯(lián)系薄弱、單一故障引發(fā)連鎖事故和大規(guī)模停電的風(fēng)險(xiǎn)增高的特點(diǎn)，亟需更有效的快速故障診斷手段以提高應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力。
　　本文從上述兩個(gè)方面，分別對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑問題與電力網(wǎng)絡(luò)故障診斷問題展開研究，并且，兩個(gè)方面的研究均從電力網(wǎng)絡(luò)的基本特性出發(fā)。其中，前者主要根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑電氣剖分理論，探尋源流路徑鏈快速生成的新型搜索方法及基于此路徑鏈展開雙向剖分過程

3、以求得所有電氣剖分參數(shù)的算法，后者主要探尋如何由故障造成電網(wǎng)潮流分布改變的信息建立模式庫以智能的方式快速診斷故障的方法。
　　首先，為快速、準(zhǔn)確和全面地求取電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑鏈，本文提出了一種新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c源流路徑鏈生成算法。該算法首先根據(jù)電網(wǎng)某一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其潮流狀態(tài)形成有向圖和送端節(jié)點(diǎn)—送電支路鄰接表，然后進(jìn)行兩輪拓?fù)浞治?，快速生成源流路徑樹，并由此獲取相關(guān)的源流路徑鏈。此算法無需通過基于圖論鄰接終點(diǎn)矩陣的復(fù)雜運(yùn)算，簡便快捷

4、。此外，該算法可用于求解電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部拓?fù)浜途植砍绷髁飨蜃兓蟮穆窂芥溇植啃薷膯栴}。
　　然后，為全面徹底地得到全網(wǎng)各源流之間路徑鏈的詳細(xì)電氣剖分參數(shù)，本文提出了一種基于電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑鏈的雙向過程剖分算法。對(duì)不同類型的電氣剖分問題，該算法能夠沿著對(duì)應(yīng)的源流路徑鏈先后進(jìn)行正反兩個(gè)方向的電氣剖分，即實(shí)施雙向剖分過程。雙向過程剖分解決了先前只沿著源流路徑鏈進(jìn)行單向過程剖分存在路徑剖分不徹底、部分所得參數(shù)只是中間結(jié)果的問題，它對(duì)完善電

5、力網(wǎng)絡(luò)源流路徑電氣剖分方法發(fā)揮了積極作用。
　　其次，為了將上述成果軟件化實(shí)現(xiàn)，本文基于國際電工委員會(huì)制定的IEC61970EMS-API標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑電氣剖分信息生成與顯示軟件平臺(tái)系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立了基于IEC61970EMS-API標(biāo)準(zhǔn)的公用信息模型庫與公用圖形庫，并在系統(tǒng)架構(gòu)上采用了基于Web技術(shù)的B/S(瀏覽器/服務(wù)器)三層模式，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端、Web/應(yīng)用服務(wù)器端和客戶端功能。在此基礎(chǔ)上，將電

6、氣剖分信息提煉成運(yùn)行、評(píng)估、調(diào)控3類信息及其對(duì)應(yīng)的子類信息，并在該平臺(tái)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了各類電氣剖分信息的生成、提取和發(fā)布。
　　最后，本文從另外一個(gè)角度，對(duì)如何利用電力網(wǎng)絡(luò)潮流分布特性進(jìn)行電網(wǎng)故障診斷的問題進(jìn)行了探索，并由此提出了一種基于電網(wǎng)潮流分布特征的在線故障智能診斷方法。此方法能自適應(yīng)跟蹤電網(wǎng)運(yùn)行方式并動(dòng)態(tài)選擇量測(cè)對(duì)象和量測(cè)數(shù)據(jù)，在線分析電網(wǎng)潮流分布特征與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的關(guān)系以預(yù)生成故障模式庫。當(dāng)提取的潮流分布特征與故障模式庫中的

7、某一模式匹配成功后，即可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障的在線診斷。算例表明，方法準(zhǔn)確高效，具有在線自適應(yīng)智能診斷的功能，有助于提高把握網(wǎng)絡(luò)事態(tài)和正確應(yīng)對(duì)事故的能力。
　　本文工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“源流路徑電氣剖分理論及其在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用”（項(xiàng)目編號(hào)：50477008）、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目“電力網(wǎng)絡(luò)源流路徑電氣剖分理論研究”（項(xiàng)目編號(hào)：20040213031）和黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“調(diào)峰調(diào)頻問題的源流綜合動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)理論研究