一種直流偏磁治理站點選擇方法與流程

本發明涉及特高壓直流領域，具體涉及一種直流偏磁治理站點選擇方法。

背景技術：

直流輸電系統在系統調試、檢修或發生故障時會轉入單極-大地運行方式，此時有大量直流電流通過接地極注入大地，引起接地極周邊較大范圍內的地表電位改變，從而對于附近交流系統產生影響。

為了消除直流偏磁影響，一些電力企業采用安裝直流抑制裝置對地中直流進行抑制。在工程現場的實際應用中，抑制直流偏磁設備的配置大多采用邊安裝邊測試邊整改的方案進行，超標一個治理一個，抑制直流偏磁設備的配置僅針對單一受直流偏磁干擾用戶，并未考慮單一設備接入后對電網運行的整體影響。這種配置方案的實施往往造成設備的冗余配置，甚至有可能由于某一抑制直流偏磁設備的接入而影響交流系統整體運行的安全。

技術實現要素：

本發明提供一種直流偏磁治理站點選擇方法，其目的是從系統整體運行的角度，將滿意度和緊迫度的概念相結合，選取直流接地極溢流范圍內對偏磁影響散播起關鍵性作用的變電站點進行治理，使得隔直設備配置數量最少，偏磁治理效果最大化，同時為抑制直流偏磁設備配置方案的設計提供設計依據，為直流偏磁治理效果的評估提供數據支撐，并且在達到合理配置抑制直流偏磁治理設備的目標的同時減少不必要的人力物力投入。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種直流偏磁治理站點選擇方法，其改進之處在于，包括：

獲取直流偏磁治理范圍內各待治理站點對應的評價指標；

根據單個待治理站點對應的評價指標確定該待治理站點的綜合滿意度及緊迫度；

根據各待治理站點的綜合滿意度及緊迫度，按迭代法選擇需直流偏磁治理的站點最小集合。

優選的，所述待治理站點對應的評價指標包括：中性點入侵直流電流、系統電壓畸變率、勵磁電流波形畸變率、繞組溫升、油面溫升、無功損耗、變壓器噪聲和變壓器振動。

優選的，所述根據單個待治理站點對應的評價指標確定該待治理站點的綜合滿意度，包括：

確定單個待治理站點對應的評價指標的滿意度函數；

根據所述單個待治理站點對應的評價指標及其滿意度函數確定該待治理站點的綜合滿意度。

進一步的，所述確定單個待治理站點對應的單個評價指標對于該待治理站點的滿意度函數，包括：

若所述單個待治理站點對應的單個評價指標具有閾值邊界，則選取折線型滿意度函數作為所述單個待治理站點對應的單個評價指標對于該待治理站點的滿意度函數；

若所述單個待治理站點對應的單個評價指標的值連續且無閾值邊界，則選取曲線型滿意度函數作為所述單個待治理站點對應的單個評價指標對于該待治理站點的滿意度函數；

其中，所述折線型滿意度函數包括：升型滿意度函數、降型滿意度函數、多段型滿意度函數、矩形滿意度函數和梯形滿意度函數，所述曲線型滿意度函數包括：Г函數、正態函數、柯西函數、嶺形函數和拋物線函數。

進一步的，按下式(1)確定第i個待治理站點的綜合滿意度S_i：

$S_i=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}{q}_{i,k}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}}---\left(1\right)$

式(1)中，q_i,k為第i個待治理站點對應的第k個評價指標對于所述第i個待治理站點的滿意度，可根據第k個評價指標的滿意度函數計算得出，ω_i,k為q_i,k的權重，m為所述待治理站點對應的評價指標總類數。優選的，按下式(2)確定第i個待治理站點的緊迫度U_i：

$U_i=1-\underset{k=1}{\overset{m}{\Π}}{q}_{i,k}---\left(2\right)$

式(2)中，q_i,k為第i個待治理站點對應的第k個評價指標對于所述第i個待治理站點的滿意度。

優選的，所述根據各待治理站點的綜合滿意度及緊迫度，按迭代法選擇需直流偏磁治理的站點，包括：

a.設置綜合滿意度閾值α和緊迫度閾值β，獲取所述直流偏磁治理范圍內全部待治理站點的綜合滿意度和緊迫度，并將待治理站點按緊迫度降序順序排列；

b.若存在單個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點，則選擇該待治理站點進行直流偏磁治理；

c.若存在多個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點，則從所述多個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點中選擇綜合滿意度最小的待治理站點進行直流偏磁治理；

d.若存在多個滿足緊迫度最大、緊迫度大于所述緊迫度閾值β、綜合滿意度最小且綜合滿意度小于綜合滿意度閾值α的待治理站點，則選擇評價指標滿意度最低的待治理站點進行直流偏磁治理；

e.將選擇的待治理站點的評價指標按照直流偏磁治理后的指標進行修正，返回所述步驟a，若所述直流偏磁治理范圍內的剩余待治理站點中不存在滿足所述步驟b、c和d的待治理站點，則執行步驟f；

f.若選擇的需直流偏磁治理的待治理站點與直流偏磁治理范圍全部待治理站點相等，則擴大所述直流偏磁治理范圍并返回步驟a。

與最接近的現有技術比，本發明具有的優異效果如下：

本發明提供的一種直流偏磁治理站點選擇方法，利用多指標綜合評價方法對受到直流偏磁影響的變電站運行狀態進行評估，選取關鍵性最小站點集合配置直流偏磁治理設備，使得偏磁治理的效果最大化，為直流偏磁治理工作的規劃設計、規模預測以及治理水平評估提供了一種新方法。同時，本發明提供的技術方案有助于實現各種抑制直流偏磁措施的優化配合，有效減少直流偏磁治理設備配置的數量，合理利用電力系統自身的運行裕度來容納消解直流入地電流對交流系統的影響，簡化了系統復雜性，提高了設備的利用率，降低運維人員的工作量，節約了設備資金投入，提高了系統運行可靠性。

附圖說明

圖1是本發明一種直流偏磁治理站點選擇方法的流程圖；

圖2本發明實施例提供的治理站點的網絡拓撲結構示意圖；

圖3本發明實施例提供的區間型指標滿意度函數曲線示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

目前尚需解決的問題在于如何在滿足交直流電網整體運行性能指標的前提下，合理的選取需要進行直流偏磁治理的站點，全面評估直流偏磁治理效果，協調設備投入資金與設備利用率之間的關系，以達到設備配置數量最少、治理效果最優的要求。本發明提供的一種直流偏磁治理站點選擇方法，如圖1所示，包括：

101.獲取直流偏磁治理范圍內各待治理站點對應的評價指標；

102.根據單個待治理站點對應的評價指標確定該待治理站點的綜合滿意度及緊迫度；

103.根據各待治理站點的綜合滿意度及緊迫度，按迭代法選擇需直流偏磁治理的站點。

其中，所述治理站點對應的評價指標包括：中性點入侵直流電流、系統電壓畸變率、勵磁電流波形畸變率、繞組溫升、油面溫升、無功損耗、變壓器噪聲和變壓器振動。

所述治理站點對應的評價指標能夠通過現有技術中直流偏磁仿真計算獲取。

例如，選擇某接地極系統區域內選取10所變電站進行治理站點優化選擇，治理站點的網絡拓撲結構如圖2所示，利用直流偏磁仿真計算，得到10所變電站的地電位升高及入侵直流電流如表1所示：

表1變電站直流偏磁仿真結果

具體的，所述102，包括：

確定所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數；

根據所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數確定所述待治理站點的綜合滿意度。

進一步的，所述確定所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數，包括：

選取折線型滿意度函數或曲線型滿意度函數作為所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數，其中，所述折線型滿意度函數包括：升型滿意度函數、降型滿意度函數、多段型滿意度函數、矩形滿意度函數和梯形滿意度函數，所述曲線型滿意度函數包括：Г函數、正態函數、柯西函數、嶺形函數和拋物線函數，若所述單個評價指標包括閾值邊界，則選取折線型滿意度函數作為所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數，若所述單個評價指標的值連續，則選取曲線型滿意度函數作為所述待治理站點對應的單個評價指標對于所述待治理站點的滿意度函數。

例如，以中性點入侵直流電流指標為例進行分析，該指標為區間型指標，則設計滿意度函數曲線如圖3所示，則得到滿意度函數如下：

式中，x_k為待治理站點對應的單個評價指標，即中性點入侵直流電流；

按下式(1)確定第i個待治理站點的綜合滿意度S_i：

$S_i=\frac{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}{q}_{i,k}}{\underset{k=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{i,k}}---\left(1\right)$

式(1)中，q_i,k為第i個待治理站點對應的第k個評價指標對于所述第i個待治理站點的滿意度，由滿意度函數計算得出。ω_i,k為q_i,k的權重，m為所述待治理站點對應的評價指標總類數。

按下式(2)確定第i個待治理站點的緊迫度U_i：

$U_i=1-\underset{k=1}{\overset{m}{\Π}}{q}_{i,k}---\left(2\right)$

式(2)中，q_i,k為第i個待治理站點對應的第k個評價指標對于所述第i個待治理站點的滿意度。

所述步驟103，包括：

a.設置綜合滿意度閾值α和緊迫度閾值β，獲取所述直流偏磁治理范圍內全部待治理站點的綜合滿意度和緊迫度，并將待治理站點按緊迫度降序順序排列；

b.若存在單個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點，則選擇該待治理站點進行直流偏磁治理；

c.若存在多個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點，則從所述多個緊迫度最大且大于所述緊迫度閾值β的待治理站點中選擇綜合滿意度最小的待治理站點進行直流偏磁治理；

d.若存在多個滿足緊迫度最大、緊迫度大于所述緊迫度閾值β、綜合滿意度最小且綜合滿意度小于綜合滿意度閾值α的待治理站點，則選擇評價指標滿意度最低的待治理站點進行直流偏磁治理；

e.將選擇的待治理站點的評價指標按照直流偏磁治理后的指標進行修正，返回所述步驟a，若所述直流偏磁治理范圍內的剩余待治理站點中不存在滿足所述步驟b、c和d的待治理站點，則執行步驟f；

f.若選擇的待治理站點與直流偏磁治理范圍全部待治理站點相等，則擴大所述直流偏磁治理范圍并返回步驟a。

例如，執行上述步驟a-f，一個周期即為一次迭代，令迭代次數為3，則分別計算圖2區域內10所變電站的綜合滿意度和緊迫度，如表2所示：

表2變電站的綜合滿意度和緊迫度

初始時大部分變電站計算治理緊迫度為1，必須要配置抑制直流偏磁設備。在緊迫度計算相等的情況下，選取指標劣化程度最高的站點進行偏磁治理，對照表1結果，從中選取中性點入侵直流電流最大的直流站點變電站1配置抑制直流偏磁設備。調整系統參數并再次進行迭代計算后，變電站1、8、9滿意度均有所上升，但變電站2、4、5、6治理緊迫度仍為1，因此按指標劣化原則再次對變電站2進行直流偏磁治理，迭代計算后所有變電站均符合滿意度要求，因此需要配置抑制直流偏磁設備的站點為變電站1、2。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求保護范圍之內。