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與熱點問題。一方面，由于電力商品依托于電力網(wǎng)絡，只有對電力網(wǎng)絡源流之間發(fā)生的電氣供求關系進行深入分析，才有可能正確評估不同網(wǎng)絡源流使用電網(wǎng)的情況，也才有可能公正合理地分攤電網(wǎng)的費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)絡源流之間發(fā)生的詳細電氣供求關系，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荷的飛速增長及其周

2、邊電源建設的制約，電網(wǎng)出現(xiàn)了遠距離、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)模停電的風險增高的特點，亟需更有效的快速故障診斷手段以提高應對風險的能力。
　　本文從上述兩個方面，分別對電力網(wǎng)絡源流路徑問題與電力網(wǎng)絡故障診斷問題展開研究，并且，兩個方面的研究均從電力網(wǎng)絡的基本特性出發(fā)。其中，前者主要根據(jù)電力網(wǎng)絡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、準確和全面地求取電力網(wǎng)絡源流路徑鏈，本文提出了一種新型的網(wǎng)絡拓撲分析與源流路徑鏈生成算法。該算法首先根據(jù)電網(wǎng)某一拓撲結構及其潮流狀態(tài)形成有向圖和送端節(jié)點—送電支路鄰接表，然后進行兩輪拓撲分析，快速生成源流路徑樹，并由此獲取相關的源流路徑鏈。此算法無需通過基于圖論鄰接終點矩陣的復雜運算，簡便快捷

4、。此外，該算法可用于求解電力網(wǎng)絡發(fā)生局部拓撲和局部潮流流向變化后的路徑鏈局部修改問題。
　　然后，為全面徹底地得到全網(wǎng)各源流之間路徑鏈的詳細電氣剖分參數(shù)，本文提出了一種基于電力網(wǎng)絡源流路徑鏈的雙向過程剖分算法。對不同類型的電氣剖分問題，該算法能夠沿著對應的源流路徑鏈先后進行正反兩個方向的電氣剖分，即實施雙向剖分過程。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)只是中間結果的問題，它對完善電

5、力網(wǎng)絡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現(xiàn)，本文基于國際電工委員會制定的IEC61970EMS-API標準，構建了一個電力網(wǎng)絡源流路徑電氣剖分信息生成與顯示軟件平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立了基于IEC61970EMS-API標準的公用信息模型庫與公用圖形庫，并在系統(tǒng)架構上采用了基于Web技術的B/S(瀏覽器/服務器)三層模式，設計并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫服務器端、Web/應用服務器端和客戶端功能。在此基礎上，將電

6、氣剖分信息提煉成運行、評估、調(diào)控3類信息及其對應的子類信息，并在該平臺系統(tǒng)上實現(xiàn)了各類電氣剖分信息的生成、提取和發(fā)布。
　　最后，本文從另外一個角度，對如何利用電力網(wǎng)絡潮流分布特性進行電網(wǎng)故障診斷的問題進行了探索，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。此方法能自適應跟蹤電網(wǎng)運行方式并動態(tài)選擇量測對象和量測數(shù)據(jù)，在線分析電網(wǎng)潮流分布特征與網(wǎng)絡結構變化的關系以預生成故障模式庫。當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，即可實現(xiàn)電網(wǎng)故障的在線診斷。算例表明，方法準確高效，具有在線自適應智能診斷的功能，有助于提高把握網(wǎng)絡事態(tài)和正確應對事故的能力。
　　本文工作得到國家自然科學基金項目“源流路徑電氣剖分理論及其在電網(wǎng)調(diào)度中的應用”（項目編號：50477008）、高等學校博士學科點專項科研基金項目“電力網(wǎng)絡源流路徑電氣剖分理論研究”（項目編號：20040213031）和黑龍江省自然科學基金項目“調(diào)峰調(diào)頻問題的源流綜合動態(tài)協(xié)調(diào)理論研究