《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》是國家電網公司、國網河北省電力有限公司電力科學研究院和國網河北能源技術服務有限公司於2013日12月19日申請的專利，該專利的申請號為2013107023279，公布號為CN103647279A，授權公布日為2014年3月19日，發明人是楊瀟、段曉波、范輝、高志強、胡文平。
《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》公開了一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其實現包括以下步驟：（1）判斷是否需要修改廠站接線信息維護資料庫；（2）根據電網模型中某一變電站設備命名編號信息，判定該設備是否屬於要生成的該電壓等級故障子集，若是，則將該設備的廠站接線信息存入故障集資料庫；給所有的線路信息增加計算標識位，並將計算標誌位置0；（3）對故障集資料庫中不同設備設定不同的故障卡；（4）若要生成的是某一電壓等級故障子集，則到（3）結束；若要生成的是全電壓等級故障子集，則重複（2）~（3），生成全電壓等級故障集。
2018年12月20日，《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法
- 公告號：CN103647279A
- 授權日：2014年3月19日
- 申請號：2013107023279
- 申請日：2013日12月19日
- 申請人：國家電網公司、國網河北省電力有限公司電力科學研究院、國網河北能源技術服務有限公司
- 地址：北京市西城區西長安街86號
- 發明人：楊瀟、段曉波、范輝、高志強、胡文平
- Int.Cl.：H02J3/00(2006.01)I
- 代理機構：石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
- 代理人：楊欽祥、張素靜
- 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
截至2013日12月19日，隨著電力系統規模的不斷增大、電力市場運行機制的不斷推進和可再生能源發電的逐步接入，電力系統的安全穩定性已成為電力系統運行調度的迫切需求和發展方向。這就迫切需要對電力系統進行仿真計算。設定大量預想故障是電力系統仿真計算的前提，但是以往的預想故障設定一般依靠電網調度運行人員的經驗，工作量巨大，從而導致手工編寫的過程容易出錯；另外由於故障集的編寫往往由多人共同進行，難免出現漏編、錯編、重複編制的問題，然而因為無法對故障集數據進行結構化，造成難以發覺此類問題；因此，亟需提出廠站接線信息的預想故障集生成方法，擺脫預想故障集的設定對電網調度運行人員經驗的依賴。申請號為201110375256.7的《電網故障集的自動生成方法及裝置》的發明專利主要運用電網實時信息，而實際工作中由於電網實時信息的保密性強，數據量大，除調度中心外其它機構很難推廣，絕大多數電網仿真計算人員仍使用離線數據。此外，由於電網的結構、發電機停機狀況是實時變化的，而仿真計算往往耗時較長，所謂的“實時數據”在計算中也變為了“離線數據”，因此說離線數據的計算在今後工作中仍將是主導。
發明內容
專利目的
《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》提供一種快速高效的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，能夠自動生成預想故障集，客觀準確的反映當前電網安全穩定的全部情況。
技術方案
一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，包括以下步驟：
步驟一、判斷是否需要修改廠站接線信息維護資料庫：
判斷是否有原有廠站的線路發生切改和/或新建廠站的情況，若有，將原有廠站的線路切改信息和/或新建廠站的接線信息錄入廠站接線信息維護資料庫，然後進入步驟二；
若沒有，直接進入步驟二；
步驟二、當用戶需要生成某一電壓等級故障子集時，根據電網模型中的某一變電站設備命名編號信息，判定該設備是否屬於要生成的該電壓等級故障子集，若是，則將該設備的廠站接線信息存入故障集資料庫；同時給故障集資料庫中所有的線路信息增加計算標識位，並將計算標誌位置0；
步驟三、對故障集資料庫中的不同設備設定不同的故障卡：
生成故障卡的設備如下：
發電機：設定該發電機故障停運，並寫出故障卡；
主變：設定該主變故障停運，並寫出故障卡；
線路：首先判定其計算標識位是否為0，若為零則設定線路斷線故障，並將該線路的計算標識位置1；若不為0則跳過該線路，判斷下一線路的計算標識位；
母線：設定該母線各分段故障停運，並使該段母線上通過開關和刀閘相連的各條線路斷線，主變、發電機停運，最後寫出上述所有關聯線路、主變、發電機同時發生故障的故障卡；
將故障卡寫入故障集資料庫，再進行下一變電站設備的故障卡生成，直到全部變電站的故障卡生成完畢，上述全部變電站設備的故障卡的集合即為該電壓等級故障子集；
步驟四、若要生成的是某一電壓等級故障子集，則到步驟三結束；若要生成的是全電壓等級故障子集，則重複步驟二至步驟三，每次得到另外某一電壓等級故障子集，上述所有的電壓等級故障子集的集合即為全電壓等級故障集，生成結束。
在所述步驟三中，若生成的是全電壓等級故障集，主變設備生成故障卡的方式為只需將主變按照其高壓側故障生成一次即可。
在所述步驟三中，設定母線故障時不去分析與母線相連線路的計算標識位，凡是和母線通過開關和刀閘相連的都要按照線路斷線設定，並且線路計算標識位不變。
所述某一電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏或10千伏，全電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏和10千伏。
所述廠站接線信息包括設備命名編號、設備參數和線路、變壓器與母線連線的開關和刀閘編號信息和開合狀態。
所述電網模型中的某一變電站設備命名編號信息由阿拉伯數字及字母符號組成，編號原則選自電網調度規程。
改善效果
（1）《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》自動生成預想故障集，擺脫預想故障集的設定對電網調度運行人員經驗的依賴。
（2）《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》通過設定計算標識位，減少了線路故障的重複設定；在生成全電壓等級故障集時，同一變電站主變只生成一次故障卡。這些設定都大大減少了故障設定時間，並為後續的計算分析工作減少了工作量。
（3）《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》能充分利用廠站接線信息，能在不需要電網實時信息的情況下產生電網所有可能發生故障的集合。
（4）《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》可以按照用戶需求判定需要生成的某一電壓等級的預想故障子集，也可產生全電壓等級的預想故障集。
（5）《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》由於只是基於廠站接線信息生成故障集的程式，因此可以生成多種計算系統的故障集，適用於包括BPA（電力系統潮流和暫態穩定程式）系統、PSASP系統（Power System Analysis Software Package，電力系統分析綜合程式）、EMS（Energy management system，能量管理系統）系統的不同計算系統的故障集的自動生成，適用性高。
附圖說明
圖1為預想故障集生成方法的流程示意圖。
圖2為樂壽變電站的接線圖。
技術領域
《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》涉及一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，屬於電力系統仿真分析計算領域。
權利要求
1.一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於，包括以下步驟：步驟一、判斷是否需要修改廠站接線信息維護資料庫：判斷是否有原有廠站的線路發生切改和/或新建廠站的情況，若有，將原有廠站的線路切改信息和/或新建廠站的接線信息錄入廠站接線信息維護資料庫，然後進入步驟二；若沒有，直接進入步驟二；步驟二、當用戶需要生成某一電壓等級故障子集時，根據電網模型中的某一變電站設備命名編號信息，判定該設備是否屬於要生成的該電壓等級故障子集，若是，則將該設備的廠站接線信息存入故障集資料庫；同時給故障集資料庫中所有的線路信息增加計算標識位，並將計算標誌位置0；步驟三、對故障集資料庫中的不同設備設定不同的故障卡：生成故障卡的設備如下：發電機：設定該發電機故障停運，並寫出故障卡；主變：設定該主變故障停運，並寫出故障卡；線路：首先判定其計算標識位是否為0，若為零則設定線路斷線故障，並將該線路的計算標識位置1；若不為0則跳過該線路，判斷下一線路的計算標識位；母線：設定該母線各分段故障停運，並使所述母線上通過開關和刀閘相連的各條線路斷線，主變、發電機停運，最後寫出上述所有關聯線路、主變、發電機同時發生故障的故障卡；將故障卡寫入故障集資料庫，再進行下一變電站設備的故障卡生成，直到全部變電站的故障卡生成完畢，上述全部變電站設備的故障卡的集合即為該電壓等級故障子集；步驟四、若要生成的是某一電壓等級故障子集，則到步驟三結束；若要生成的是全電壓等級故障子集，則重複步驟二至步驟三，每次得到另外某一電壓等級故障子集，上述所有的電壓等級故障子集的集合即為全電壓等級故障集，生成結束。
2.根據權利要求1所述的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於：在所述步驟三中，若生成的是全電壓等級故障集，主變設備生成故障卡的方式為只需將主變按照其高壓側故障生成一次即可。
3.根據權利要求2所述的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於：在所述步驟三中，設定母線故障時不去分析與母線相連線路的計算標識位，凡是和母線通過開關和刀閘相連的都要按照線路斷線設定，並且線路計算標識位不變。
4.根據權利要求3所述的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於：所述某一電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏或10千伏，全電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏和10千伏。
5.根據權利要求4所述的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於：所述廠站接線信息包括設備命名編號、設備參數和線路、變壓器與母線連線的開關和刀閘編號信息和開合狀態。
6.根據權利要求5所述的基於廠站接線信息的預想故障集生成方法，其特徵在於：所述電網模型中的某一變電站設備命名編號信息由阿拉伯數字及字母符號組成，編號原則選自電網調度規程。
實施方式
實施例參見圖1：
該實施例是在不需要電網實時信息的情況下，完成的預想故障集生成方法。
其具體步驟如下：
步驟一、判斷是否需要修改廠站接線信息維護資料庫：
判斷是否有原有廠站的線路發生切改和/或新建廠站的情況，若有，將原有廠站的線路切改信息和/或新建廠站的接線信息錄入廠站接線信息維護資料庫，然後進入步驟二；
若沒有，直接進入步驟二；
廠站的接線信息應包括設備命名編號和線路、變壓器與母線連線的開關和刀閘編號信息和開合狀態。
一般來說，電網模型中的設備命名編號信息滿足以下規則：
設備編號由阿拉伯數字及字母符號組成。
a.第一位數字表示電壓等級。電壓等級與代表數字的對應關係為：
6千伏—610千伏—535千伏—3110千伏—1220千伏—2；
b.第二位數字表示設備分類。設備分類與代表數字的對應關係為：
發電機：0
母聯（旁路）：0
主變：1
線路：2-9，按照相關規定同一變電站線路不重號。
母線：同一電壓等級母線編號分別為1、2、3，分別代表#1母線、#2母線、旁路母線。同一排母線分段後分別用A、B表示兩段母線。
c.第三位數
對單（雙）母線分段帶旁路接線表示設備序號，同類設備從小到大依次編為:1、2、3、4、5、6、7、8、9、0；同一母線不同分段用A、B等大寫字母表示。
該實施例中原有廠站的線路沒有發生切改，也沒有新建廠站，不需修改廠站信息，直接進入步驟二。
步驟二、當用戶需要生成220千伏電壓等級故障子集時，根據電網模型中的某一變電站設備命名編號信息，判定該設備是否屬於要生成的該電壓等級故障子集，若是，則將該設備的廠站接線信息存入故障集資料庫；由於母聯設備是控制母線連線狀態的設備，其狀態只影響廠站接線結構，不直接影響電網安全，所以一般不設故障集。
由於步驟二中選擇生成220千伏電壓等級故障子集，因此在該實施例中唯讀入設備編號首位為2的設備。以圖2樂壽站為例，只將圖中虛線框中設備及信息存入資料庫。
同時給故障集資料庫中所有的線路信息增加計算標識位，並將計算標誌位置0；計算標識位的設定是因為線路是兩個變電站間的潮流聯絡線，在分別讀入這兩個站信息時，為了防止對該線路進行重複計算而設定的。該標識位的設定可以減少不必要的程式計算時間。該實施例中將樂壽-田莊、樂壽-章西、樂壽-滄西3條線路及其它220千伏線路的計算標識位置0。
步驟三、對故障集資料庫中的不同設備設定不同的故障卡：
該實施例中的故障卡格式是按照中國電力科學研究院BPA程式要求輸出的，電網預想故障集生成方法可以根據用戶的需要輸出相應格式的故障集。
該實施例中沒有發電機，只有主變、線路和母線。
（1）主變：設定該主變故障停運，並寫出故障卡：
T冀樂壽21230.冀樂壽12115.180.01634.73333220.0121.02006
T冀樂壽21230.冀樂壽13115.180.01629.72778220.0121.02006
（2）線路：首先判定計算標識位是否為0，若為零則設定線路斷線故障，並將該線路計算標識位置1；否則跳過該線路，判斷下一線路計算標識位。該實施例中假定樂壽站為第一個進行故障卡生成的變電站，即其每條線路計算標識位均為0。寫出故障卡：
L冀樂壽21230.冀滄西21230.1690.03467.2540306
L冀樂壽21230.冀田莊21230.1420.05393.3456906
L冀樂壽21230.冀章西21230.1420.02490.1490206
在生成故障卡後程式將樂壽-田莊、樂壽-章西、樂壽-滄西3條線路的計算標識位置1。
（3）母線：設定該母線不同分段分別停運，並通過開關和刀閘狀態判定使該段母線上各條線路斷線（線路計算標識位不變），主變、發電機停運，最後寫出上述所有關聯線路、主變、發電機同時發生故障的故障卡：
#1M#
L冀樂壽21230.冀滄西21230.1690.03467.2540306
T冀樂壽21230.冀樂壽12115.180.01629.72778220.0121.02006
#2M#
L冀樂壽21230.冀田莊21230.1420.05393.3456906
L冀樂壽21230.冀章西21230.1420.02490.1490206
T冀樂壽21230.冀樂壽11115.180.01634.73333220.0121.02006
上述操作完成後將故障卡全部寫入故障集資料庫，再進行下一變電站設備故障卡生成，當生成田莊、章西、滄西三站故障卡時，由於其計算標識位為1，上述相應三條線路不再生成故障卡（以田莊站為例，生成田莊站故障卡時，樂壽-田莊線路不再生成故障卡），持續循環直到全部變電站故障卡生成完畢，上述全部變電站故障卡的集合即為220千伏電壓等級故障子集。若生成全電壓等級故障集，只需將每個變電站中不同電壓等級設備全部生成故障卡（主變只按照其高壓側故障生成一次即可），即可。
在所述步驟三中，若生成的是全電壓等級故障集，主變設備生成故障卡的方式為只需將主變按照其高壓側故障生成一次即可。
在所述步驟三中，設定母線故障時不去分析與母線相連線路的計算標識位，凡是和母線通過開關和刀閘相連的都要按照線路斷線設定，並且線路計算標識位不變。
所述某一電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏或10千伏，全電壓等級為500千伏、330千伏、220千伏、110千伏、35千伏和10千伏。
所述廠站接線信息包括設備命名編號、設備參數和線路、變壓器與母線連線的開關和刀閘編號信息和開合狀態。
所述電網模型中的某一變電站設備命名編號信息由阿拉伯數字及字母符號組成，編號原則選自電網調度規程。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種基於廠站接線信息的預想故障集生成方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
