一种电压异常定位和原因分析的方法

摘要

本发明公开了一种电压异常定位和原因分析的方法。本发明包括异常定位步骤和原因分析的步骤。本发明是一种异常定位和故障原因分析相结合的方法。在电网电压发生异常后，本发明从规划设计、建设、技术改造、运行管理四个方面进行全面的分析，帮助供电企业定位电压异常原因。该方法和系统能够自动整合电网拓扑结构、设备信息和运行数据，自动进行分析和定位原因，并自动输出诊断报告。该方法解决了传统分析方法的工作大、耗时长、容易出错、不全面、自动化程度低等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电网管理中电压异常自动化分析报告的领域。 

背景技术

在电力系统中，电网电压是否正常直接影响到电网的安全性和运行经济性，因此电网各个电压等级的电压水平是电力调度部门监控的重要参数，也是从国家电力监管部门到各层级的电力公司管理考核的重要指标。实际上，电网运行电压受到诸多方面的因素影响，其涵盖包括规划设计、建设、技术改造、运行管理等环节中的各种要素。各种要素之间相互影响、错综复杂，每种要素也都关联到大量基础设备信息和历史运行数据信息。因而，现有人工分析方式或者依靠etap等离线仿真工具的分析方式，难以实现准确而又全面地定位导致电压异常发生成因。 

随着电力调度自动化、生产管理系统等信息系统的发展与成熟，可以实现对电网拓扑结构、设备信息和运行数据的大数据整合，基于这些整合数据，采用层次化的电网电压异常分析方法和系统，实现其原因定位。 

发明内容

本发明所要解决的问题是：电网电压异常的定位和异常的原因分析。 

为解决上述问题，本发明采用的方案如下： 

一种电压异常定位和原因分析的方法，包括以下步骤：

S1：获取各级电网拓扑结构、设备信息和运行数据；

S2：以变电站为基础评估分析单位，从最靠近用户侧、最低电压等级变电站开始，向上级变电站逐级推进，对每个变电站执行以下步骤：

S21：读取一定周期内变电站的低压侧（若有中压侧，也同样处理，下同）母线电压，判断其是否发生越限值事件；若未发生越限事件则表明本站运行正常，继续分析下一个变电站；若发生越限事件，则继续执行步骤S22；

S22：若变电站低压侧母线电压越限，且供电的高压侧母线也发生同方向的越限，则该站的电压异常应关联至上级变电站，并转上级变电站的站内异常原因分析的步骤；否则，继续执行步骤S23；

S23：若变电站低压侧母线电压越限，根据下级出线的无功功率返送、线路功率因数、负荷变化、发电厂情况进行综合判断是否受到下级的影响；若受到下级的影响，则转转上级变电站的站内异常原因分析的步骤；否则，继续执行步骤S24；

S24：根据母线电压异常程度减去上级电源、下级影响的贡献度，若结果为正值则表明存在站内因素导致电压发生越限异常，转站本变电站的站内异常原因分析的步骤；否则继续分析下一个变电站；

所述的站内异常原因分析的步骤包括以下步骤：

S31：采用含滞后容限带的九域图分析出由于运行管理而导致电压异常具体原因；

S32：依据主变负载率、无功缺额、负荷情况，并结合设备的具体配置以及自动化程度情况，分解出技术装备能力；

S33：根据变电站供电区所属的ABCDE类负荷区结合对应电网设计导则要求，判断设计的合规性。

本发明的技术效果：本发明是一种异常定位和故障原因分析相结合的方法。在电网电压发生异常后，本发明从规划设计、建设、技术改造、运行管理四个方面进行全面的分析，帮助供电企业定位电压异常原因。该方法和系统能够自动整合电网拓扑结构、设备信息和运行数据，自动进行分析和定位原因，并自动输出诊断报告。该方法解决了传统分析方法的工作大、耗时长、容易出错、不全面、自动化程度低等问题。 

附图说明

图1为本发明对变电站进行定位和原因分析的流程示意图。 

图2为本发明变电站电压越上限时的分析策略。 

图3为本发明变电站电压越下限时的分析策略。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。 

本发明的各级电网拓扑结构、设备信息和运行数据来源于EMS电能量管理系统，或者本发明从属于EMS电能量管理系统的一部分。其中电网拓扑结构的信息包括：主网拓扑模型：①单位->厂站->母线分段->进出线；②单位->厂站->主变->绕组(挂在母线分段上)；③单位->厂站->电容器、电抗器。设备信息是设备静态档案，包括：①主变的额定电压、额定容量、电压比、档位、是否有载等静态信息；②电容器的额定电压、额定电流、额定容量等静态信息。运行数据包括遥测数据和遥信数据。其中遥测数据包括①母线分段的5分钟粒度的Uac；③进出线、主变三侧绕组的5分钟粒度的P、Q；④主变5分钟粒度的档位遥测值；⑤电容器电抗器5钟粒度的Q。遥信数据包括①主变档位调节动作的遥信数据②电容器、电抗器投撤动作的遥信数据。 

本发明主要包括两个步骤，异常定位和原因分析。其中异常定位过程是以变电站为基础评估分析单位，从最靠近用户侧、最低电压等级变电站开始，向上级变电站逐级推进，对各个变电站进行遍历，遍历过程中对每个变电站执行如图1所示的步骤： 

S21：读取一定周期内变电站的低压侧（若有中压侧，也同样处理，下同）母线电压，判断其是否发生越限值事件；若未发生越限事件则表明本站运行正常，继续分析下一个变电站；若发生越限事件，则继续执行步骤S22。这里的一定周期可以是一周或一个月或者半个月。

S22：若变电站低压侧母线电压越限，且供电的高压侧母线也发生同方向的越限，则该站的电压异常应关联至上级变电站，并转上级变电站的站内异常原因分析的步骤；否则，继续执行步骤S23。 

S23：若变电站低压侧母线电压越限，根据下级出线的无功功率返送、线路功率因数、负荷变化、发电厂情况进行综合判断是否受到下级的影响；若受到下级的影响，则转转上级变电站的站内异常原因分析的步骤；否则，继续执行步骤S24。 

S24：根据母线电压异常程度减去上级电源、下级影响的贡献度，若结果为正值则表明存在站内因素导致电压发生越限异常，转站本变电站的站内异常原因分析的步骤；否则继续分析下一个变电站。 

其中步骤S22、S23和步骤S24中站内异常原因分析的步骤相同，均为原因分析的步骤，所不同的是输入不同。站内异常原因分析的步骤为按照从运行管理分析到设备能力评价逐层推进方式，实现一级原因、二级原因的定位。 

电压异常分析的一级原因、二级原因的汇总如下表所示。 

  

  

具体来说，站内异常原因分析的步骤包括以下子步骤：

S31：采用含滞后容限带的九域图分析出由于运行管理而导致电压异常具体原因；

S32：依据主变负载率、无功缺额、负荷情况，并结合设备的具体配置以及自动化程度情况，分解出技术装备能力；

S33：根据变电站供电区所属的ABCDE类负荷区结合对应电网设计导则要求，判断设计的合规性。

步骤S31、S32、S33判断的策略如图2、3所示。 

经上述步骤处理完成后，生成报表。报表按照电网结构、按部门、按变电站等维度进行汇总统计，采用图形和表单方式展示诊断报告。 

1）    按单位进行汇总统计和展示，实现省、地、县、营业所逐级汇总统计和展示。 

2）    按照分电压层、分供电区进行汇总统计和展示。 

3）    按照变电站进行汇总统计和展示 

展示的方式：

1）    采用帕累托图展示，它是将出现的质量问题和质量改进项目按照重要程度依次排列，确定产生质量问题的主要因素。

2）    按照表格进行展示 

3）    通过连接可以将关联的电压、功率、功率因数、负载率等数据，用曲线图进行关联展示。