10kV电网电磁合环操作安全性评估方法

第２２卷第４期　２０１０年８月　电力系统及其自动化学报　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＵ－ＥＰＳＡ　Ｖ０１．２２　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．　２０１０　１０　ｋＶ电网电磁合环操作安全性评估方法　付轲　，蔡泽祥　，邱建　，邹俊雄。　（１．华南理工大学电力学院，广州５１０６４０；２．广东省电力调度中心，广州５１０６００；　３．广东电网公司广州供电局，广州５１０６２０）　摘要：电磁合环操作可以提高系统供电可靠性，但其操作的安全性一直都没有进行系统的分析，无法预测合　环操作风险会有多大。为评估合环操作的安全性，对合环方式进行了分析，建立了合环稳态电流计算模型，提　出两种电磁合环操作安全性评估方法，并用该两种方法对广州电网电磁合环操作进行了评估，评估结果表明　广州电网电磁合环操作整体安全性水平较高，并将评估结论用于指导合环操作，对电磁合环操作的总体安全　性有了深刻的认识。　关键词：合环操作；风险；安全性；评估　中图分类号：ＴＭ７１１　文献标志码：Ａ（Ｂ）　文章编号：１００３—８９３０（２０１０）０４—００７１—０６　Ｓａｆｅｔｙ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　Ｌｏｏｐ　Ｃｌｏｓｉｎｇ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｌ０　ｋＶ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＦＵ　Ｋｅ　，ＣＡＩ　Ｚｅ—ｘｉａｎｇ　，ＱＩＵ　Ｊｉａｎ　，ＺＯＵ　Ｊｕｎ—ｘｉｏｎｇ。　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｓｐａｔｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１０６００，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６２０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａ—　ｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｂｅｅｎ　ｇｉｖｅｎ　ａ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｎｋｎｏｗｎ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅａｄｙ　ｓｔａｔｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｔｗｏ　ｓａｆｅｔｙ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ａｓｓｅｓｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ．Ｔｈｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｓａｆｅｔｙ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔＯ　ｉｎｓｔｒｕｃｔ　ｔｈｅ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ　ｄｅｅｐｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｒｉｓｋ；ｓａｆｅｔｙ；ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　地区电网一般采用环网设计，辐射状运行模　式，设备检修和负荷转移时常涉及到合环操作。电　全运行。　随着电网规模的增大，地区电网的合环点数目　也越来越多，如果对每个合环点都进行计算，则计　磁合环操作可以实现不停电转电，提高供电可靠　性，在地区电网中已经引起越来越高的重视。很多　算维护工作量非常大。而且根据理论分析和合环操　作试验，大部分合环操作都是安全的，不会引起设　地区在进行电磁合环操作时，不进行合环电流计　算，直接进行合环操作。在合环开关两侧电压相差　较大，馈线初始负荷较重时，直接合环操作可能会　导致合环后电流过大，引起设备过载，影响电网安　备过载，对每个合环点进行计算也是没有必要的。　因此，研究１Ｏ　ｋＶ电网电磁合环操作的安全性评估　方法，解决电磁合环操作的适时计算问题就变得非　收稿日期：２００９—０６—０３；修回日期：２００９—０７—２８　・　７２　・　电力系统及其自动化学报　第２２卷　常迫切。　方式１　不同２２０　ｋＶ．片网之间的馈线联络，　本文结合广州地区电网实际，对电磁合环操作　如图１（ａ）所示。　的方式、稳态电流计算进行了深入分析，提出两种　方式２　相同２２０　ｋＶ片网，不同１１Ｏ　ｋＶ线路　电磁合环操作安全性评估方法。用这两种评估方法　分区的馈线联络，如图１（ｂ）所示。　得出的评估结论，可以用于指导合环电流计算，具　方式３　相同２２０　ｋＶ片网，相同１１０　ｋＶ线路　有较强的实用性。　分区，不同主变之间的馈线联络，如图１（ｃ）所示。　１　电磁合环方式分析　方式４　相同主变，不同馈线之间的联络，如　图１（ｄ）所示。　电磁合环可以按照接线方式进行分类，对于不　方式５　相同馈线，不同支线之间的联络，如　同的电磁合环方式，具有不同的网络特点，其电磁　图１（ｅ）所示。　合环操作的安全性水平也有不同。因此可以从电磁　方式６　１１０　ｋＶ主变１０　ｋＶ馈线与２２０　ｋＶ主　合环方式的角度进行安全性评估。根据配电网接线　变１０　ｋＶ馈线之间的联络，如图１（ｆ）所示。　图可以归纳出，１０　ｋＶ配网合环转电的方式主要有　方式７　２２０　ｋＶ主变１０　ｋＶ馈线之间的联络，　如下７种：　如图１（ｇ）所示。　（ａ）不同２２０　ｋＶ片网　（ｂ）相同片网内不同¨Ｏ　ｋＶ线路　（ｃ）相同ｌｌＯ　ｋＶ线路不同主变　（ｄ）相同主变不同馈线　（ｅ）相同馈线不同支线　（ｆ）１１０　ｋＶ和２２０　ｋＶ主变馈线联路（ｇ）２２０　ｋＶ主变１０　ｋＶ馈线之问的联络　图１　１０　ｋＶ配网合环转电方式　Ｆｉｇ．１　Ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　１０　ｋＶ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　以广州电网为例对合环方式进行了统计，统　分布最多，其次是方式３、４、６，方式５、７数量较少。　计结果如表１所示。　２　考虑馈线初始潮流的合环稳态电流计算　表１　广州电网合环方式分布情况　Ｔａｂ．１　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｔｙｐｅｓ　对上述电磁合环方式进行拓扑分析，可以发现　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　从１０　ｋＶ母线经馈线到合环点的拓扑结构是相同　方式号　１　２　３　４　５　６　７　的，其差异体现在１０　ｋＶ母线以上的外网的拓扑结　个数８９０　７７２　３１３　５３２　４７　２４２　７２　构有所不同，因此可以对相同部分建立相同的网络　百分比（　）　３１　２６．９　１０．９　１８．５　１．６　８．４　２．７　模型，即保留联络开关两侧节点ｐ１和ｐ２，以及馈线　从表１可以看出，合环方式１、２在地区电网中　所在变电站母线节点ｌ和２，不同部分利用网孔等　第４期　付　轲等：１０　ｋＶ电网电磁合环操作安全性评估方法　・７３・　值方法对外网作等值，最后得出一个相同的等值电　路如图２所示。　图２　合环等值电路图　Ｆｉｇ．２　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　图中：　、　为合环点两侧１０　ｋＶ母线的电压；Ｒ　、　Ｘ　、Ｒ　、ｘ　分别为合环点两侧馈线的电阻和电抗；　Ｒ。、Ｘ。为外网等值电阻和电抗；　、ｊ　分别为两条　馈线的初始电流；ｊ为由于合环两侧电压差异产生　的环流；　、　分别为合环开关两侧的电压。在实　际合环操作中很难直接获得合环开关两侧的电压，　但是１Ｏ　ｋＶ母线的电压幅值、相角可以通过调度员　潮流获取，因此可以根据１０　ｋＶ母线电压以及馈线　电流来计算合环点的电压。以图２中变电站２的１０　ｋＶ母线的电压　为参考相量，设　的相角为　合环等值总阻抗为Ｒ＋ｊｘ，合环两馈线的功率因数　分别为ｃｏ　、ｃ０　２，根据电路原理可知：　一Ｖ１一ｊ　（Ｒ　＋ｊＸ　）一Ｖ１一（△Ｖ１＋　１）＝＝＝Ｖ１　ｃｏｓ　２＋ｊＶ１　ｓｉｎ８１２一　（△Ｖｌ　ｃｏｓ　ｌ２＋ｊ△Ｖ１　ｓｉｎ８１２＋　ｌ　ｃｏｓ（８１２＋　９０。）＋ｊ３Ｖ１（ｓｉｎ８１２＋９０。））　（１）　２一　一（△　＋３Ｖｚ）一Ｖｚ一（△Ｖｚ＋ｊａｖｚ）　（２）　式中：　ＡＶｌ一　（　ｌ　ｃｏ。　１Ｒｌ＋　１　ｓｉｎ　ｌＸ１）　３Ｖ１一　（　１　ｃｏｓ　１Ｘ１一　１　ｓｉｎ９１Ｒ１）　ＡＶ２一√３（１２ｃｏｓ９２Ｒ２＋１２　ｓｉｎ９２Ｘ２）　２一，／ｇ（Ｊ２　ｃｏｓ　２　Ｘ２一　２　ｓｉｎｑ￣２Ｒ２）　合环两侧电压差异引起的环流：　一　二　（３）　√３（Ｒ＋ｊＸ）　馈线１初始电流为　Ｉ１一，１　ｃｏｓ（ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ　１）一　ｌ２）一　ｊＩ１　ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ　１）一　１２）　（４）　馈线２初始电流为　ｊ　一Ｉｚｃｏ　。一ｊＪ。　＝　（５）　合环后流经馈线１的稳态电流为　ｊ　—ｊ　＋　（６）　合环后流经馈线２的稳态电流为　—ｊ　一ｊ　（７）　３　合环操作安全性评估方法　影响合环稳态电流的主要因素包括合环两馈　线所在的１Ｏ　ｋＶ母线的电压差异（包括幅值差和相　角差）、合环总阻抗、馈线的阻抗及其初始负荷。在　系统接线方式确定的情况下，线路参数就不会发生　改变，因而合环的总阻抗、两条馈线的阻抗就固定　不变，可以改变的参数只有随系统运行方式改变而　变化的两馈线所在的１０　ｋＶ母线的电压和两馈线　所带的初始负荷。下面根据可变的影响因素介绍两　种合环操作安全性评估方法。　３．１　基于极端方式的合环操作安全性评估方法　假设可变的影响因素即１０　ｋＶ母线的电压差　异，两馈线的初始负荷为理论上最为极端的方式，　在该方式下，通过理想条件和极端条件下各评估指　标得出各合环点的合环风险级别。风险级别分为绝　对安全、条件安全、绝对不安全。　理想条件是指合环参数中的固定部分（如阻　抗）参数在系统接线方式确定的情况下是不发生　改变的，其余可变参数（如负荷）均为可能的最轻　微情况。该条件下反映合环点参数本身对合环操作　的影响情况。如果在理想条件下都不满足合环要　求，则各合环点即为”绝对不安全”合环点。事实　上，可变参数（负荷）在理论上的最轻微情况为空　载，此种情况下由于不可能产生电压差异，因此理　论上来讲不存在“绝对不安全”的合环点。　极端条件是指除合环参数中的固定部分（如各　合环总阻抗、各馈线总阻抗）外，其余可变参数（如　负荷）均为可能的最严重情况。该情况下计算各合　环点的合环电流，如果不会导致各馈线过载，则该　合环点即为“绝对安全”合环点。　除“绝对安全”和“绝对不安全”以外的合环　点，即为“条件安全”合环点。　３．１．１　１０　ｋＶ母线电压差异极端条件理论分析　对于不同１Ｏ　ｋＶ母线的两馈线合环，其合环电　流大小取决于上级１Ｏ　ｋＶ母线之间的电压差异（电　压幅值差与电压相角差）。由于１１０　ｋＶ主变以上系　统等值阻抗较小，忽略其影响，则¨Ｏ　ｋＶ主变的阻　抗以及负荷差异决定不同１０　ｋＶ母线的电压差异，　・　７４　・　电力系统及其自动化学报　第２２卷　即最大条件为：一侧主变满载，而另一侧主变空载。　因此，根据主变阻抗及其额定容量即可计算出两主　变所带１０　ｋＶ母线的最大电压差异。　３．１．２　馈线负载系数的极端条件理论分析　在１０　ｋＶ母线电压确定的情况下，合环稳态电　流的大小与合环两馈线所带的初始负荷以及馈线　的阻抗有很大关系。对于某一确定的馈线参数，当　其初始负荷满足一定条件时，馈线的稳态电流可达　到最大值，如果在１Ｏ　ｋＶ母线电压取极端方式的　情况下，馈线的稳态电流取最大值，如果此时的稳　态电流仍然小于馈线的载流量，则此合环点就是　“绝对安全”的合环点。　以图２中　电压为参考相量，假设　。，　。。分　别为合环两馈线的载流量，ｋ　，ｋ　分别为合环两馈　线初始电流值和馈线载流量的比值，其取值范围为　［０，１］，则稳态电流相关公式修改为　Ｖｐ１一ＶＩ一　１（Ｒｌ＋ｊＸ１）＝Ｖｌ一（ＡＶＩ＋　１）一Ｖｊ　ＣＯＳ￣Ｉ２＋ｊＶ１　ｓｉｎ３ｌ２一　ｋ１（ＡＶ】ｃｏｓ　１２＋ｊ△Ｖ１　ｓｉｎ８１２＋　８Ｖｌ　ｃｏｓ（８１　２＋９０。）＋ｊ８Ｖ１（ｓｉｎ８１　２＋９０。））　（８）　２一Ｖ２一（Ａ　＋　２）＝＝＝　Ｖ２～ｋ　２（△Ｖ２＋ｊＶ２）　（９）　式中：　ＡＶｌ一√３（Ｉ１　ｃｏｓ　ｌＲ１＋Ｊ１。ｓｉｎ９ｌＸ１）　８Ｖｌ一√３（，１。ｃｏｓ　ｌＸｌ—ｊ１　ｓｉｎ９１Ｒ１）　△Ｖ２一√３（Ｉ２　ｃｏｓ　２Ｒ２＋Ｉ２。ｓｉｎ９２Ｘ２）　８Ｖ２一√３（Ｊ２。ｃｏｓ　２Ｘ２一　２。ｓｉｎ９２Ｒ２）　由于合环两端电压差异产生的穿越环流为　｝一　二　：　二　＋　√３（Ｒ＋ｊＸ）　√３（Ｒ＋ｊＸ）　ｋ２ＡＶ２一ｋｌ（ＡＶ１　ｃｏｓ　１２—８Ｖ１　ｓｉｎ８１２）ｌ　。。。。。。。。。。。。。。。＿。。。－－－＿　●●。。－。＿＿。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。＿－●’－＿Ｈ●＿＿●　●＿。。＿。。。。‘。。。。。。。。。。。。。一　１（Ｒ＋ｊｘ）　！　二　！　！　±垒　一　√３（Ｒ＋ｊＸ）　Ａ＋ｊＢ　　．４３（Ｒ＋　Ｘ）　二　！　！±　二　！（１０）　√３（Ｒ＋ｊＸ）　式中：　Ａ—Ｖｌ　ｃｏｓ３１２一Ｖ２，Ｂ—Ｖ１　ｓｉｎ８１　Ｋ¨一ＡＶ１　ｃｏｓ￥１２—８Ｖ１　ｓｉｎ８１２　Ｋｌ２—８Ｖ１　ｃｏｓ　ｌ２＋ＡＶ１　ｓｉｎ３ｌ２　Ｋ２１一ＡＶ２，Ｋ２２—８Ｖ２　馈线１初始电流为　１一是１　１。ＣＯＳ（ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ＠１）一　１２）一　ｊｋｌｊ１　ｓｉｎ（ａｒｃｅｏｓ（ｃｏｓ　１）一　１２）　（１１）　则合环后馈线１的稳态电流为　—ｊ　＋　＝：＝　［（＾１ｋ１＋ｈｚｋ２＋ｃ）＋ｊ（　。ｋｌ＋　ｈ４ｋ２＋Ｄ）］　（１２）　式中：　Ｚ一√３（Ｒ　＋Ｘ　）　ｈｌ一一Ｋｌ１Ｒ—Ｋ１２　Ｘ＋　ＩｌａＺｃｏｓ（ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ　１）一　１２）　ｈ２一Ｋ２１Ｒ＋Ｋ２２Ｘ，Ｃ—ＡＲ＋ＢＸ　ｈ３一Ｋｕ　Ｘ—Ｋ１２Ｒ—ＩｌａＺｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ　１）一　ｌ２）　ｈ４一一Ｋ２１　Ｘ＋Ｋ２２Ｒ，Ｄ—ＢＲ—ＡＸ　设馈线１稳态电流的模值的平方为函数，　（　。，　ｋ　），则　厂ｌ（忌１，ｋ２）一‘　［（矗１ｋ１＋　２ｋ２＋ｃ）。＋（＾３ｋｌ＋　ｈ　ｋ２＋Ｄ）　］　（１３）　＿厂　（忌　，愚　）取得极值的条件为　＿ｏ，　一。　Ⅲ，　可解得：　ｋｌ一　（矗ｊ—ｈ；）（Ｄｈ　ｚ＋Ｃｈ　）＋２ｈｌｈ３（Ｃｈ　２一Ｄｈ　４）　（　ｌｈ　一ｈ２ｈ３）（　｛＋ｈ；）　（１５）　，Ｄｈ１一Ｃｈ　３　一　此时＿厂　（忌　，是　）取极值且为极小值。　固　＝＝＝　时．厂　（忌　，ｋ　）取得最小值，且目标函数，１（忌　，ｋｚ）　变为一个一元二次函数，并且知道ｋ　、ｋ。的取值范　围为［０，１］，根据一元二次函数的单调性可求解　厂　（是　，ｋ　）的最大值。由此，　（是　，ｋ。）最大值情况下　的ｋ　、忌　的取值即为馈线１有最大合环稳态电流时　的“极端条件”，同理可判断出馈线２的“极端条　件”。进而能够计算出最大合环稳态电流值，从而判　断该合环点的风险级别。　３．２　基于典型方式的合环操作安全性评估方法　前面介绍的基于极端方式的合环操作安全性　评估方法是一种非常有意义的评估方法。如果用该　第４期　付　轲等：１０　ｋＶ电网电磁合环操作安全性评估方法　・７５・　种评估方法能够找到“绝对安全”的合环点，则在　进行合环操作时，“绝对安全”的合环点是肯定不　需要计算的。但是由于该种方法太过保守，“绝对安　全”的合环点数量太少甚至没有，大多都是“条件　安全”的合环点。要对“条件安全”的合环点进行深　入分析，就需要采用基于典型方式的合环操作安全　性评估方法进行安全性评估。　基于典型方式的合环操作安全性评估方法的　整体思路就是修改极端方式，采用该合环点最可能　出现的运行工况进行计算，其所需参数通过潮流计　算和负荷预测数据提供参考，从而反映出电网运行　的实际情况。具体评估内容如下：　（１）两馈线所在的１０　ｋＶ母线电压根据夏大、　夏小、冬大、冬小四种典型方式数据来计算。　（２）两馈线所带的初始负荷数据采用线路的　负荷预测数据来进行计算，负荷预测数据包括最大　负荷、最小负荷和平均负荷数据。　（３）根据夏大、夏小、冬大、冬小四种典型方式　以合环各馈线的最大负荷、平均负荷、最小负荷及　空载情况所组成的可能运行方式分别计算出合环　稳态电流，判断合环后线路有无过载。若线路没有　过载则证明在此方式和负荷数据下可进行合环，标　记为“１”；若过载则不可进行合环，标记为“０”。最后　统计出可合环方式的数目，除以总的合环方式的数　目，即可得到该合环点的合环成功率。对地区电网　中的所有合环线路进行统计，即可以成功率的方式　给出地区电网的合环操作安全性评估。　４　工程应用　用上述介绍的合环操作安全性评估方法对广　州电网进行了合环操作安全性评估，具体评估内容　如下：　（１）先采用基于极端方式的合环操作安全性　评估方法进行评估，计算结果如表２所示。　表２　极端条件馈线负载率分布情况　Ｔａｂ．２　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｅｅｄｅｒ＇ｓ　Ｌｏａｄ　Ｒａｔｅ　ｉｎ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　编号　霎霎未　霎萎　娶　１　２　３　４　５　合计　用表２的数据，对广州电网所有合环点在极端　条件下的合环稳态电流进行了计算，计算结果表明　所有合环点的稳态电流都会超过某一馈线的载流　量，即广州电网中不存在“绝对安全”的合环点，全　部都是“条件安全”的合环点。　（２）为了深入分析“条件安全”的合环点，采用　基于典型方式的合环操作安全性评估方法进行评　估，评估计算结果如图３和４所示。（备注：成功率　为１即合环成功率为１００　，ｏ４，沿此类推。）　ｌ　一方式１　２　３．４　５　６　７　嚣　‘；　｛．：｛‘：；ｊ　　　！　一　。１．：　・；：：　｝　露－■　ｅ　０　；‘！｛　篓。　ｊ‘　；！　ｆ　ｆ　．　‘．’：　‘！；‘．‘．．．　｝　；・．；ｌ　ｊ　ｌ；　；・．・：　。‘；：ｆ．ｉ　ｌ；　；　｛・：：｛０￡；・　ｊ　：　ｏ　・　ｌ｛ｌ｝　１　．　：‘．’　．　‘：　：　‘　・　ｌ・｝ｌ　‘．　ｄｎ　０　；　｝；‘　‘　：　・　：　：　ｌ　・Ｊ　Ｌ　合环点数目，个　图３　按照合环方式顺序排列的广州电网合环成功率分布　Ｆｉｇ．３　Ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｓｕｃｃｅｓｓ　ｒａｔｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ｂｙ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｍｏｄｅ　合环点数目，个　图４　按合环成功率大小排列的广州电网合环成功率分布　Ｆｉｇ．４　Ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｓｕｃｃｅｓｓ　ｒａｔｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ｂｙ　ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｓｕｃｃｅｓｓ　ｒａｔｅ　从上述图中可以得到如下结论：　１）方式１、方式６合环点的合环成功率相对比　较均匀的分布在０至１之间，说明该两种合环方式　下的合环成功率比较低。　２）方式２、方式３、方式４、方式５、方式７合环点　的合环成功率大部分都集中在１附近，说明合环成　功率比较高。具体结果为方式２合环成功率为１的　有４６２条，占总数的５９．８％，没有合环成功率为０　的点；方式３、７总共有２２７条合环成功率为１的，占　５９．１　，没有合环成功率为０的点；方式４有４４４条　合环成功率为１的，占８３．６　，没有合环成功率为　０的点；方式５有４７条合环成功率为１的，占　１００　，没有合环成功率为０的点。　根据以上评估结论在实际电磁合环操作时可　以得出如下指导原则：　１）对于合环方式１和６，即不同２２０　ｋＶ片网之　・　７６　・　电力系统及其自动化学报　］口　　第２２卷　］　间的馈线联络和同一２２０　ｋＶ片网中１１０　ｋＶ主变　１０　ｋＶ馈线与２２０　ｋＶ主变１０　ｋＶ馈线之间的联络，　［４］　于建辉，周浩，陆华（Ｙｕ　Ｊｉａｎｈｕｉ，Ｚｈｏｕ　Ｈａｏ，Ｌｕ　Ｈｕａ）．　杭州１０　ｋＶ配电网合环问题的研究（Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｈａｎｇｚｈｏｕ　１ＯｋＶ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｌｏｏｐ　０ｐ—　由于合环成功率较低，在每次合环操作时都建议进　行合环稳态电流计算。　２）对于合环方式２、３和７，由于合环成功率水　平较高，当合环两馈线所在的１Ｏ　ｋＶ母线的相角差　ｅｒａｔｉｏｎ）［Ｊ］．机电工程（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎ—　ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍａｇａｚｉｎｅ），２００７，２４（１０）：５４—５７．　ａｎｇ　Ｘｉｎｇｈｕａ）．地区电网合环操作的潮流　１１５］　强兴华（Ｑｉ近似计算（Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｆｌｏｗ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｌｏｓｅｄ　超过５。时，才建议进行合环稳态电流计算。　３）对于合环方式４和５，由于合环成功率水平　ｌｏｏｐ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｌｏｃａｌ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ）［Ｊ］．江苏电机　工程（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ），２００２，２１（５）：３９　非常高，当两条馈线初始负荷水平接近线路载流量　时，才建议进行合环稳态电流计算。　５　结语　本文对电磁合环操作进行了系统的分析，提出　了两种１０　ｋＶ电磁合环操作安全性评估方法。并用　上述两种评估方法对广州电网电磁合环操作进行　了安全性评估。根据评估结果得出广州电网电磁合　环操作安全性整体水平较高，但不存在”绝对安　全”的合环点的结论，并且可用于指导合环电流计　算。安全性评估方法的提出，加深了对地区电网电　磁合环操作安全性的认识，对指导１０　ｋＶ电磁合环　操作具有重要的意义。　参考文献：　曹亮，孔峰，陈昆薇（Ｃａｏ　Ｌｉａｎｇ，Ｋｏｎｇ　Ｆｅｎｇ，Ｃｈｅｎ　Ｋｕｎｗｅｉ）．一种配电网的实用潮流算法（Ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｆｌｏｗ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ）［Ｊ］．电网技术（Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇｙ），２００２，２６（１１）：５８—６０．　叶清华，唐国庆，王磊，等（Ｙｅ　Ｑｉｎｇｈｕａ，Ｔａｎｇ　Ｇｕｏ—　ｑｉｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｌｅｉ，ｅｔ　ａ１）．配电网合环操作环流分析系　统的开发和应用（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｃｌｏｓｅｄ　ｌｏｏｐ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕ—　ｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ）［Ｊ］．电力系统自动化（Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ），２００２，２６（２２）：６６—６９．　夏翔，熊军，胡列翔（Ｘｉａ　Ｘｉａｎｇ，Ｘｉｏｎｇ　Ｊｕｎ，Ｈｕ　Ｌｉｅｘ－　ｉａｎｇ）．地区电网的合环潮流分析与控制（Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｌｏｏｐ　ｐｏｗｅｒ　ｆｌｏｗ　ｉｎ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔ—　ｗｏｒｋ）［Ｊ］．电网技术（Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），　２００４，２８（２２）：７６—８０．　４Ｏ．　［６］　钱兵，程浩忠，杨镜非，等（Ｑｉａｎ　Ｂｉｎｇ，Ｃｈｅｎｇ　Ｈａ—　ｏｚｈｏｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｊｉｎｇｆｅｉ，　ａ１）．电网合环辅助决策软　件研究（Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｏｂｊｅｃｔ—ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌ　ａｓ—　ｓｉｓｔａｎｔ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ－－ｍａｋｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｆｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｌｉｎｋａｇｅ）［Ｊ］．电力自动化设备（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｕｔｏ—　ｍａｒｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ），２００２，２２（３）：８一ｌ１．　［７］　杨志栋，刘一，张建华，等（Ｙａｎｇ　Ｚｈｉｄｏｎｇ，Ｌｉｕ　Ｙｉ，　Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｈｕａ，　ａ１）．北京１０　ｋＶ配网合环试验与　分析（Ｌｏｏｐ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｂｅｉ—　ｊｉｎｇ　１０　ｋＶ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ）［Ｊ］．中国电力（Ｅｌｅｃ—　ｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ），２００６，３９（３）：６６—６９．　［８３　陈霄，王磊，李扬（Ｃｈｅｎ　Ｘｉａｏ，Ｗａｎｇ　Ｌｅｉ，Ｌｉ　Ｙａｎｇ）．　配电网络合环冲击电流的分析（Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｕｒｇｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｌｏｏｐ　ｉｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｇｒｉｄ）［Ｊ］．　电力自动化设备（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐ—　ｍｅｎｔ），２００５，２５（４）：４０—４２．　［９］　葛少云，李晓明（Ｇｅ　Ｓｈａｏｙｕｎ，Ｌｉ　Ｘｉａｏｍｉｎｇ）．基于戴　维南等值的配电网合环冲击电流计算（Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｕｒｇｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｕｅ　ｔＯ　ｃｌｏｓｉｎｇ　ｌｏｏｐ　ｉｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔ—　ｗｏｒｋ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｔｈｅｖｅｎｉｎ　Ｓ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）［Ｊ］．电力系统　及其自动化学报（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＳＵ—ＥＰＳＡ），　２００７，１９（６）：１２４—１２７．　作者简介：　付轲（１９８５一），男，硕士研究生，研究方向为电力系统保　护、控制与自动化。Ｅｍａｉｌ：ｋ．ｆｕ＠ｍａｉｌ．ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ　蔡泽祥（１９６Ｏ一），男，教授，博士生导师，研究方向为电力系　统继电保护、电力系统稳定分析与控制。Ｅｍａｉｌ：ｅｐｚｘｅａｉ＠　ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ　邱建（１９８２一），男，硕士，主要从事电力系统保护、控制与　自动化研究工作。Ｅｍａｉｌ：９９６７３９１８＠ｑｑ．ｃｏｒｎ