黎鳴

【摘 要】本文提出了適用于相應(yīng)的轉(zhuǎn)移過(guò)載區(qū)域電力負(fù)荷和電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移協(xié)議 ，在加載操作的設(shè)備在電網(wǎng)與電網(wǎng)在電力設(shè)備故障造成的，可以確保有效傳輸安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】負(fù)荷轉(zhuǎn)供；輔助決策系統(tǒng)；故障定位；靈敏度

本文根據(jù)全網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，給出了220kV 線(xiàn)路、220kV 穩(wěn)定斷面、220kV 主變、110kV線(xiàn)路、110kV 主變及10KV線(xiàn)路、10KV主變過(guò)載時(shí)相應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案，實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行情況表明，本文提出的方法具有一定的通用性及實(shí)用性。

1.故障定位

在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)電網(wǎng)中有設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，首先需要根據(jù)EMS 系統(tǒng)提供的保護(hù)信號(hào)、開(kāi)關(guān)跳閘信息及遙測(cè)（有功、無(wú)功、電流、電壓等）等綜合信息來(lái)定位發(fā)生故障的具體設(shè)備。

1.1 故障定位的通用規(guī)則

1）如果線(xiàn)路兩側(cè)保護(hù)均動(dòng)作，則說(shuō)明故障必定發(fā)生在線(xiàn)路上。如圖1 所示，若1DL、2DL 保護(hù)（配置了縱差保護(hù)）均動(dòng)作，則說(shuō)明K1 點(diǎn)故障。

2）如果母線(xiàn)配置了母差保護(hù)，若母差保護(hù)動(dòng)作，則故障必定發(fā)生在母線(xiàn)上。如圖1 所示，如果已知2M 配置了母差保護(hù)，若該母差保護(hù)動(dòng)作，則說(shuō)明K2 點(diǎn)故障。為避免恢復(fù)供電時(shí)合于故障母線(xiàn)，此時(shí)需要閉鎖對(duì)該站的恢復(fù)供電。

3）如果進(jìn)線(xiàn)未配置縱差保護(hù)，但母線(xiàn)配置了母差保護(hù)，若僅有進(jìn)線(xiàn)對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作，則說(shuō)明故障點(diǎn)必定發(fā)生在進(jìn)線(xiàn)上。如圖1 所示，如果已知L1無(wú)縱差保護(hù)，2M 有母差保護(hù)但未動(dòng)作，僅有1DL保護(hù)動(dòng)作，則必定是K1 點(diǎn)故障。

4）如果本站串供出線(xiàn)開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作但未跳閘，而本站進(jìn)線(xiàn)對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作并跳閘，則說(shuō)明本站串供出線(xiàn)故障且開(kāi)關(guān)失靈。如圖1 所示，若3DL 保護(hù)動(dòng)作但未跳開(kāi)，且1DL 保護(hù)動(dòng)作并跳開(kāi)，則說(shuō)明K3 點(diǎn)故障且3DL 開(kāi)關(guān)失靈。

2.停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供

通過(guò)故障定位模塊確定故障設(shè)備后，啟動(dòng)停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供處理模塊，首先分析故障設(shè)備影響的范圍，然后對(duì)失電的設(shè)備進(jìn)行恢復(fù)供電得到相應(yīng)的復(fù)電方案并需要對(duì)方案進(jìn)行潮流校核以驗(yàn)證方案是否會(huì)引起其它的設(shè)備過(guò)載。

停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供可分析的設(shè)備包括10kV 母線(xiàn)、110kV 主變、110kV 線(xiàn)路及220kV 主變等。

3.過(guò)載負(fù)荷轉(zhuǎn)供

這里給出相應(yīng)設(shè)備重載對(duì)應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)方案。重載監(jiān)控設(shè)備包括110kV 主變、110kV 線(xiàn)路、220kV 主變、220kV 線(xiàn)路及220kV 控制斷面等。負(fù)荷轉(zhuǎn)供的總原則是給出的方案可將重載設(shè)備需要轉(zhuǎn)移的負(fù)荷正常轉(zhuǎn)移同時(shí)不引起新的設(shè)備過(guò)載。給出的操作開(kāi)關(guān)包括110kV 線(xiàn)路開(kāi)關(guān)、110kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)、主變各側(cè)開(kāi)關(guān)、10kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)等。

3.1 110kV 主變過(guò)載轉(zhuǎn)供方案

110kV 主變過(guò)載時(shí)通常無(wú)相應(yīng)的轉(zhuǎn)移方案，只能檢測(cè)是否可通過(guò)操作10kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)以消除過(guò)載，如果不能消除主變過(guò)載一般只能按10kV 部分負(fù)荷切除方案以消除設(shè)備的過(guò)載。

對(duì)如圖2 所示的比較特殊的接線(xiàn)方式可通過(guò)組合策略實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的均分處理。圖2 中，假設(shè)為母線(xiàn)A 供電的主變（1#變）過(guò)載，如果單純將母線(xiàn)A 的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至由為B，C 母線(xiàn)供電的主變（2#變），則很有可能會(huì)引起2#主變過(guò)載，針對(duì)這種情況，可將開(kāi)關(guān)1 閉合，2#主變與母線(xiàn)C 之間的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)將開(kāi)關(guān)2 閉合，這樣母線(xiàn)A 從母線(xiàn)B 處獲得電源，而母線(xiàn)C 不再由2#變壓器供電，而是通過(guò)開(kāi)關(guān)2 從母線(xiàn)D 處獲得電源，這樣處理后，原來(lái)帶母線(xiàn)B、C 的2#變壓器改為帶母線(xiàn)A、B，原來(lái)帶母線(xiàn)D 的變壓器（3#變）改為帶母線(xiàn)C、D，負(fù)荷在2#變與3#變兩變壓器之間實(shí)現(xiàn)了均分。

3.2 110kV 線(xiàn)路過(guò)載轉(zhuǎn)移方案

110kV 線(xiàn)路過(guò)載首先根據(jù)過(guò)載量大小首先判斷110kV 線(xiàn)路所帶負(fù)荷是否可能正常轉(zhuǎn)供，如果不能轉(zhuǎn)供，則給出相應(yīng)的提示，如果可以轉(zhuǎn)供，則給出轉(zhuǎn)供方案，如閉合相應(yīng)的母聯(lián)開(kāi)關(guān)等操作方案，同時(shí)進(jìn)行潮流校核以判斷給出的方案是否會(huì)引起設(shè)備的過(guò)載。

對(duì)110kV 變電站存在串供的情況，也可能進(jìn)行跨站操作進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移。

1）普通運(yùn)行方式

圖3 所示為普通的雙端供電、單端運(yùn)行的情況。220kVA 站給其中一個(gè)110kV 變電站供電，110kV變電站的備用側(cè)電源為220kVE 站。 如果L3 過(guò)載，可給出的方案是閉合7DL，斷開(kāi)6DL 校驗(yàn)是否可以進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移及進(jìn)行相應(yīng)的過(guò)載校驗(yàn)判斷備用電源側(cè)設(shè)備是否過(guò)載。

2）串聯(lián)供電方式

串聯(lián)供電模式典型模式如圖4 所示為3 個(gè)110kV 變電站串供運(yùn)行的情況），通用的，如圖中L1 過(guò)載，則可能給出的方案包括合7DL，斷開(kāi)6DL（轉(zhuǎn)移D 站），或合7DL 斷開(kāi)4DL（轉(zhuǎn)移D 站和C站）等操作方案。（具體的方案要根據(jù)線(xiàn)路L1 的過(guò)載量即需要轉(zhuǎn)移的負(fù)荷量大小來(lái)確定）。

3.3 10 kV負(fù)荷轉(zhuǎn)移

由于部分10 kV聯(lián)絡(luò)線(xiàn)受主變壓器限額、線(xiàn)路線(xiàn)徑、低電壓等因素制約，不能保證每對(duì)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)間能滿(mǎn)足N-1且適合轉(zhuǎn)供。目前在配電網(wǎng)檢修方式安排、熱倒負(fù)荷和故障處理時(shí)，主要通過(guò)EMS/GIS 查詢(xún)并簡(jiǎn)單估算來(lái)選擇合適的負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑。而EMS 系統(tǒng)由于其自身的局限性，僅能提供簡(jiǎn)單的負(fù)荷查詢(xún)功能， 沒(méi)有聯(lián)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的數(shù)據(jù)分析。

因此有必要開(kāi)發(fā)可以提供全面、準(zhǔn)確的配電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)，能夠快捷、方便地查詢(xún)線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)方式的系統(tǒng)?；赑I 數(shù)據(jù)庫(kù)的配電網(wǎng)負(fù)荷監(jiān)視與輔助決策系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。利用本系統(tǒng)可大大提高配電網(wǎng)管理人員和調(diào)度員安排檢修方式、熱倒負(fù)荷的工作效率，大幅縮短故障處理時(shí)間。同時(shí)為生產(chǎn)管理部門(mén)制訂線(xiàn)路規(guī)劃方案提供負(fù)荷實(shí)時(shí)狀況、網(wǎng)架聯(lián)絡(luò)情況、負(fù)荷變化趨勢(shì)等信息。本案例通過(guò)開(kāi)發(fā)配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖，在系統(tǒng)中建立網(wǎng)架及負(fù)荷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)的高級(jí)分析，從而大幅縮短了制訂負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的時(shí)間，提高了供電可靠性。

3.3.1 線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)方式及實(shí)時(shí)電流查詢(xún)

現(xiàn)有的EMS/GIS系統(tǒng)不能方便查詢(xún)10 kV 線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)方式，運(yùn)方人員批復(fù)申請(qǐng)及調(diào)度人員開(kāi)操作票時(shí)，只能查閱手工繪制的10 kV聯(lián)絡(luò)線(xiàn)正常運(yùn)行方式圖，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

通過(guò)按鈕進(jìn)入變電站界面后，可以方便查看10 kV 線(xiàn)路的TA 變比、保護(hù)允許限額、線(xiàn)路冬/ 夏限額， 并且可以快速查詢(xún)線(xiàn)路之間的聯(lián)絡(luò)情況。同時(shí)可在此界面查看線(xiàn)路的實(shí)時(shí)負(fù)荷電流、兩條聯(lián)絡(luò)線(xiàn)電流之和以及聯(lián)絡(luò)線(xiàn)負(fù)荷疊加趨勢(shì)圖。在線(xiàn)路需要熱倒或者轉(zhuǎn)供時(shí)，可以快速確定最佳轉(zhuǎn)供路徑，使轉(zhuǎn)供后的負(fù)荷電流不至超限。統(tǒng)適用于電力系統(tǒng)管理運(yùn)行部門(mén)編制運(yùn)行方式、安排檢修方式、制定線(xiàn)路改接方案以及日常調(diào)度運(yùn)行等工作，可以方便地實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)方式的查詢(xún)、線(xiàn)路負(fù)荷電流的監(jiān)控與查詢(xún)、計(jì)劃工作與故障處理時(shí)的熱倒合環(huán)操作方式的判斷選擇，將配電網(wǎng)中大量數(shù)據(jù)與聯(lián)絡(luò)方式進(jìn)行了匯總與加工，對(duì)于目前復(fù)雜多變、自動(dòng)化程度相對(duì)較低的配電網(wǎng)日常調(diào)度運(yùn)行工作有非常好的輔助作用，同時(shí)為配電網(wǎng)年度方式的分析與總結(jié)、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的制定等提供了相關(guān)信息。

3.3.2 減少制訂轉(zhuǎn)供方案所用時(shí)間

當(dāng)上級(jí)電網(wǎng)因故障使某某變電站全站失電，尤其是帶大量城網(wǎng)重要負(fù)荷的變電站全站失電的情況下， 必須快速將重要線(xiàn)路甚至全部線(xiàn)路的負(fù)荷通過(guò)10 kV 聯(lián)絡(luò)線(xiàn)轉(zhuǎn)移出去。

4.在線(xiàn)控制

4.1 起動(dòng)停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供分析

電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，首先根據(jù)故障定位模塊來(lái)確定具體的故障設(shè)備，并啟動(dòng)停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供模塊給出相應(yīng)的策略，策略通常為開(kāi)關(guān)的合分狀態(tài)，在調(diào)動(dòng)員確認(rèn)的情況下可直接遙控執(zhí)行來(lái)對(duì)失電的設(shè)備恢復(fù)供電。

4.2 起動(dòng)過(guò)載負(fù)荷轉(zhuǎn)供分析

在實(shí)時(shí)態(tài)下用戶(hù)可對(duì)重載設(shè)備進(jìn)行部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移以消除設(shè)備的過(guò)載情況，軟件根據(jù)用戶(hù)輸入的負(fù)荷轉(zhuǎn)移量大小自動(dòng)給出不同的負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案，用戶(hù)可進(jìn)一步根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況選擇合適的方案，在對(duì)方案確認(rèn)后，軟件可直接執(zhí)行遙控命令對(duì)重載設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移以消除重載情況。

5.結(jié)論

對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行方式下中可能出現(xiàn)的停電故障及設(shè)備過(guò)載情況給出了相應(yīng)的停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案及過(guò)載負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案，用戶(hù)可在EMS研究態(tài)模式下對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行模擬得到相應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供方案，同時(shí)負(fù)荷轉(zhuǎn)供輔助決策系統(tǒng)也可作為獨(dú)立的模塊被DTS系統(tǒng)調(diào)用，用來(lái)對(duì)調(diào)度員進(jìn)行培訓(xùn)，還可以在實(shí)時(shí)態(tài)下以開(kāi)環(huán)的模式運(yùn)行，為調(diào)度員提供在線(xiàn)輔助決策支持功能從而實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供的功能。