基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，通过搭建配电网拓扑模型，依靠仿真软件PSD‑BPA的暂态仿真程序和短路电流计算程序批处理，完成配电网变压器累积效应评估功能，计算依托配电网拓扑结构模型以及实际配电网的电气参数、运行方式，修改主网运行方式及暂态稳定文件，搭建配电网末端母线短路故障仿真模型和短路计算方法；通过变压器短路故障电流累积效应的计算模型，计算在配网末端母线发生故障后，流过变压器短路电流，并与累积效应初始值进行叠加得到变压器短路故障电流累积效应值，最后输出结果进行图形化显示，并进行评估。本发明专利技术为配电网设备提供了状况预警和设备检修优先策略，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力自动化
，具体涉及一种基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法。
技术介绍
配电网变压器设备故障累积效应评估是指当配电网长期多次发生短路故障或过电流时，变压器设备上流过的穿越性短路电流以及过负荷电流对设备产生的影响的累积效应的评估。对其进行计算的方法是，基于递归运算，遍历所有故障通路，完成配电网拓扑结构模型建立以及拓扑转换；基于配电网历史故障数据，建立短路电流和过负荷电流的批处理计算模型，计算其对变压器设备累积效应评估的影响。当配电网历史故障数据无法直接从故障录波装置或保护信息子站获得时，依托实际电网的电气参数、运行方式，建立短路电流故障仿真模型，计算在电网发生故障后，流过变压器设备的故障短路电流，评估短路故障电流累积效应。同理，根据实际电网的电气参数、运行方式，建立过负荷电流仿真模型，计算过负荷时流过变压器设备的过负荷电流，分析过负荷电流累积效应。不同于主电网结构，配电网的出线众多，其结构以树型和环网型居多。因此，针对配电网的拓扑结构进行整体建模十分复杂，计算数据量庞大，计算周期长，不利用配电网变压器设备故障累积效应评估的快速评估。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中配电网的出线众多，其结构以树型和环网型居多，针对配电网的拓扑结构建模十分复杂，计算数据量庞大，不利用配电网变压器设备故障累积效应评估的快速评估的问题。本专利技术的基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，通过搭建配电网拓扑模型，实现拓扑转换，依托PSD-BPA批处理计算，过程简化，实现对配电网中变压器设备的状况评估，计算周期快，实现快速评估，具有良好的应用前景。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，通过故障提取模块，从故障信息库中提取必要故障信息，所述必要故障信息包括故障ID、故障时间、城市ID、故障类型、变电站ID、变电站名称、变电站电压等级和重合闸情况；步骤(B)，通过配网拓扑转换模块，搭建配电网拓扑结构模型，完成配电网线路及各变电站中变压器参数归算，修改主网运行方式文件，与主网实现对接；步骤(C)，提取配电网末端的母线名称，根据电网运行理论分析，形成以配网末端最严重的三相短路故障为故障信息的短路电流计算程序控制文件，形成短路电流控制文件；步骤(D)，根据短路电流控制文件，通过仿真模块调用PSD-BPA暂态稳定仿真程序和短路电流计算程序，分别得到故障发生期间的流经变压器设备的电流瞬时值数据和电流初始值；步骤(E)，通过累计效应计算模块，利用获得的仿真计算临时结果文件计算变压器设备的累积效应值，将该值累加到历史数据上，得到变压器设备数据更新后的累积效应值，并将结果写到结果文件上，并图形化显示；步骤(F)，采用故障触发机制，实时监听故障集中新写入的文件事件，并判断是否触发故障解析模块、PSD-BPA暂态稳定仿真、短路电流计算的执行，更新变压器设备的累计效应值；采用事件监听机制，当存储故障集的文件夹中有新的故障信息文件写入时，且上述的判断为是，则触发判断模块进行判断，对配电网中该变压器设备的状况评估。前述的基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：步骤(B)，通过配网拓扑转换模块，搭建配电网拓扑结构模型，完成配电网线路及各变电站中变压器参数归算，修改主网运行方式文件，与主网实现对接，包括以下步骤，(B1)根据故障ID，调用故障信息库中变电站数据，遍历从故障配网末端变电站到220kV主网架变电站经过的所有通路，以Dictionary函数的形式将每一条通路的变电站信息储存起来；(B2)通过配网拓扑建立模块，将同一通路相邻的变电站连接起来，形成输电线路，同时剔除重复出现的线路，完成配网拓扑结构的建立；(B3)通过配网拓扑转换模块，将配网拓扑结构以PSD-BPA暂态稳定仿真程序能识别的格式分别形成T卡，L卡，B卡，XO卡以及XR卡的增补数据，并写入对应的主网运行方式文件，暂态稳定参数文件，与主网实现对接。前述的基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：步骤(E)，通过累计效应计算模块，输出变压器设备的故障累计效应信息，包括以下步骤，(E1)通过变压器信息输出模块，从短路电流控制文件中筛选低压侧短路电流超过阀值的变压器信息，对于同一变电站含有多个变压器的状况，以实际变压器参数为基础，采用电路模型，筛选出每一台低压侧短路电流超过阀值变压器信息；(E2)通过公式(1)和(2)，对于筛选出的低压侧短路电流超过阀值的变压器信息，利用获得的仿真计算临时结果文件计算变压器设备的累积效应值，将该值累加到历史数据上，得到变压器设备数据更新后的累积效应值，并将结果写到结果文件上输出， T f i = max T f A 0 + ∫ t 0 t ΔI f A i 2 ( t ) d t T f B 0 + ∫ t 0 t 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，通过故障提取模块，从故障信息库中提取必要故障信息，所述必要故障信息包括故障ID、故障时间、城市ID、故障类型、变电站ID、变电站名称、变电站电压等级和重合闸情况；步骤(B)，通过配网拓扑转换模块，搭建配电网拓扑结构模型，完成配电网线路及各变电站中变压器参数归算，修改主网运行方式文件，与主网实现对接；步骤(C)，提取配电网末端的母线名称，根据电网运行理论分析，形成以配网末端最严重的三相短路故障为故障信息的短路电流计算程序控制文件，形成短路电流控制文件；步骤(D)，根据短路电流控制文件，通过仿真模块调用PSD‑BPA暂态稳定仿真程序和短路电流计算程序，分别得到故障发生期间的流经变压器设备的电流瞬时值数据和电流初始值；步骤(E)，通过累计效应计算模块，利用获得的仿真计算临时结果文件计算变压器设备的累积效应值，将该值累加到历史数据上，得到变压器设备数据更新后的累积效应值，并将结果写到结果文件上，并图形化显示；步骤(F)，采用故障触发机制，实时监听故障集中新写入的文件事件，并判断是否触发故障解析模块、PSD‑BPA暂态稳定仿真、短路电流计算的执行，更新变压器设备的累计效应值；采用事件监听机制，当存储故障集的文件夹中有新的故障信息文件写入时，且上述的判断为是，则触发判断模块进行判断，对配电网中该变压器设备的状况评估。...

【技术特征摘要】
1.基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，通过故障提取模块，从故障信息库中提取必要故障信息，所述必要故障信息包括故障ID、故障时间、城市ID、故障类型、变电站ID、变电站名称、变电站电压等级和重合闸情况；步骤(B)，通过配网拓扑转换模块，搭建配电网拓扑结构模型，完成配电网线路及各变电站中变压器参数归算，修改主网运行方式文件，与主网实现对接；步骤(C)，提取配电网末端的母线名称，根据电网运行理论分析，形成以配网末端最严重的三相短路故障为故障信息的短路电流计算程序控制文件，形成短路电流控制文件；步骤(D)，根据短路电流控制文件，通过仿真模块调用PSD-BPA暂态稳定仿真程序和短路电流计算程序，分别得到故障发生期间的流经变压器设备的电流瞬时值数据和电流初始值；步骤(E)，通过累计效应计算模块，利用获得的仿真计算临时结果文件计算变压器设备的累积效应值，将该值累加到历史数据上，得到变压器设备数据更新后的累积效应值，并将结果写到结果文件上，并图形化显示；步骤(F)，采用故障触发机制，实时监听故障集中新写入的文件事件，并判断是否触发故障解析模块、PSD-BPA暂态稳定仿真、短路电流计算的执行，更新变压器设备的累计效应值；采用事件监听机制，当存储故障集的文件夹中有新的故障信息文件写入时，且上述的判断为是，则触发判断模块进行判断，对配电网中该变压器设备的状况评估。2.根据权利要求1所述的基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：步骤(B)，通过配网拓扑转换模块，搭建配电网拓扑结构模型，完成配电网线路及各变电站中变压器参数归算，修改主网运行方式文件，与主网实现对接，包括以下步骤，(B1)根据故障ID，调用故障信息库中变电站数据，遍历从故障配网末端变电站到220kV主网架变电站经过的所有通路，以Dictionary函数的形式将每一条通路的变电站信息储存起来；(B2)通过配网拓扑建立模块，将同一通路相邻的变电站连接起来，形成输电线路，同时剔除重复出现的线路，完成配网拓扑结构的建立；(B3)通过配网拓扑转换模块，将配网拓扑结构以PSD-BPA暂态稳定仿真程序能识别的格式分别形成T卡，L卡，B卡，XO卡以及XR卡的增补数据，并写入对应的主网运行方式文件，暂态稳定参数文件，与主网实现对接。3.根据权利要求1所述的基于配电网拓扑模型的变压器故障累积效应评估方法，其特征在于：步骤(E)，通过累计效应计算模块，输出变压器设备的故障累计效应信息，包括以下步骤，(E1)通过变压器信息输出模块，从短路电流控制文件中筛选低压侧短路电流超过阀值的变压器信息，对于同一变电站含有多个变压器的状况，以实际变压器参数为基础，采用电路模型，筛选出每一台低压侧短路电流超过阀值变压器信息；(E2)通过公式(1)和(2)，对于筛选出的低压侧短路电流超过阀值的变压器信息，利用获得的仿真计算临时结果文件计算变压器设备的累积效应值，将该值累加到历史数据上，得到变压器设备数据更新后的累积效应值，并将结果写到结果文件上输出， T f i = max T f A 0 + ∫ t 0 t ΔI f A i 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，高磊，袁宇波，曹军，龚雁峰，王海啸，李斌，宋爽，林金娇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32