变电站转供联络图自动生成技术研究

赵志军，姚剑峰，范骏杰，徐 晨

（1.嘉兴恒创电力集团有限公司华创信息科技分公司，浙江 嘉兴314033；2.国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴314033）

当变电站发生全停事故时，中压母线连接的馈线全部停电，调控员需要根据停电馈路与其他非停电馈线间的联络关系，分析出可行的转供电路径，在满足安全约束的前提下，逐条对停电线路进行恢复供电。目前转供电路径识别大多由人工通过查询图形完成。与转供路径相关的图形主要有单线图与系统图，单线图绘制了线路设备以及设备间的电气联络信息[1]，系统图通常反映线路之间的开关联络关系，在转供电路径查询时这2种图形都比较常用。由于变电站全停时涉及的停电线路较多，调控员常常需要跨越多张图纸进行反复查询，获取信息的时间长，效率较低。

受区域接线模式的影响，停电线路之间的转供电路径存在相互叠加与交叉关系[2-3]，从而使得某些转供电路径不再具有可行性，因此，发现停电线路转供电路径之间的电气耦合关系非常重要，而从单线图与系统图中人工提取转供电路径之间的耦合关系则比较困难。

若有一种反映变电站馈线间转供路径与馈线间耦合关系的联络图，在变电站全停事故发生时，调控员就可以借助这张联络图直观发现所有的转供电路径，通过分析转供电路径之间的相互影响，快速发现可行的恢复路径，这对于缩短信息查询时间，提高故障决策效率，快速供电具有重要的意义。

1 变电站转供联络图设计思路

1.1 转供联络图意义

变电站转供联络图主要呈现变电站间馈线的转供路径，它体现的是馈线间的所有供电联络及路径的交叉耦合关系。从内容上来看，它主要包含3 类信息，一是停电线路之间的耦合关系；二是停电线路可选转供电路径；三是与变电站馈线有联络的关联变电站，这3种信息对于恢复供电决策比较重要，而且人工通过图形化提取效率比较低。

变电站转供联络图不仅能够辅助调控员进行转供电决策，还能够在一定程度上反映网架强弱情况，由于该图能够直观表现出线路之间的局部交叉耦合及可行供电路径的多寡，因此，可以通过供电路径的联络数量对比来发现配电网局部网架强弱情况，对于指导电网规划设计、改造也具有一定的指导意义。

1.2 转供联络区模型

为了使得上述信息能够直观呈现，引入转供联络区模型，通过该模型的图形化表达来阐述停电线路之间、转供电路径之间的电气耦合关系。

转供联络区是变电站间中压馈线联络的基本单元，它包括具有直接电气联络关系的所有馈线联络线路，而且只与网架结构有关，既与负荷变化无关，又与开关状态无关，它是配电网“闭环设计、开环运行”理念的直观体现，从物理上把供电恢复路径全局搜索问题转化为转供联络区查询及转供联络区内路径搜索问题，能够有效缩小问题寻优规模，当采用计算机实现时，可以使用多任务并行计算，大大缩短计算时间。

2 变电站转供联络图自动成图技术

图1 变电站转供联络图成图示例

系统前端采用.Net Framework WPF 技术开发，能够根据模型变化自动更新转供联络图，并停电变电站转供联络区类型与数量的变化，对变电站转供联络图进行更新。

2.1 变电站转供联络图生成流程

为了能够表达停电变电站、转供联络区、转供变电站三者间的关系，首先需要对转供联络区进行全局搜索，生成转供联络列表，其次检索出与停电变电站相关的转供联络区，并对转供联络区进行分类，最后对其相关的图元进行自动绘制，形成变电站转供联络图。

2.2 变电站转供联络图自动绘制

考虑到转供联络区对变电站转供联络图布局的影响，需要提前对转供联络区进行分类，共有3类：把无直接联络的转供联络区称为零联络转供区，把关联一个变电站的称为单联络转供区，把多于一个的称为多联络转供区。

绘制变电站转供联络图时，需要指定相对应的图元，变电站图元一般采用长方形方框，内部填写相应站的名称，转供联络区采用园形图元表示，内置相应的联络区标识，馈线采用三折线图元表示。在自动成图时，首先提前设置一个图形绘制区域，确定该区域的纵、横坐标；其次计算出待停电变电站的图形中心点并绘制图元，中心点坐标位于图形绘制区域中心。接下来按转供变电站所对应的转供联络区的类别，确定转供变电图形中心位置并绘制相应的图元。

当转供变电站有关联的多联络转供区时，需要把相关的转供变电站图元按优先安排X正坐标轴两边，X负坐标轴两边。当转供变电站只有单联络转供区时，需要根据转供变电站的数量，把它们有序分布在四个象限内，使转供变电站图形间隔有序，疏密均匀。然后分别计算转供联络区图元中心坐标并绘制图元，转供区联络区图元中心坐标由其对应的转供变电站图形坐标中心与其所对关联的单联络转供联络数量、停电变电站中心位置共同确定。多联络转供区图形中心坐标主要位于0°、90°、180°、270°坐标轴方向。最后安排馈线坐标位置，馈线由停电馈线与转供馈线2 种类型，停电馈线的起点坐标位于停电变电站，终点坐标位于转供联络图形上，起点坐标由停电馈线数量、转供联络区中心坐标位置共同决定，终点坐标由连接到转供联络区的停电馈线数量决定。转供馈线坐标位置由转供变电站与转供联络区图元坐标确定。采用这种按图元类型分层绘制方法，使得各个图元位置与图形中心有序排布，不同的图元类别位于不同的半径上，不同类别的图元数量与角度相关，整体上不会产生交叉，并且疏密有序，保持图形的有序与整洁。

我们以某区域自动生成的110 kV钟埭变电站转供联络图为例，如图1 所示，可以发现，该变电站馈线所涉及的转供联络区共11处，其中，多联络转供区1 个（16），单联络转供区8 个（45、44、43、9、42、17、19、20），零联络转供区2 个（46、47）。

系统上线后，经过一阶段的试运行，变电站转供联络能能够有效缩短调控员从图形中查找、获取决策信息的时间，提高了调控员决策效率。

3 变电站转供联络图应用示例

通过图1可以发现以下重要信息：

该变电站位于零联络转供区（46、47）内的4条馈线在变电站全停时将处于失电状态，需要考虑特殊的方式进行转供电，否则负荷将全部失去。

位于单联络转供区（42）的馈线属于多条停电线路转供到同一条供电路径上，可能会引起对侧过载而无法全部转供。

单联络转供区第（17、19、20）均转供到六店变，而园区变只有第46转供区，因此，在条件允可的情况下，第16转供区停电负荷尽可能转移到园区变，减少六店变的负载率。