智能化消弧线圈分析管控系统在智能电网中的应用与研究

智能化消弧线圈分析管控系统在智能电网中的应用与研究

发表时间：2018-06-04T10:58:40.600Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：张壮1 夏荣臻2 刘大泉3 王晓娜4

[导读] 摘要：智能化消弧线圈分析管控系统拥有智能分析消弧线圈最佳档位、切导电容电流与电感电流过程演化、计算切导电容电流与电感电流后对电网的影响、各设备的信息管理和状态管理、设备间的拓扑关系管理以及母线合并智能分析的功能。

（国网沈阳供电公司辽宁沈阳 110811）

摘要：智能化消弧线圈分析管控系统拥有智能分析消弧线圈最佳档位、切导电容电流与电感电流过程演化、计算切导电容电流与电感电流后对电网的影响、各设备的信息管理和状态管理、设备间的拓扑关系管理以及母线合并智能分析的功能。从而到达最佳的消弧线圈档位、最可靠的调控操作、最快的运算速度和最优的切导过程，实现提高电网的安全性、经济性和调度效率的目标。

关键词：消弧线圈管控；智能化分析运算；补偿率；系统拓扑结构；母线合并

1，研究背景

随着国家不断的发展，对电力需求不段加大，电网经济、调度效率和调控严谨度的要求不段提高，电网设备在不段增加，而随之而来的就是对消弧线圈更加频繁的切导操作。而拥有能够提升电网经济性和调控效率，拥有高度运算智能化和电网自动化的消弧线圈管理系统成为重点目标。智能化消弧线圈分析管控系统的主要研发方向有智能分析最佳档位、智能运算电容电流与电感电流、图形化切导电流过程演化、智能分析运算切导电流后对电网的影响、设备信息联动、设备当前状态管理、系统间设备间的可视化拓扑关系管理以及母线合并智能分析。智能化消弧线圈分析管控系统人任务目标是帮助调度人员解决在调试消弧线圈时，所涉及的大量计算、估算、系统结构设计、电网状态分析的安全、经济和效率方面的问题。用标准化的公式，通过全排序运算，智能分析出最佳的消弧线圈档位和调配消弧线圈后的影响。提高在调配消弧线圈时调度人员工作的效率，避免出现电网安全问题，能有效提高电网经济管控系数。

2，管理消弧线圈时存在的问题

以沈阳供电公司当下调度消弧线圈操控为例，调度人员通过电容电流文档查看系统与设备信息，在通过电子图片或其打印件查看系统、设备与消弧线圈之间的联系。维护文档与图形都比较麻烦，当新投设备较多调整拓扑结构较多时，工作量非常巨大。需要在电容电流文档中查看设备信息，在计算最佳档位，在图形文档中尝试切导设备改变拓扑结构，在计算改变拓扑结构后的电容电感电流值，估计对电网的影响。在调控消弧线圈时，因以上工作方式和工作工具，工作量本就巨大，还要确保不出现电网隐患和电网经济调度的严谨需求，需要反复在计算、估计和推演，使得工作量更大。

当前计算电容电流和电感电流主要是手记配合计算器的方式，而补偿率的计算除了手记配合计算器之外，还要进行估计，以求得最佳补偿率。计算过程不够严谨容易出错，而估计过程更是频繁复杂，调度员需要估算多种档位组合，才能估计出最佳档位组合。这种方式不够严谨而且工作量巨大，很难确保调度经济最优化和调度工作的效率。在切导电容电感电流时，切哪个线路最好，导到哪个系统母线最优，切导后对电网会有怎样影响，是调度消弧线圈时最重要的工作了。现在是凭借纸制电容电感电流文档、纸制系统图和D5000场站图来设计切导设备方式的，时常需要手记、计算器算和调度人员的经验，还要时常在文档和各系统中查看信息或拓扑结构，使得工作效率低，而一旦没有估计出最优的切导方式还会影响电网经济。文档多、平台多、工作智能化不足，让调度人员工作压力大，对调度经验要求高，新调度员很难进入工作体系中。

3，问题的研究与分析

3.1，自动化电网消弧线圈运行计算

计算电容电流和电感电流合计，一直以纸制、手记和计算器的组合来计算的，而自动计算电容电感电流合计的功能，通过提前输入好的电容电感电流，一体式计算所有系统和母线的合计。通过电容电流和电感电流公式，来计算它们的合计，除了计算母线合计，还要计算系统合计，帮助调度人员安全高效的工作。为了确保数据计算后的正确性，还要通过反续计算方式，把结果反向推导回去进行验证，达到安全可靠电网的目标。计算结果通过通过图形方式体现出来，要让调度人员对计算结果和相关系统设备一目了然。并在前期使用阶段，让调度人员用新老两种方式，对计算结果进行考证，以求电网安全稳定的计算结果论证。

3.2，补偿率的智能分析

通过电容电流和电感电流的合计，自动计算出一个母线所代设备的补偿率。

计算补偿率的公式参数：电容电流：IC；电感电流：IL；最佳补偿率为：20%；

计算补偿率的公式：（IL-IC）/IC*100%。

选择最合适的档位，一直是调度人员最费时间的工作之一，而智能计算最佳档位的功能通过全结果集计算和智能选择，可以让调度人员不在需要花费大量工作时间，用调度经验来计算最佳档位。智能计算最佳档位实现了提高工作效率和降低最佳档位选择的失误率的目标。

全结果集排序，排序的方式有很多种，我们选择了最常用的递归排序法和叠加排序法，通过对两种方法的实际测试与研究，我们确定了叠加排序法效率更高。

递归排序法：线圈A为1档、线圈B为1档、线圈C为1档，线圈A为1档、线圈B为2档、线圈C为1档，线圈A为1档、线圈B为3档、线圈C为1档，……，

线圈A为1档、线圈B为1档、线圈C为2档，线圈A为1档、线圈B为1档、线圈C为3档，……，

线圈A为2档、线圈B为N档、线圈C为N档，……，

线圈A为N档、线圈B为N档、线圈C为N档。

递归排序法算法效率：设定为三个线圈，每个线圈14个档位，测试3次，用递归排序法耗时分别为5.6秒、5.8秒和5.8秒。

叠加排序法：线圈A为1档，线圈A为2档，……，

线圈A为N档，线圈A为N档、线圈B为1档，……，

线圈A为N档、线圈B为N档，线圈A为N档、线圈B为N档、线圈C为1档，线圈A为N档、线圈B为N档、线圈C为2档，……，

线圈A为N档、线圈B为N档、线圈C为N档。

叠加排序法算法效率：设定为三个线圈，每个线圈14个档位，测试3次，用叠加排序法耗时分别为0.8秒、0.9秒和0.7秒。综上所诉我