基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的中壓配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)

楊曉梅， 趙 浛， 歸三榮， 談 健， 趙宏大， 史 靜，劉 洪， 陳正方

(1. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 江蘇 南京 210000； 2. 智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津大學(xué)， 天津 300072； 3. 國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司， 江蘇 蘇州 210008)

基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的中壓配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)

楊曉梅1， 趙 浛2， 歸三榮1， 談 健1， 趙宏大1， 史 靜1，劉 洪2， 陳正方3

(1. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 江蘇 南京 210000； 2. 智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津大學(xué)， 天津 300072； 3. 國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司， 江蘇 蘇州 210008)

傳統(tǒng)的中壓配電系統(tǒng)主要采取“一刀切”的方式粗放地計(jì)算線路N-1校驗(yàn)結(jié)果，且在主變N-1校驗(yàn)過(guò)程中通常只能逐個(gè)校驗(yàn)，為此本文提出一種基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的中壓配電系統(tǒng)整體描述與N-1校驗(yàn)方法。首先，建立線路聯(lián)絡(luò)矩陣和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力矩陣來(lái)描述中壓配電系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)關(guān)系和負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力，并通過(guò)分段負(fù)荷向量進(jìn)一步細(xì)化上述描述；其次，研究基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的中壓線路N-1校驗(yàn)方法，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合變電站的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力分析，研究主變N-1校驗(yàn)方法；再次，當(dāng)線路或主變N-1校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)，依據(jù)貪心原則，提出基于分段負(fù)荷切除失負(fù)荷量計(jì)算方法；最后，通過(guò)算例分析，驗(yàn)證了本方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。

中壓配電系統(tǒng)；N-1校驗(yàn)； 分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移； 分段負(fù)荷切除

1 引言

隨著近年來(lái)我國(guó)城市建設(shè)步伐的加快，用電負(fù)荷正以非均勻模式快速增長(zhǎng)。在此形勢(shì)下，如何增強(qiáng)配電系統(tǒng)抵御故障并持續(xù)運(yùn)行的能力[1,2]、提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平便成為我國(guó)配電系統(tǒng)建設(shè)的重中之重。在配電系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行及調(diào)度時(shí)，通常要采用N-1安全準(zhǔn)則[3,4]進(jìn)行配電系統(tǒng)接線模式評(píng)估，即檢驗(yàn)配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)或運(yùn)行調(diào)度方案是否滿足N-1安全準(zhǔn)則。配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)是分析配電系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性[5-8]的重要手段，也是電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中不可忽視的重要組成部分，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行均具有十分重要的意義。

對(duì)于中壓配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)，無(wú)論是傳統(tǒng)的逐個(gè)元件校驗(yàn)的方法，還是近年來(lái)出現(xiàn)的基于安全域的方法[9-12]，都主要采取“一刀切”的方式來(lái)考慮轉(zhuǎn)供結(jié)果，考慮整條線路是否通過(guò)，而沒(méi)有考慮線路中部分負(fù)荷可以分段轉(zhuǎn)供的情況，即當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道的容量充足時(shí)，則認(rèn)為能夠通過(guò)校驗(yàn)；當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道容量不足以承載待轉(zhuǎn)供負(fù)荷全部時(shí)，則粗放地認(rèn)為不能夠通過(guò)校驗(yàn)，未能細(xì)化計(jì)算具體損失負(fù)荷的數(shù)量。

顯然，采用傳統(tǒng)的校驗(yàn)方式所得結(jié)果不足以反映全部校驗(yàn)信息，難以滿足配電系統(tǒng)精細(xì)化分析與管理的要求。而且從電網(wǎng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行角度考慮，配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)主要針對(duì)線路與主變兩類設(shè)備，在故障和檢修的過(guò)程中，通常也并非是將整條饋線全部退出運(yùn)行，而是通過(guò)運(yùn)行與維護(hù)操作以實(shí)現(xiàn)部分線路及其所帶負(fù)荷的轉(zhuǎn)供。為此，本文提出基于線路分段特征的配電系統(tǒng)N-1校驗(yàn)方法，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)線路和變電站主變校驗(yàn)時(shí)饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)移情況的詳細(xì)分析，精確計(jì)算故障時(shí)負(fù)荷轉(zhuǎn)帶與切除的數(shù)量。同時(shí)，較之傳統(tǒng)、笨拙的逐個(gè)主變校驗(yàn)的方法，通過(guò)基于配電系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)描述以及變電站供電能力計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)主變一次性進(jìn)行整體校驗(yàn)，提高了N-1校驗(yàn)效率。

2 網(wǎng)絡(luò)分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移模型

2.1 線路聯(lián)絡(luò)關(guān)系分析

研究區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路聯(lián)絡(luò)關(guān)系，可用下面的線路聯(lián)絡(luò)關(guān)系矩陣L來(lái)表示：

(1)

式中，Li,j表示第i條線路與第j條線路的聯(lián)絡(luò)關(guān)系(i=1, 2,…,mN∑,j=1, 2,…,mN∑)，有聯(lián)絡(luò)關(guān)系時(shí)取Li,j=1，否則Li,j=0。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)篩選與估算

與傳統(tǒng)方式相比，基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的校驗(yàn)方法需要掌握各線路分段的負(fù)荷數(shù)據(jù)，因此需要收集全網(wǎng)所有配電變壓器的負(fù)荷數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。若未能取得所有配電變壓器的負(fù)荷量測(cè)數(shù)據(jù)，則需針對(duì)線路各分段所帶負(fù)荷量進(jìn)行估算，可用每段線路裝接配變?nèi)萘空伎偱渥內(nèi)萘康谋壤秊闄?quán)重，將變電站的饋線出口側(cè)負(fù)荷分配到各個(gè)線路分段。此外，由于N-1校驗(yàn)要滿足全年最大負(fù)荷的需求，因而應(yīng)取年最大負(fù)荷日的最高負(fù)荷時(shí)刻數(shù)據(jù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力分析

在L的基礎(chǔ)上，定義系統(tǒng)實(shí)際線路負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣l：

(2)

式中，li,j表示網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力分析過(guò)程中第i條線路可向第j條線路轉(zhuǎn)移的負(fù)荷。當(dāng)Li,j=0時(shí)，li,j自然也為0；然而當(dāng)Li,j=1時(shí)，li,j依然為0，則代表線路間存在聯(lián)絡(luò)，但無(wú)轉(zhuǎn)供能力或不計(jì)轉(zhuǎn)供能力，這是由于線路傳輸容量等因素的限制，導(dǎo)致第i條線路所帶負(fù)荷無(wú)法向第j條線路轉(zhuǎn)移。

進(jìn)一步定義l中第i條線路可向第j條線路轉(zhuǎn)移的分段負(fù)荷向量l′i,j：

(3)

考慮到中壓出線和主變的隸屬關(guān)系，可對(duì)式(2)表示的矩陣進(jìn)行分塊，得到如下分塊矩陣：

(4)

式中，定義l第i行、第j列的子塊矩陣l(i-1)N+j：

(5)

其中，l(i-1)N+j表示第i號(hào)主變對(duì)應(yīng)的中壓出線可向第j號(hào)主變對(duì)應(yīng)的中壓出線轉(zhuǎn)供的負(fù)荷。

由此，基于l及其子塊l(i-1)N+j，進(jìn)一步定義主變負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣S：

(6)

式中，Si,j表示第i號(hào)主變可向第j號(hào)主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷在非同站主變間轉(zhuǎn)移時(shí)，非同站主變間負(fù)荷轉(zhuǎn)移元素Si,j等于子塊矩陣l(i-1)N+j中所有元素之和；當(dāng)負(fù)荷在同站主變間轉(zhuǎn)移時(shí)，同站主變間負(fù)荷轉(zhuǎn)移元素Si,j等于0，這是由于主變故障時(shí)故障主變所帶負(fù)荷優(yōu)先選擇站內(nèi)轉(zhuǎn)供，為避免分析變電站站間的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力時(shí)重復(fù)計(jì)算該部分負(fù)荷，因此在S中將同站主變間負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力的值置0。

3 基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的N-1校驗(yàn)方法

3.1N-1校驗(yàn)基本概念

根據(jù)N-1安全準(zhǔn)則規(guī)定，電力系統(tǒng)的N個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件(發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)站內(nèi)主變和網(wǎng)絡(luò)間的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)帶或切除，通常以最小失負(fù)荷以及其他非故障設(shè)備正常運(yùn)行為目標(biāo)，應(yīng)不造成因其他線路過(guò)負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電，不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。網(wǎng)絡(luò)線路N-1校驗(yàn)與變電站主變N-1校驗(yàn)是判斷配電系統(tǒng)規(guī)劃中評(píng)價(jià)線路和變電站是否能夠滿足負(fù)荷需求的重要依據(jù)。

3.2 線路N-1校驗(yàn)

3.3 主變N-1校驗(yàn)

主變N-1校驗(yàn)考察的重點(diǎn)是故障時(shí)變電站站內(nèi)主變?nèi)萘亢妥冸娬鹃g網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力對(duì)變電站所帶負(fù)荷的滿足程度，其中，變電站站間的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力是配電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃的重點(diǎn)。

對(duì)式(6)做進(jìn)一步歸并，得到聯(lián)絡(luò)單元負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣T：

(7)

式中，Ti,j表示第i號(hào)變電站可向第j號(hào)主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷。顯然，變電站向本站內(nèi)主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷為0；而向非本站內(nèi)主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷為S中該變電站中各主變分別向非同站主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷之和。

文獻(xiàn)[13]提出了以主變?yōu)橹行牡穆?lián)絡(luò)單元，然而在變電站任一臺(tái)主變故障時(shí)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘，故障主變出線由正常主變承擔(dān)，在考慮負(fù)荷二次及多次轉(zhuǎn)供的條件下，故障主變所在變電站所帶的所有負(fù)荷地位均等，各個(gè)主變的站內(nèi)供電能力和站間轉(zhuǎn)移能力均相同，繼而在負(fù)荷轉(zhuǎn)供和切除時(shí)，正常主變所帶負(fù)荷與故障主變所帶負(fù)荷在處理方式與順序上并無(wú)差異，N-1校驗(yàn)與失負(fù)荷計(jì)算結(jié)果相同，即同站主變地位均等原則。因此考慮以變電站為中心的聯(lián)絡(luò)單元在本文中更為合理。

式(7)中，矩陣的第i行表示系統(tǒng)中第i號(hào)變電站任一主變發(fā)生故障時(shí)，該變電站向系統(tǒng)中其他主變轉(zhuǎn)移負(fù)荷的情況，稱之為以第i號(hào)變電站為中心的聯(lián)絡(luò)單元。

在T的基礎(chǔ)上，需分析受供主變是否過(guò)載。將以故障主變所在變電站為中心的聯(lián)絡(luò)單元中各元素和與其對(duì)應(yīng)的其他主變的負(fù)荷裕度進(jìn)行比較，如果該聯(lián)絡(luò)單元中某一個(gè)(或某幾個(gè))元素的值大于與其對(duì)應(yīng)的主變的負(fù)荷裕度，則說(shuō)明這一個(gè)(或這幾個(gè))受供主變過(guò)載，需對(duì)S和T進(jìn)行修正，直至受供主變不過(guò)載。

修正方法為：在隸屬于故障主變所在變電站且與受供主變存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系的中壓出線中，尋找距離主變的饋線出口處最近的分段以及距離在之前的修正中減去的分段最近的分段，選擇其中負(fù)荷最小的分段，并將其從原有聯(lián)絡(luò)單元中的過(guò)載元素中減去。根據(jù)貪心原則，對(duì)T進(jìn)行修正直至受供主變不再過(guò)載。

當(dāng)T經(jīng)過(guò)修正并滿足要求后，即可根據(jù)T反過(guò)來(lái)修正S。

通過(guò)以上分析與計(jì)算，已經(jīng)可以得到各變電站向系統(tǒng)中其他主變轉(zhuǎn)移負(fù)荷的情況；繼而，可以計(jì)算變電站的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力，即故障主變所在的變電站可以向系統(tǒng)中其他主變轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力。

假定計(jì)算某一變電站A的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力LA。在對(duì)變電站聯(lián)絡(luò)單元網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力的分析與計(jì)算過(guò)程中，已經(jīng)得到修正后的聯(lián)絡(luò)單元負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣T。在T中找到變電站A所對(duì)應(yīng)的行向量TA，即以A變電站為中心的聯(lián)絡(luò)單元。變電站A的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力LA即等于TA中所有元素之和。

主變N-1校驗(yàn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是在主變故障時(shí)考量該主變隸屬變電站的供電能力及其負(fù)荷大小的過(guò)程。在充分協(xié)調(diào)主變及其下級(jí)中壓網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)關(guān)系的基礎(chǔ)上，變電站供電能力[13-16]主要由站內(nèi)供電能力和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力組成，具體關(guān)系如下：

S=C+L

(8)

式中，S表示變電站供電能力；C表示站內(nèi)供電能力；L代表網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力。

變電站站內(nèi)供電能力和負(fù)荷的計(jì)算公式分別為：

C=(x-1)Mcosφ1

(9)

Loadmax=xMηcosφ1

(10)

式中，Loadmax為最高負(fù)荷日變電站負(fù)荷量；x為主變臺(tái)數(shù)；M為單臺(tái)主變?nèi)萘?；η為變電站全站?fù)載率；cosφ1為主變功率因數(shù)。

為比較考慮分段負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力前后校驗(yàn)結(jié)果的差別，根據(jù)以下判據(jù)進(jìn)行主變N-1校驗(yàn)的判斷：

(1)判據(jù)1。計(jì)算不考慮線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力L1，若C+L1≥Loadmax，則主變N-1校驗(yàn)通過(guò)；否則不通過(guò)。

(2)判據(jù)2。計(jì)算考慮線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力L2，若C+L2≥Loadmax，則變電站主變N-1校驗(yàn)通過(guò)；否則不通過(guò)。

4 失負(fù)荷計(jì)算方法

4.1 線路校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)失負(fù)荷計(jì)算

在進(jìn)行線路N-1校驗(yàn)時(shí)，為了考慮最嚴(yán)重的情況，假設(shè)故障線路在主變的饋線出口處發(fā)生故障。當(dāng)該線路N-1校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)，則需要對(duì)故障線路進(jìn)行切除。傳統(tǒng)線路負(fù)荷的切除方式是將線路N-1校驗(yàn)不通過(guò)的線路整條切除，這樣造成了較大且不必要的負(fù)荷損失。

4.2 主變校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)失負(fù)荷計(jì)算

在3.3節(jié)介紹的主變N-1校驗(yàn)判據(jù)2中，通過(guò)變電站站內(nèi)供電能力C與該站網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力L之和，與該站所帶負(fù)荷Loadmax進(jìn)行比較判斷。其中，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅玫降挠?jì)算結(jié)果，表示該變電站確定能夠向網(wǎng)絡(luò)中其他主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷量。該變電站站內(nèi)供電能力為一固定的連續(xù)值，而相比之下，網(wǎng)絡(luò)分段負(fù)荷為離散值。當(dāng)在該變電站所帶線路中分段切除負(fù)荷時(shí)，如果從能夠由其他主變轉(zhuǎn)供的負(fù)荷中切除，只會(huì)使該站網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力與負(fù)荷同步同幅減小，而不會(huì)對(duì)校驗(yàn)結(jié)果有任何正面影響；而如果從站內(nèi)轉(zhuǎn)供的負(fù)荷中切除，既不會(huì)降低變電站站內(nèi)供電能力，也可以避免由于站內(nèi)供電能力為連續(xù)值，而分段負(fù)荷的切除是階躍性的，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)供總能力與負(fù)荷比較時(shí)產(chǎn)生誤差。

因此，盡管在故障主變所帶負(fù)荷轉(zhuǎn)供時(shí)優(yōu)先考慮站內(nèi)轉(zhuǎn)供，但在考慮負(fù)荷切除的計(jì)算時(shí)，保證網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力不變，優(yōu)先從由站內(nèi)供電能力供給的負(fù)荷中進(jìn)行分段切除。

綜上所述，分段負(fù)荷切除的范圍為：當(dāng)某一主變發(fā)生故障退出后，由該變電站站內(nèi)供電能力供給的負(fù)荷。其中包括在計(jì)算線路負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣l時(shí)無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)供的負(fù)荷(無(wú)聯(lián)絡(luò)關(guān)系、存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系但無(wú)轉(zhuǎn)供能力或不計(jì)轉(zhuǎn)供能力的分段負(fù)荷)以及在修正聯(lián)絡(luò)單元負(fù)荷轉(zhuǎn)移矩陣T時(shí)被修正掉的分段負(fù)荷。

分段負(fù)荷切除的順序?yàn)椋河捎谠谥髯児收蠒r(shí)，需要迅速對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，因此為保證分段切除負(fù)荷的速度，切除方案選擇按照貪心原則，在切除范圍內(nèi)從線路聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)向主變方向，按照線路分段所帶負(fù)荷的重要程度以及切除負(fù)荷后的影響大小的順序，依次對(duì)該變電站所帶所有線路的分段負(fù)荷進(jìn)行切除，直至該變電站依據(jù)3.3節(jié)判據(jù)2主變N-1校驗(yàn)通過(guò)。

5 算例分析

5.1 算例概況

假設(shè)某供電區(qū)塊共三座變電站，饋線采用JKLHYJ型號(hào)架空絕緣線，該網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)關(guān)系與基本信息如圖1、表1和表2所示，表2中各分段負(fù)荷數(shù)據(jù)即是由2.2節(jié)所述原則篩選、估算取得。

圖1 算例網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化示意圖Fig.1 Simplified network

變電站名稱ABC全站負(fù)載率(%)415965主變編號(hào)123456主變?nèi)萘?(MV·A)505063636363主變負(fù)載率(%)364863566269中壓出線數(shù)333423

表2 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷概況Tab.2 Network line data list

5.2 算例結(jié)果及對(duì)比分析

(1)線路N-1校驗(yàn)

按照3.2節(jié)所述判據(jù)進(jìn)行線路N-1校驗(yàn)判斷，結(jié)果如表3所示。

經(jīng)校驗(yàn)，第5、6、8、14號(hào)線路在考慮分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的條件下依然無(wú)法通過(guò)線路N-1校驗(yàn)，需對(duì)部分線路所帶負(fù)荷進(jìn)行切除。

分別采取傳統(tǒng)“一刀切”的方式(不考慮線路負(fù)荷的分段切除)與2.1節(jié)中介紹的方法(考慮線路負(fù)荷的分段切除)對(duì)線路進(jìn)行切除。線路切除對(duì)比結(jié)果如表4所示。

(2)主變N-1校驗(yàn)

計(jì)算各變電站的站內(nèi)供電能力和負(fù)荷，功率因數(shù)取0.97，在此基礎(chǔ)上，按照3.3節(jié)所述判據(jù)進(jìn)行主變N-1校驗(yàn)判斷，結(jié)果如表5所示。

表3 網(wǎng)絡(luò)線路N-1校驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Verification analysis and comparison of network line

表4 線路負(fù)荷切除對(duì)比結(jié)果Tab.4 Lost load analysis and comparison

表5 變電站主變N-1校驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Verification analysis and comparison of substation

經(jīng)校驗(yàn)，變電站B在考慮分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的條件下依然無(wú)法通過(guò)主變N-1校驗(yàn)，需對(duì)部分線路所帶負(fù)荷進(jìn)行切除。

如果不考慮線路負(fù)荷的分段切除，按照傳統(tǒng)“一刀切”的方式對(duì)整條線路進(jìn)行切除，則需整體切除第7號(hào)線路的兩段分段負(fù)荷，失負(fù)荷大小為2.48MW。

考慮線路負(fù)荷的分段切除時(shí)，按照本文3.2節(jié)中介紹的方法對(duì)線路負(fù)荷進(jìn)行分段切除，則僅需切除第10號(hào)線路的第2段分段負(fù)荷，失負(fù)荷大小為0.45MW，相比傳統(tǒng)方式失負(fù)荷大小減少了2.03MW，相對(duì)減少比率為82%。

采取兩種不同方案切除后，變電站B的主變N-1校驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如表6所示。

表6 變電站B主變N-1校驗(yàn)對(duì)比結(jié)果Tab.6 Verification analysis and comparison of substation B

由算例對(duì)比分析結(jié)果可知，無(wú)論對(duì)于線路還是主變，采用分段切除的方法所得失負(fù)荷的大小以及分段數(shù)量，較傳統(tǒng)的對(duì)整條線路進(jìn)行切除的方式均有一定程度的減少；同時(shí)，對(duì)于部分僅考慮所帶線路能否整條進(jìn)行轉(zhuǎn)供時(shí)不能通過(guò)主變N-1校驗(yàn)的變電站，通過(guò)對(duì)其所帶線路負(fù)荷進(jìn)行分段轉(zhuǎn)供，計(jì)及變電站網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力，可以變?yōu)樾ｒ?yàn)通過(guò)的狀態(tài)。

6 結(jié)論

本文提出了一種基于線路分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的N-1校驗(yàn)方法，并描述了該校驗(yàn)方法的流程，其具有如下特點(diǎn)：

(1)通過(guò)數(shù)學(xué)方法對(duì)配電系統(tǒng)中線路、主變以及變電站轉(zhuǎn)供能力進(jìn)行描述，并基于變電站供電能力進(jìn)行計(jì)算，較傳統(tǒng)、笨拙的逐個(gè)主變校驗(yàn)的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全網(wǎng)主變一次性進(jìn)行整體校驗(yàn)。

(2)負(fù)荷的分段轉(zhuǎn)供降低了線路整條轉(zhuǎn)供給某一主變帶來(lái)的壓力，將該壓力分?jǐn)偟搅司W(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有與故障主變所在變電站存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系的主變上，充分利用了網(wǎng)絡(luò)中各主變的負(fù)荷裕度，因此本文方法的校驗(yàn)結(jié)果較傳統(tǒng)“一刀切”的方式能夠更加全面地反映校驗(yàn)信息。

(3)在考慮分段負(fù)荷轉(zhuǎn)移的條件下，線路或主變校驗(yàn)依然不通過(guò)時(shí)，基于貪心原則按照分段對(duì)線路負(fù)荷進(jìn)行切除的方法，充分利用了線路本身的結(jié)構(gòu)與聯(lián)絡(luò)關(guān)系，細(xì)化計(jì)算，很大程度地降低了負(fù)荷損失的數(shù)量和切除負(fù)荷造成的影響。

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N-1 verification of distribution system based on subsection load transfer

YANG Xiao-mei1, ZHAO Han2, GUI San-rong1, TAN Jian1, ZHAO Hong-da1, SHI Jing1, LIU Hong2, CHEN Zheng-fang3

(1. State Grid Jiangsu Electric Power Company Economic Research Institute, Nanjing 210000, China; 2. Key Laboratory of Smart Grid, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3. State Grid Suzhou Electric Power Supply Company, Suzhou 210008, China)

In the mid-voltage distribution system, the traditionalN-1 verification methods based on holistic line transfer could only get a rough result, and could only take one verification of the main transformer at one time. Based on subsection load transfer, this paper comes up with an integrated description andN-1 verification method of distribution system to solve the problems above. Firstly, the tie-line matrix and the network transfer capability matrix are established to describe the contact structure and load transfer capability of the mid-voltage distribution system, and a more detailed account of the descriptions above is presented by establishing the subsection load vector. Secondly, a research on theN-1 verification method on circuit based on subsection load transfer is made. Given on this basis and combined with the analysis of substation network transfer capability, this paper implements theN-1 verification on main transformer. Thirdly, when theN-1 verification on circuit or main transformer is not available, in accordance with greedy algorithm, the paper proposes a way to calculate the lost load based on subsection load shedding. Finally, the effectiveness and the accuracy of the method are verified by the analysis of calculation examples.

mid-voltage distribution system;N-1 verification; subsection load transfer; subsection load excision

2015-11-04

楊曉梅(1973-)， 女， 江蘇籍， 高級(jí)工程師， 碩士， 主要從事電網(wǎng)規(guī)劃及科技管理工作； 趙 浛(1993-)， 男， 遼寧籍， 碩士研究生， 從事城市電網(wǎng)規(guī)劃、 評(píng)估等方面的研究和應(yīng)用工作(通信作者)。

TM727

A

1003-3076(2016)08-0066-07