分区发用电平衡分析及跨区支援路径校核方法及系统与流程

本发明涉及电力系统分区发用电平衡领域，具体而言，涉及一种分区发用电平衡分析及跨区支援路径校核方法及系统。

背景技术：

1、以新能源为主体的新型电力系统建设，融合了火、水、风、光、储等多种传统和新型集中式、分布式能源，能源结构复杂多变，电网运行调节面临突出挑战。

2、另一方面，网省级城市电网采用分层分区的调控管理模式，解环为多供电分区独立运行，电网分区边界随电网运行方式动态调整而变化，根据常规运行方式定制的静态分区转移通道无法与当前运行方式实时匹配，无法编制有效的负荷转供方案，这将影响电网运行安全性、可靠性、合理性。

3、目前采用电网调度人员人工查找方式，进行分区负荷平衡计算和负荷转移；负荷转移引起负荷陡增，逼近供电极限，对电网存在一定的安全隐患。以500kv双环网坚强联络、220kv分区运行的特大城市电网为例，城市电网受区域电力负荷和电网架构发展不平衡的影响，在用电高峰时段、设备检修或恶劣天气下电网故障时，存在供电能力局部不足或用户失电风险。

4、现有技术的不足在于，仅依靠电网调度人员使用离线分区编制工具手动进行电网分区识别、平衡分析和荷转移策略制定，不仅缺乏统一的标准、无法实时追踪分区边界状态，在实际操作中还存在业务繁琐、效率低下、难以实现省地电网协同优化的问题。

5、现有技术1(cn114614468b)的不足之处在于该针对配网区域的负荷转移分析方法的分析目标仅为配网需转移负荷的主变及变电站，并不适用于主网的负荷转移，可满足的电力业务场景较为有限；且并未对负荷转移方案的执行过程和最终结果进行安全校核，无法对可能引起基态、n-1联变热稳定越限和设备失电的负荷转分区方案告警提示，这将给电网带来不可预知的风险。

技术实现思路

1、为克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种了分区发用电平衡分析和跨区支援路径校核支援方法及系统，通过动态获取实时电网模型和数据信息，实现电网分区和分区边界动态识别的功能；结合日前日内预测及计划信息，实现多能源结构的分区发用电平衡实时监视和低裕度分区告警提示的功能；实现日内发用电平衡风险预判，生成分区间能源转移和负荷转移辅助决策和安全校核手段。

2、本发明能够满足能源多元化下的电力平衡监视与保供要求，提高资源统筹协调能力，提升省地一体化分区发供电平衡的在线监视、分析预警、优化决策与校核评估能力，为省地电网协同优化运行提供有力支撑。显著地提高调控系统智能化与自动化水平，减轻调控人员工作负担。

3、本发明采用如下的技术方案。

4、本发明的第一方面提供了一种分区发用电平衡分析及跨区支援路径校核方法，包括以下步骤：

5、步骤1，从外部文件和数据库服务器获取底层数据、负荷预测数据、地区拉限电负荷清单数据、联络变压器稳定限额数据和各分区裕度告警门槛值；其中，底层数据包括：实时电网模型、量测、参数和状态估计计算结果；负荷预测数据包括：日前负荷预测和日内负荷预测数据；

6、步骤2，根据实时电网模型和参数动态识别电网分区，识别内容包括分区内设备、电网分区分界点和发电机/发变组的热备用容量；

7、步骤3，根据实时电网量测和状态估计计算结果、日前负荷预测和日内负荷预测数据、联络变压器稳定限额数据统计分区内发电量和负荷数据，进行分区发用电平衡预测与监视，根据发电量负荷比较结果和各分区裕度告警门槛值发出告警；

8、步骤4，对步骤3告警的分区进行分区负荷转移辅助决策，形成负荷转分区方案及对应的跨区支援路径，并进行基态潮流校核、静态安全分析和风险提示，如果跨区支援后分区发用电仍未平衡，则从地区拉限电负荷清单中导出可控负荷清单执行拉限电；

9、步骤5，将发用电平衡分析和跨区支援路径校核结果进行前端数据展示。

10、优选地，动态识别电网分区具体包括：

11、识别分区内设备，并根据与主变的连接状态确定分区号，在配网的基础上，将主网变电站的主变等值为发电机组，采用状态估计程序的拓扑分析功能进行电气岛分析；分区内所有配网电压等级设备都与分区内主变共享同样的分区号；不与主变相连的配网电压等级设备共享死岛分区号；

12、识别电网分区分界点，包括两种类型：开断的母联/母分开关、开断的线路；

13、识别热备用容量，遍历所有属于死岛分区的发电机和发变组，分析其运行状态，如果机组/发变组处于热备用状态，将机组/发变组的容量计入其热备用母线所属分区的热备用容量中。

14、优选地，识别电网分区分界点时，当识别的电网分区的分界点类型为开断的母联/母分开关时，遍历所有开断的母联/母分开关，如果两端母线分属不同的分区，包含死岛分区，则定义该开关为分区分界点并记录分界点两侧分区号；

15、当识别的电网分区的分界点类型为开断线路时，遍历所有开断线路，辨识线路两端母线所属分区，如果两端母线分属不同的分区，包含死岛分区，则定义该线路为分区分界点并记录分界点两侧分区号。

16、优选地，监视分区发用电平衡并进行告警具体包括：

17、统计分区内发电量，包括发电实时值、发电容量和含热备用的发电容量；

18、统计分区内负荷，包括实时值和预测值；

19、以曲线的形式展示分区发电实时值、发电容量、含热备用的发电容量、负荷有功实时值、负荷有功预测值，自动比对负荷有功预测值和发电容量，以发电容量和负荷有功预测值之差计算该分区发用电平衡裕度，并对发用电平衡裕度低于告警门槛值的分区发出告警。

20、优选地，统计分区内发电量时，对调峰天然气机组的热备用有功容量求和，作为分区含热备用的发电容量的热备用部分，并在短期内增加热备用或调停燃煤机组的有功容量作为热备用部分；

21、统计分区内负荷时，统计过去24小时内分区所有母线在各个时间点的有功负荷之和，生成分区负荷有功曲线，将分区负荷有功曲线最大值作为该分区母线负荷预测峰值。

22、优选地，分区负荷转移辅助决策、安全校核与拉限电具体包括：

23、进行第一次负荷转分区辅助决策，对发用电平衡预警的分区遍历分界点，包括母联/分开关和边界线路，统计分界点内侧母线的负荷预测峰值和分界点外侧分区的发用电平衡裕度，若母线负荷预测峰值小于平衡裕度，形成一个负荷转分区方案；

24、进行第二次负荷转分区辅助决策，监视所有实施第一次负荷转分区方案后的发用电平衡情况，对平衡预警分区再次执行负荷转分区辅助决策；

25、监视所有实施第二次负荷转分区方案后的发用电平衡情况，对平衡预警分区生成分区内可控制负荷清单，导出给外部的批量负荷控制模块，并生成分区拉限电统计信息；

26、对所有负荷转分区方案的执行过程和最终结果，进行基态潮流校核和静态安全分析，对可能引起基态、n-1联变热稳定越限和设备失电的负荷转分区方案告警提示。

27、优选地，负荷转分区方案，包括分界点设备名、对区名称、对区平衡裕度、本区母线名称以及转移负荷量；以列表形式展示所有负荷转分区方案，按转负荷容量倒序排列。

28、优选地，按照分界点类型执行负荷转分区操作，若分界点为母联开关，执行倒母线操作；若分界点为母分开关，执行母分操作；若分界点为线路，执行线路操作。

29、优选地，步骤5中，采用前后端分离的web技术对系统主体功能结果展示，包括：分区信息、分区边界信息、分区裕度信息、分区内部电源、备用电源信息、分区间负荷转移策略和校核结果信息、地区拉限电清单信息、全局控制参数信息。

30、本发明的第二方面提供了一种分区发用电平衡分析及跨区支援路径校核系统，运行所述的分区发用电平衡分析及跨区支援路径校核方法，包括：

31、数据解析模块，用于从外部文件和数据库服务器获取数据；

32、动态识别电网分区模块，用于动态识别分区内设备、电网分区分界点和发电机/发变组的热备用容量；

33、分区发用电平衡监测模块，用于统计分区内发电量和负荷数据，进行分区发用电平衡预测与监视，根据发电量和负荷比较结果发出告警；

34、分区负荷转移辅助决策模块，用于对告警的分区进行分区负荷转移辅助决策，导出可控负荷清单，对形成的负荷转分区方案及对应的跨区支援路径进行安全校核；

35、分区信息和转负荷策略展示模块，用于将发用电平衡分析和跨区支援路径校核结果进行前端数据展示；

36、分析结果读写模块，用于外部文件、数据库服务器与功能执行模块之间进行数据交换。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

38、本发明根据分区发用电平衡监视与负荷预测情况，实现分区边界随电网运行方式动态调整，动态监视分区发用电，为调控人员提供有效的分区转负荷策略和安全校核结果，提升电网的运行平稳可靠性，保障分区供电网络的运行安全性，提升了省地一体化分区发供电平衡的在线监视、分析预警、优化决策与校核评估能力，为省地电网协同优化运行提供有力支撑，具体包括：

39、(1)解决由于电网调控人员业务水平差异，造成的分区问题定位和解决方案的差异化，均以统一的调整标准，规范化操作内容，减轻调度员日常繁杂和困难业务问题，提升人员业务水平。

40、(2)在线实时监视和决策软件，代替离线的分区编制工具和人为经验决策方式，从离线方式下处置时间30min缩短为10min，大大提高了运行方式调整效率，保证电网安全稳定运行，降低设备损坏风险，节约经济成本。

41、(3)进一步有效地保证电网运行稳定性，维持城市供电安全与用电保证，保障社会民生。

42、(4)提供友好的人机交互界面，采用功能模块分明、直观简单的九宫格界面展示风格。切换分区时，所有监视统计、校核分析结果信息均能够实现级联切换刷新，并提供单点自主查询功能，同时支持人为触发安全校核计算。