基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法與流程

本發明涉及電力自動化
技術領域：
，具體涉及一種基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法。
背景技術：
：配電網變壓器設備故障累積效應評估是指當配電網長期多次發生短路故障或過電流時，變壓器設備上流過的穿越性短路電流以及過負荷電流對設備產生的影響的累積效應的評估。對其進行計算的方法是，基于遞歸運算，遍歷所有故障通路，完成配電網拓撲結構模型建立以及拓撲轉換；基于配電網歷史故障數據，建立短路電流和過負荷電流的批處理計算模型，計算其對變壓器設備累積效應評估的影響。當配電網歷史故障數據無法直接從故障錄波裝置或保護信息子站獲得時，依托實際電網的電氣參數、運行方式，建立短路電流故障仿真模型，計算在電網發生故障后，流過變壓器設備的故障短路電流，評估短路故障電流累積效應。同理，根據實際電網的電氣參數、運行方式，建立過負荷電流仿真模型，計算過負荷時流過變壓器設備的過負荷電流，分析過負荷電流累積效應。不同于主電網結構，配電網的出線眾多，其結構以樹型和環網型居多。因此，針對配電網的拓撲結構進行整體建模十分復雜，計算數據量龐大，計算周期長，不利用配電網變壓器設備故障累積效應評估的快速評估。技術實現要素：本發明的目的是為了克服現有技術中配電網的出線眾多，其結構以樹型和環網型居多，針對配電網的拓撲結構建模十分復雜，計算數據量龐大，不利用配電網變壓器設備故障累積效應評估的快速評估的問題。本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，通過搭建配電網拓撲模型，實現拓撲轉換，依托PSD-BPA批處理計算，過程簡化，實現對配電網中變壓器設備的狀況評估，計算周期快，實現快速評估，具有良好的應用前景。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟(A)，通過故障提取模塊，從故障信息庫中提取必要故障信息，所述必要故障信息包括故障ID、故障時間、城市ID、故障類型、變電站ID、變電站名稱、變電站電壓等級和重合閘情況；步驟(B)，通過配網拓撲轉換模塊，搭建配電網拓撲結構模型，完成配電網線路及各變電站中變壓器參數歸算，修改主網運行方式文件，與主網實現對接；步驟(C)，提取配電網末端的母線名稱，根據電網運行理論分析，形成以配網末端最嚴重的三相短路故障為故障信息的短路電流計算程序控制文件，形成短路電流控制文件；步驟(D)，根據短路電流控制文件，通過仿真模塊調用PSD-BPA暫態穩定仿真程序和短路電流計算程序，分別得到故障發生期間的流經變壓器設備的電流瞬時值數據和電流初始值；步驟(E)，通過累計效應計算模塊，利用獲得的仿真計算臨時結果文件計算變壓器設備的累積效應值，將該值累加到歷史數據上，得到變壓器設備數據更新后的累積效應值，并將結果寫到結果文件上，并圖形化顯示；步驟(F)，采用故障觸發機制，實時監聽故障集中新寫入的文件事件，并判斷是否觸發故障解析模塊、PSD-BPA暫態穩定仿真、短路電流計算的執行，更新變壓器設備的累計效應值；采用事件監聽機制，當存儲故障集的文件夾中有新的故障信息文件寫入時，且上述的判斷為是，則觸發判斷模塊進行判斷，對配電網中該變壓器設備的狀況評估。前述的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，其特征在于：步驟(B)，通過配網拓撲轉換模塊，搭建配電網拓撲結構模型，完成配電網線路及各變電站中變壓器參數歸算，修改主網運行方式文件，與主網實現對接，包括以下步驟，(B1)根據故障ID，調用故障信息庫中變電站數據，遍歷從故障配網末端變電站到220kV主網架變電站經過的所有通路，以Dictionary函數的形式將每一條通路的變電站信息儲存起來；(B2)通過配網拓撲建立模塊，將同一通路相鄰的變電站連接起來，形成輸電線路，同時剔除重復出現的線路，完成配網拓撲結構的建立；(B3)通過配網拓撲轉換模塊，將配網拓撲結構以PSD-BPA暫態穩定仿真程序能識別的格式分別形成T卡，L卡，B卡，XO卡以及XR卡的增補數據，并寫入對應的主網運行方式文件，暫態穩定參數文件，與主網實現對接。前述的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，其特征在于：步驟(E)，通過累計效應計算模塊，輸出變壓器設備的故障累計效應信息，包括以下步驟，(E1)通過變壓器信息輸出模塊，從短路電流控制文件中篩選低壓側短路電流超過閥值的變壓器信息，對于同一變電站含有多個變壓器的狀況，以實際變壓器參數為基礎，采用電路模型，篩選出每一臺低壓側短路電流超過閥值變壓器信息；(E2)通過公式(1)和(2)，對于篩選出的低壓側短路電流超過閥值的變壓器信息，利用獲得的仿真計算臨時結果文件計算變壓器設備的累積效應值，將該值累加到歷史數據上，得到變壓器設備數據更新后的累積效應值，并將結果寫到結果文件上輸出，Tfi=maxTfA0+∫t0tΔIfAi2(t)dtTfB0+∫t0tΔIfBi2(t)dtTfC0+∫t0tΔIfCi2(t)dt,(i=1,2,...,n)---(1)]]>Tf＝Kf·∑Tfi(i＝1,2,...,n)(2)其中，公式(1)中分相計算的原因是對于不對稱故障，各相短路電流差別較大，需要分相累積計算，TfA0，TfB0，TfC0為變壓器設備各相的初始化短路累積效應值，若變壓器設備更換和改造時，對其進行更新；ΔIfAi,ΔIfBi,ΔIfCi為流過變壓器設備各相的穿越性故障短路電流差值；t0為短路電流起始時間；t為短路電流結束時間；Tfi為變壓器設備第i次故障累積效應值；Tf為變壓器設備故障總累積效應值；Kf為模型修正系數；n為歷史故障次數；(E3)計算過后刪除臨時結果文件，將獲得的更新后的累積效應值存入數據庫中。本發明的有益效果是：本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，通過搭建配電網拓撲模型，實現拓撲轉換，依托PSD-BPA批處理計算，過程簡化，實現對配電網中變壓器設備的狀況評估，計算周期快，實現快速評估，具有良好的應用前景。附圖說明圖1是本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法的流程圖。圖2是本發明的變壓器累積效應值計算的流程圖。具體實施方式下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，如圖1所示，包括以下步驟，步驟(A)，通過故障提取模塊，從故障信息庫中提取必要故障信息，所述必要故障信息包括故障ID、故障時間、城市ID、故障類型、變電站ID、變電站名稱、變電站電壓等級和重合閘情況，采用C#中Dictionary函數，實現的故障信息的儲存與讀取，獲取故障發生時刻主網運行方式文件(PSD-BPA格式，*.dat)，暫態穩定參數文件(PSD-BPA，*.swi)；步驟(B)，通過配網拓撲轉換模塊，搭建配電網拓撲結構模型，完成配電網線路及各變電站中變壓器參數歸算，修改主網運行方式文件，與主網實現對接，如圖2所示，包括以下步驟，(B1)根據故障ID，調用故障信息庫中變電站數據，遍歷從故障配網末端變電站到220kV主網架變電站經過的所有通路，以Dictionary函數的形式將每一條通路的變電站信息儲存起來；(B2)通過配網拓撲建立模塊，將同一通路相鄰的變電站連接起來，形成輸電線路，同時剔除重復出現的線路，完成配網拓撲結構的建立；(B3)通過配網拓撲轉換模塊，將配網拓撲結構以PSD-BPA暫態穩定仿真程序能識別的格式分別形成T卡，L卡，B卡，XO卡以及XR卡的增補數據，并寫入對應的主網運行方式文件(PSD-BPA格式，*.dat)，暫態穩定參數文件(PSD-BPA，*.swi)，與主網實現對接；步驟(C)，提取配電網末端的母線名稱，根據電網運行理論分析，形成以配網末端最嚴重的三相短路故障為故障信息的短路電流計算程序控制文件，形成短路電流控制文件(*.ctr)，*.ctr為文件格式；步驟(D)，根據短路電流控制文件，通過仿真模塊調用PSD-BPA暫態穩定仿真程序和短路電流計算程序，分別得到故障發生期間的流經變壓器設備的電流瞬時值數據和電流初始值；步驟(E)，通過累計效應計算模塊，利用獲得的仿真計算臨時結果文件計算變壓器設備的累積效應值，將該值累加到歷史數據上，得到變壓器設備數據更新后的累積效應值，并將結果寫到結果文件上，并圖形化顯示，如圖2所示，包括以下步驟，(E1)通過變壓器信息輸出模塊，從短路電流控制文件中篩選低壓側短路電流超過閥值的變壓器信息，對于同一變電站含有多個變壓器的狀況，以實際變壓器參數為基礎，采用電路模型，篩選出每一臺低壓側短路電流超過閥值變壓器信息；(E2)通過公式(1)和(2)，對于篩選出的低壓側短路電流超過閥值的變壓器信息，利用獲得的仿真計算臨時結果文件計算變壓器設備的累積效應值，將該值累加到歷史數據上，得到變壓器設備數據更新后的累積效應值，并將結果寫到結果文件上輸出，Tfi=maxTfA0+∫t0tΔIfAi2(t)dtTfB0+∫t0tΔIfBi2(t)dtTfC0+∫t0tΔIfCi2(t)dt,(i=1,2,...,n)---(1)]]>Tf＝Kf·∑Tfi(i＝1,2,...,n)(2)其中，公式(1)中分相計算的原因是對于不對稱故障，各相短路電流差別較大，需要分相累積計算，TfA0，TfB0，TfC0為變壓器設備各相的初始化短路累積效應值，若變壓器設備更換和改造時，對其進行更新；ΔIfAi,ΔIfBi,ΔIfCi為流過變壓器設備各相的穿越性故障短路電流差值；t0為短路電流起始時間；t為短路電流結束時間；Tfi為變壓器設備第i次故障累積效應值；Tf為變壓器設備故障總累積效應值；Kf為模型修正系數，可通過經驗值得到；n為歷史故障次數；(E3)計算過后刪除臨時結果文件，將獲得的更新后的累積效應值存入數據庫中；步驟(F)，采用故障觸發機制，實時監聽故障集中新寫入的文件事件，并判斷是否觸發故障解析模塊、PSD-BPA暫態穩定仿真、短路電流計算的執行，更新變壓器設備的累計效應值；采用事件監聽機制，當存儲故障集的文件夾中有新的故障信息文件寫入時，且上述的判斷為是，則觸發判斷模塊進行判斷，對配電網中該變壓器設備的狀況評估。本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，除了對變壓器進行評估，還能通過此方法對配電網中的其他關鍵設備進行評估。綜上所述，本發明的基于配電網拓撲模型的變壓器故障累積效應評估方法，通過搭建配電網拓撲模型，依靠仿真軟件PSD-BPA的暫態仿真和短路電流計算等功能模塊批處理，完成配電網變壓器累積效應評估功能，計算依托配電網拓撲結構模型以及實際配電網的電氣參數、運行方式，修改主網運行方式及暫態穩定文件，搭建配電網末端母線短路故障仿真模型和短路計算方法；通過變壓器短路故障電流累積效應的計算模型，計算在配網末端母線發生故障后，流過變壓器短路電流，并與累積效應初始值進行疊加得到變壓器短路故障電流累積效應值，最后輸出結果進行圖形化顯示。本發明方法提供了一種計算配電網關鍵設備故障電流累積效應的途徑，為配電網關鍵設備提供了狀況預警和設備檢修優先策略，有助于改善配電網安全穩定運行狀況，過程簡化，實現對配電網中變壓器設備的狀況評估，計算周期快，實現快速評估，具有良好的應用前景。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。當前第1頁1 2 3