《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》是東方電子股份有限公司於2016年3月2日申請的專利，該專利的公布號為CN105656177A，授權公布日為2016年6月8日，發明人是潘凱岩、林培明、高貞彥、王玉琴、譚大帥、劉仲堯、徐剛。
《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》主要步驟包括針對“就地投入”和“自動控制”備自投進行的第一輪次校核和針對“就地退出”和“非自動控制”備自投進行的第二輪次校核。其中第一輪次校核時，按“就地投入”和“自動控制”備自投工作母線是否帶有重要用戶、備自投的實際狀態等屬性的綜合權重來確定優先權，並下發遙控命令按優先權進行投退操作；第二輪次校核時，按工作母線的負荷的絕對值、工作母線是否帶有重要用戶的綜合權重來確定優先權，並給出投退策略。該發明綜合考慮了備自投的分類、實際狀態以及負荷均分特性等備自投屬性，從而使給出的備自投壓板投退策略更符合電網的實際運行情況。
2020年7月14日，《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法
- 申請人：東方電子股份有限公司
- 申請日：2016年3月2日
- 申請號：2016101171374
- 公布號：CN105656177A
- 公布日：2016年6月8日
- 發明人：潘凱岩、林培明、高貞彥、王玉琴、譚大帥、劉仲堯、徐剛
- 地址：山東省煙臺市芝罘區機場路2號
- Int. Cl.：H02J9/00(2006.01)I
- 代理機構：煙臺雙聯專利事務所
- 代理人：梁翠榮
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
地區電網在變電站內部通常裝設一定數量的備自投裝置（BATS）來保證供電的可靠性。當電網發生故障導致母線停電時，滿足條件的備自投就會動作，為停電母線供電，從而保證供電的可靠性。
雖然備自投動作後可以使失電的母線恢復供電，但備自投本身並不能判斷出其動作是否會引起新的設備過載。
2016年3月之前的技術主要是通過基於EMS的智慧型備自投線上壓板投退策略來解決設備過載問題。但對地區電網來說，不可能將所有的備自投都投入閉環控制，而且備自投的各種特性相互關聯，同時備自投之間還存在時序和均分的相互影響，因此故障後觸發的備自投存在許多特殊特性。2016年3月之前的技術中的投退策略對備自投的特性考慮並不充分，導致投退策略與現場實際情況有很大的差別，運行效果不理想。
發明內容
專利目的
為了使給出的備自投壓板投退策略更符合電網的實際運行情況，該發明提出了一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法。
技術方案
《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》包括如下步驟：
（1）根據備自投的屬性，針對“就地投入”和“自動控制”備自投進行第一輪次校核；
（2）根據備自投的屬性，針對“就地退出”和“非自動控制”備自投進行第二輪次校核。
作為該發明的進一步改進：第一輪次校核時，按“就地投入”和“自動控制”備自投工作母線是否帶有重要用戶、備自投的實際狀態、備自投是否能遙控以及備自投的工作母線的負荷的絕對值的綜合權重來確定優先權，並下發遙控命令按優先權進行投退操作。
作為該發明的進一步改進：第一輪次校核時，如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時備自投動作後經過潮流校核發現引起設備過載，則需要對動作的“就地投入”和“自動控制”備自投按一定順序進行退出；在處理開始時，先假設所有的“就地投入”和“自動控制”備自投均為投入狀態，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；然後下發遙控命令按優先權進行投退操作；
退出邏輯需要綜合考慮的因素包括：
a、備自投的工作母線是否帶有重要用戶，沒有重要用戶的優先退出；
b、備自投的實際狀態，備自投實際狀態為退出的優先退出；
c、備自投能否遙控，備自投能遙控的優先退出；
d、備自投工作母線的負荷的絕對值，備自投工作母線所帶負荷小的備自投優先退出；
第一輪次校核的退出優先權公式：初始優先權=K1*V1+K2*V2–V3–K4*V4+K5。
式中，K1代表備自投實際運行狀態權重；V1代表備自投當前實際運行狀態，其取值分別為：自動投退退出設定為1，其它狀態設定為0；K2代表備自投能否遙控的權重；V2代表備自投能否遙控，能遙控的設定為1，不能遙控的設定為0；V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶權重；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5為權重基值。
作為該發明的進一步改進：K1預設值設定為10000；K2預設值設定為1000；K4預設值設定為3000；K5預設值設定為4000。
作為該發明的進一步改進：第二輪次校核時，按工作母線的負荷的絕對值、工作母線是否帶有重要用戶的綜合權重來確定優先權，按優先權給出投退策略。
作為該發明的進一步改進：第二輪次校核時，不再對第一輪次中已經校核過的備自投進行校核；如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時模擬備自投動作後引起設備過載，則需要對動作的備自投按一定順序進行退出，在處理開始時，先假設所有的備自投均為投入狀態，對於第一輪次中已經給出策略的備自投按策略的實際投退狀態設定，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；這裡僅需要給出策略，不需要進行實際遙控操作；
第二輪次校核的退出優先權公式：K=–V3–K4*V4+K5。
式中，V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶的權重；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5代表權重基值。
作為該發明的進一步改進：K4預設值設定為3000；K5預設值設定為4000。
改善效果
相對於2016年3月之前的技術，《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》具有如下積極效果：（1）該發明綜合考慮了備自投的分類、實際狀態以及負荷均分特性等備自投屬性，從而使給出的備自投壓板投退策略更符合電網的實際運行情況；（2）該發明按類別進行分輪次校核，對於“自動控制”備自投可先校核並直接發遙控指令進行投退操作，將“非自動控制”備自投放入第二輪次校核中，不僅縮短了給出投退策略的時間，而且提高了故障後投退的回響速度。
附圖說明
圖1為通用備自投模型示意圖。
圖2為《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》在電網出現故障時的備自投壓板最優投退控制的示意圖。
技術領域
《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》涉及一種備自投壓板的投退方法，屬於電力系統自動化領域。
權利要求
1.《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》其特徵在於該方法包括如下步驟：
（1）根據備自投的屬性，針對“就地投入”和“自動控制”備自投進行第一輪次校核；
（2）根據備自投的屬性，針對“就地退出”和“非自動控制”備自投進行第二輪次校核。
2.如權利要求1所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：第一輪次校核時，按“就地投入”和“自動控制”備自投工作母線是否帶有重要用戶、備自投的實際狀態、備自投是否能遙控以及備自投的工作母線的負荷的絕對值的綜合權重來確定優先權，並下發遙控命令按優先權進行投退操作。
3.如權利要求1或2所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：第一輪次校核時，如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時備自投動作後經過潮流校核發現引起設備過載，則需要對動作的“就地投入”和“自動控制”備自投按一定順序進行退出；在處理開始時，先假設所有的“就地投入”和“自動控制”備自投均為投入狀態，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；然後下發遙控命令按優先權進行投退操作；
退出邏輯需要綜合考慮的因素包括：
a、備自投的工作母線是否帶有重要用戶，沒有重要用戶的優先退出；
b、備自投的實際狀態，備自投實際狀態為退出的優先退出；
c、備自投能否遙控，備自投能遙控的優先退出；
d、備自投工作母線的負荷的絕對值，備自投工作母線所帶負荷小的備自投優先退出；
第一輪次校核的退出優先權公式：初始優先權=K1*V1+K2*V2–V3–K4*V4+K5。
式中，K1代表備自投實際運行狀態權重；V1代表備自投當前實際運行狀態，其取值分別為：自動投退退出設定為1，其它狀態設定為0；K2代表備自投能否遙控的權重；V2代表備自投能否遙控，能遙控的設定為1，不能遙控的設定為0；V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶權重；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5為權重基值。
4.如權利要求3所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：K1預設值設定為10000；K2預設值設定為1000；K4預設值設定為3000；K5預設值設定為4000。
5.如權利要求1所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：第二輪次校核時，按工作母線的負荷的絕對值、工作母線是否帶有重要用戶的綜合權重來確定優先權，按優先權給出投退策略。
6.如權利要求1或5所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：第二輪次校核時，不再對第一輪次中已經校核過的備自投進行校核；如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時模擬備自投動作後引起設備過載，則需要對動作的備自投按一定順序進行退出，在處理開始時，先假設所有的備自投均為投入狀態，對於第一輪次中已經給出策略的備自投按策略的實際投退狀態設定，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；這裡僅需要給出策略，不需要進行實際遙控操作；
第二輪次校核的退出優先權公式：K=–V3–K4*V4+K5。
式中，V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶的權重；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5代表權重基值。
7.如權利要求6所述的基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法，其特徵在於：K4預設值設定為3000；K5預設值設定為4000。
實施方式
首先建立備自投壓板投退模型，以方便實施例的論述：備自投模型包括備自投名稱、備自投類型（母聯備投或設備備投）、包含的設備（線路或變壓器）、開關、母線，投退設定（就地退出、就地投入、自動控制、非自動控制）、投退調節模式（停止、開環執行、閉環）、壓板信號點以及是否包含均分等。備自投模型如圖1所示，圖1中開關空心表示斷開，實心表示閉合。
針對圖1的備自投通用模型，備自投的充電條件和動作條件如表1。
母聯備投 | 設備備投 | |
充電條件 | 母線A帶電&&母線B帶電&&開關C熱備 | 母線A帶電&&母線B帶電&&開關B熱備 |
動作條件 | 母線A不帶電&&開關C熱備 | 母線A不帶電 && 母線B不帶電 && 開關C合 && （開關B熱備） |
在進行N-1掃描時，首先需要根據表1的充電條件過濾掉不能充電的備自投。對於如圖1所示的備自投模型，通常會生成4個備自投記錄，即母聯備自投的2個備自投記錄（開關C備母線A和開關C備母線B）及設備備自投的2個備自投記錄（開關B備母線A和開關A備母線B）。一般來說，母聯備自投和設備備自投只有部分記錄會滿足充電條件。具體到如圖1所示的備自投模型，只有開關C備母線A和開關C備母線B滿足充電條件，而開關B備母線A和開關A備母線B不滿足充電條件，所以在此運行方式下先將不滿足充電條件的備自投過濾掉。
在故障發生後，需要對所有的N-1故障設備依次進行掃描，初步統計由故障設備所引起的動作備自投的信息及相應的備自投時序關係。在具體處理備自投壓板投退策略時，應按故障所能引起的動作備自投的數量由少到多依次進行故障校核，即：先校核所能引起的動作備自投的數量少的故障，後校核所能引起的動作備自投的數量多的故障，從而在滿足電網穩定運行的前提下最大限度地投入備自投。
故障發生後，採用基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法採取措施並提供投退策略，該方法包括如下步驟：
（1）根據備自投的屬性，針對“就地投入”和“自動控制”備自投進行第一輪次校核；
（2）根據備自投的屬性，針對“就地退出”和“非自動控制”備自投進行第二輪次校核。
其中步驟（1）的具體方法為：如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時備自投動作後經過潮流校核發現引起設備過載，則需要對動作的“就地投入”和“自動控制”備自投按一定順序進行退出；在處理開始時，先假設所有的“就地投入”和“自動控制”備自投均為投入狀態，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；然後下發遙控命令按優先權進行投退操作；
退出邏輯需要綜合考慮的因素包括：
a、備自投的工作母線是否帶有重要用戶，沒有重要用戶的優先退出；
b、備自投的實際狀態（投入或退出），備自投實際狀態為退出的優先退出；
c、備自投能否遙控，備自投能遙控的優先退出；
d、備自投工作母線的負荷的絕對值，備自投工作母線所帶負荷小的備自投優先退出；
綜合以上因素，通過不同權重設定得到第一輪次校核的退出優先權公式：初始優先權=K1*V1+K2*V2–V3–K4*V4+K5。
式中，K1代表備自投實際運行狀態權重，預設值設定為10000；V1代表備自投當前實際運行狀態，其取值分別為：自動投退退出設定為1，其它狀態設定為0；K2代表備自投能否遙控的權重，預設值設定為1000；V2代表備自投能否遙控，能遙控的設定為1，不能遙控的設定為0；V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶權重，預設值設定為3000；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5為權重基值，預設值設定為4000。
其中步驟（2）的具體方法為：第二輪次中不再對第一輪次中已經校核過的備自投進行校核；如果某個N-1設備發生故障引起多個備自投動作，同時模擬備自投動作後引起設備過載，則需要對動作的備自投按一定順序進行退出，在處理開始時，先假設所有的備自投均為投入狀態，對於第一輪次中已經給出策略的備自投按策略的實際投退狀態設定，通過N-1校核檢測哪些備自投需要退出，所以只需要考慮退出的優先權，投入的順序正好相反；這裡僅給出投退策略，不需要進行實際遙控操作；
通過不同權重設定得到第二輪次校核的退出優先權公式：K=–V3–K4*V4+K5。
式中，V3代表備自投工作母線的負荷的絕對值；K4代表備自投是否有重要用戶的權重，預設值設定為3000；V4代表備自投是否有重要用戶，帶有重要用戶設定為1，否則為0；K5代表權重基值，預設值設定為4000。
下面具體討論如圖2的電網，假設線路1發生故障，會引起的動作備自投包括101A備線路1、A站500A備501以及B站500A備501。上述3個備自投動作後會引起設備過載，因此需要採取措施對備自投進行投退並為工作人員提供投退策略。其中101A備線路1時序參數低，A站500A備501及B站500A備501時序參數高。則根據各備自投的實際狀態可分為以下幾種情況：
a）如果101A備線路1為就地投入，因為其不具備遙控性質，所以不需要進一步對A站500A備501和B站500A備501進行校核，只需要給出投入101A備線路1的投退策略即可。
b）如果101A備線路1為自動控制，具備遙控性質，則無論101A備線路1當前為投入還是退出的，只要給出的校核策略為投入101A備線路1，則不需要進一步校核A站500A備501及B站500A備501是否需要投入；如果給出的校核策略為退出101A備線路1，則需要進一步校核A站500A備501及B站500A備501是否需要投入，假設A站500A備501及B站500A備501亦為自動控制，並且A站的500A備501的工作母線的負荷為5MW+j3MVar，而B站的500A備501的工作母線的負荷為3MW+j1MVar，同時2個變電站的母線均不帶重要用戶，則先進行第一輪次校核，按步驟（1）中的公式可以計算出101A備線路1和B站的500A備501的退出優先權均比A站的500A備501的退出優先權要高，因此101A備線路1和B站的500A備501應優先退出，也就是應優先投入A站的500A備501。由於此種情況不涉及“就地退出”和“非自動控制”備自投並且經過第一輪次校核已可確定投退策略並採取措施，因此無需第二輪次校核。
c）如果101A備線路1為自動控制，具備遙控性質，並且策略中要求退出101A備線路1，同時A站500A備501及B站500A備501為非自動控制，且為就地退出；如果在第一輪次校核的中檢測出101A備線路1應當為退出，則需要進入第二輪次校核繼續校驗A站500A備501及B站500A備501是否應投入，假設A站的500A備501帶有重要用戶，而B站的500A不帶有重要用戶，按步驟（2）中的公式可以計算出A站的500A備501的優先權比B站的500A備501的退出優先權要低，即應優先退出B站的500A備501，因此提供的投退策略為應優先投入A站的500A備501。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種基於分輪次校核的備自投壓板最優投退方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
