本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种合环电流计算方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
随着配电网建设的加快，双电源供电和多电源供电已成为提高配电网供电可靠性的有效供电模式。在此模式下，通过合环操作，可最大限度地减少用户停电时间。但是在合环操作时，因合环开关两侧电压差、相角差、配电线路复杂的运行参数、主网运行方式调整不可预知性等原因，可能使合环操作环路中产生过大环流，引起配电线路过流保护误动，进而导致供电事故。
由于调度人员掌握的技术分析手段也十分有限，进行不停转电操作时，只能依靠以往的经验来判断是否进行合环，这样，不仅容易出现判断偏差，而且由于没有量化数据的支持，经常会出现误判，而量化数据中最突出的影响合环结果的数据为合环电流，合环电流的大小可以帮助工作人员准确的判断是否可以进行合环。
但是，目前合环电流的计算方式复杂，而且准确度较低，无法快速有效的给工作人员操作数据支持。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要提供一种合环电流计算方法、装置、设备及存储介质，用以解决目前工作人员在合环操作时缺少准确有效的合环电流数据支持的问题。
第一方面，本发明提供一种合环电流计算方法，包括如下步骤：
建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型；
在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源；
计算合环支路的等效总阻抗；
根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流；
根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流；
将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。。
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述简化条件包括：
所有进行配网合环操作的变电站均由一座220kv变电站供电；
变电站投入的电容器对母线电压和无功的影响忽略不计；
忽略不经过合环电流的配网支线负荷和分流作用，只进行变电站出线到联络开关之间的线路参数计算；
对不同的主变进行变比取值，使主变的变比一致，并规定主变合环时的运行档位。
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述等效电压源的计算方法为：
获取合环路径上的各段馈线的平均负荷密度，根据所述平均负荷密度和馈线的长度比例计算合环开关两侧的两段线路的等值负荷后，计算两段线路的电势差，并作为所述等效电压源。
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述计算合环支路的等效总阻抗的方法为：
将合环支路上的所有线路的阻抗之和作为等效总阻抗。
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述计算合环点两侧电压差引起的环流的方法具体为：
其中，
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流的步骤具体为：
根据合环路径上的10kv母线的电压数据，采用前推回代法对所述合环路径上10kv以下供电馈线进行辐射线路潮流计算，以得到合环前的开环电流。
优选的，所述的合环电流计算方法中，所述合环冲击电流为所述合环稳态电流的两倍。
第二方面，本发明还提供一种合环电流计算装置，包括：
等效模型建立模块，用于建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型；
等效电压源计算模块，用于在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源；
等效总阻抗计算模块，用于计算合环支路的等效总阻抗；
第一环流计算模块，用于根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流；
第二环流计算模块，用于根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流；
合环电流计算模块，用于将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。
第三方面，本发明还提供一种合环电流计算设备，包括：处理器和存储器；
所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上所述的合环电流计算方法中的步骤。
第四方面，本发明还提供一种所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的合环电流计算方法中的步骤。
【有益效果】
本发明提供的合环电流计算方法、装置、设备及存储介质，通过将合环运行等效为开环运行方式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果，然后分别计算出开环电流和合环点两侧具有附加电压源时的合环点两侧电压差引起的环流，减少了计算的复杂度，可帮助工作人员快速获取合环电流数据，从而为操作人员提供准确有效的数据支持。
附图说明
图1本发明提供的合环电流计算方法的一较佳实施例的流程图；
图2为本发明配网合环转电合环操作时的等值电路的原理图；
图3为本发明合环电流计算程序的一较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的合环电流计算方法，包括如下步骤：
s100、建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型。
具体来说，在电网实际运行过程中，由于变压器、线路等电气元件参数匹配不合理，会在合环形成的环网内产生功率环流，故可采用叠加定理分析这一循环功率。根据叠加定理，合环后的线路潮流由两部分叠加而成：一部分为合环前线路的初始潮流，另一部分由合环开关两侧电压向量差引起的均衡潮流。当合环前两侧线路潮流为零时，节点i、j之间的潮流即为纯粹的均衡潮流。故在合环电流进行分析时，可将合环运行等效为开环运行方式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果，合环稳态电流等于开环方式下的负荷电流与合环点两侧电压差引起的环境的叠加。
具体的，请参阅图2，在分析配网合环转电合环操作时线路潮流，将配网合环转电各种方式归纳等值电路如图2所示。
其具体的参数如下所示：
a侧相关的参数：主变等值阻抗xt1(可根据地区电网继电保护整定方案确定)，母线电压
通过对图2进行运算即可得到合环点两侧电压差引起的环流。
s200、在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源。
具体的，常规的潮流计算需要大量的数据和参数：配电网络的节点多、平衡节点电压模值和相角、pv节点注入有功和电压模值、线路型号及长度、变压器分接头位置等运行参数，同时由于配网分支很多，潮流计算复杂。因此，本发明根据实际工程需要对配电网网络合环计算模型进行了简化。具体的，所述简化条件包括：
所有进行配网合环操作的变电站均由一座220kv变电站供电；
变电站投入的电容器对母线电压和无功的影响忽略不计；
忽略不经过合环电流的配网支线负荷和分流作用，只进行变电站出线到联络开关之间的线路参数计算；
对不同的主变进行变比取值，使主变的变比一致，并规定主变合环时的运行档位。
进一步的，所述等效电压源的计算方法为：
获取合环路径上的各段馈线的平均负荷密度，根据所述平均负荷密度和馈线的长度比例计算合环开关两侧的两段线路的等值负荷后，计算两段线路的电势差，并作为所述等效电压源。
具体来说，如图2所示，由上述参数可知，
馈线1初始电流：
馈线2初始电流：
其中，θ1为初始电流i10的振荡频率，θ2为初始电流
故根据上述描述可知：
故所述等效电压源即为：
s300、计算合环支路的等效总阻抗。
具体的，本发明实施例将等效总阻抗简化为电阻r、电抗l的串联网络，故在具体实施时，所述步骤s300具体为：
将合环支路上的所有线路的阻抗之和作为等效总阻抗。
具体来说，请参阅图2，等效总阻抗z即为a侧第一段馈线阻抗、第二段馈线阻抗和第三段馈线阻抗串联后与b侧第一段馈线阻抗、第二段馈线阻抗和第三段馈线阻抗串联后并联的阻抗。
s400、根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流。
具体的，所述合环点两侧电压差引起的环流的计算方法为：
其中，
合环后流经馈线1出线开关的电流：
合环后流经馈线2出线开关的电流：
s500、根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流。
具体的，所述步骤s500具体包括：
根据合环路径上的10kv母线的电压数据，采用前推回代法对所述合环路径上10kv以下供电馈线进行辐射线路潮流计算，以得到合环前的开环电流。
具体来说，由于对主网进行潮流计算即可根据10kv及以上的供电线路的电压等级的潮流分布，故本发明实施例在进行合环前的开环电流计算前，根据主网段0kv以下供电馈线进行辐射线路潮流计算，以得到合环前的开环电流。
s600、将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。
具体来说，合环稳态电流只需将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加即可获得，而合环冲击电流需要经过分析与合环稳态电流的关系来获取，具体的，由于电力系统三相对称，所以取其中的一相来研究。环网阻抗可简化为电阻r、电抗l的串联网络。
电路的非齐次微分方程为：
合环电流完全表达式为：
上式(2)中的um为理想电源的幅值；
由上式可见，合环电流由前半部的强制分量和后半部分的自由分量组成，其状态与合环时电源电压的初相角有关，当后半部分自由分量为零时，即合环直接进入稳态状态。
设
从式子(3)可以明显看出，
故本发明在计算了合环稳态电流后，只需将合环稳态电流的两倍作为合环冲击电流，即可快速获取合环冲击电流。
基于上述合环电流计算方法，本发明还相应的提供一种合环电流计算装置，包括：
等效模型建立模块，用于建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型；
等效电压源计算模块，用于在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源；
等效总阻抗计算模块，用于计算合环支路的等效总阻抗；
第一环流计算模块，用于根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流；
第二环流计算模块，用于根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流；
合环电流计算模块，用于将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。
由于上文已对合环电流计算方法进行详细描述，在此不再赘述。
如图3所示，基于上述合环电流计算方法，本发明还相应提供了一种合环电流计算设备，所述合环电流计算设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该合环电流计算设备包括处理器10、存储器20及显示器30。图3仅示出了合环电流计算设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述合环电流计算设备的内部存储单元，例如合环电流计算设备的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述合环电流计算设备的外部存储设备，例如所述合环电流计算设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括合环电流计算设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述合环电流计算设备的应用软件及各类数据，例如所述安装合环电流计算设备的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有合环电流计算程序40，该合环电流计算程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请各实施例的合环电流计算方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(centralprocessingunit,cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述合环电流计算方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述合环电流计算设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述合环电流计算设备的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中合环电流计算程序40时实现如上述实施例所述的合环电流计算方法中的步骤，由于上文已对合环电流计算方法进行详细描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明提供的合环电流计算方法、装置、设备及存储介质，通过将合环运行等效为开环运行方式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果，然后分别计算出开环电流和合环点两侧具有附加电压源时的合环点两侧电压差引起的环流，减少了计算的复杂度，可帮助工作人员快速获取合环电流数据，从而为操作人员提供准确有效的数据支持。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种合环电流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型；
在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源；
计算合环支路的等效总阻抗；
根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流；
根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流；
将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。
2.根据权利要求1所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述简化条件包括：
所有进行配网合环操作的变电站均由一座220kv变电站供电；
变电站投入的电容器对母线电压和无功的影响忽略不计；
忽略不经过合环电流的配网支线负荷和分流作用，只进行变电站出线到联络开关之间的线路参数计算；
对不同的主变进行变比取值，使主变的变比一致，并规定主变合环时的运行档位。
3.根据权利要求1所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述等效电压源的计算方法为：
获取合环路径上的各段馈线的平均负荷密度，根据所述平均负荷密度和馈线的长度比例计算合环开关两侧的两段线路的等值负荷后，计算两段线路的电势差，并作为所述等效电压源。
4.根据权利要求3所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述计算合环支路的等效总阻抗的方法为：
将合环支路上的所有线路的阻抗之和作为等效总阻抗。
5.根据权利要求4所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述计算合环点两侧电压差引起的环流的方法具体为：
其中，
6.根据权利要求1所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流的步骤具体为：
根据合环路径上的10kv母线的电压数据，采用前推回代法对所述合环路径上10kv以下供电馈线进行辐射线路潮流计算，以得到合环前的开环电流。
7.根据权利要求1所述的合环电流计算方法，其特征在于，所述合环冲击电流为所述合环稳态电流的两倍。
8.一种合环电流计算装置，其特征在于，包括：
等效模型建立模块，用于建立合环运行的等效模型，其中，所述等效模型为开环运行模式与合环点两侧具有附加电压源作用的结果叠加后的模型；
等效电压源计算模块，用于在简化条件下对合环的配电网进行潮流计算，以得到合环点两侧的电压矢量差，并将所述电压矢量差作为等效电压源；
等效总阻抗计算模块，用于计算合环支路的等效总阻抗；
第一环流计算模块，用于根据所述等效电压源和所述等效总阻抗，计算合环点两侧电压差引起的环流；
第二环流计算模块，用于根据配电网的潮流数据计算出合环前的开环电流；
合环电流计算模块，用于将合环点两侧电压差引起的环流与所述开环电流叠加得到合环稳态电流，并根据所述合环稳态电流计算出合环冲击电流。
9.一种合环电流计算设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；
所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如权利要求1-7意一项所述的合环电流计算方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-7任意一项所述的合环电流计算方法中的步骤。
技术总结