【正文】 地理位置接線圖提供了描繪地理層的功能，在繪圖區(qū)進(jìn)行地理層描繪，如下圖47所示。圖47描繪地理層示意圖（2）填充地理層地理位置接線圖提供了填充地理層的功能，在地理層描繪區(qū)內(nèi)，通過顏色選擇窗口，選擇顏色對(duì)描繪的地理層進(jìn)行填充如圖48所示。圖48 填充地理層示意圖 網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D模一體化平臺(tái)提供對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)按網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系及元件構(gòu)成關(guān)系進(jìn)行校驗(yàn)和拓?fù)涞墓δ埽饔?jì)算模塊依賴于正確的網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)與拓?fù)洹?網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)對(duì)常規(guī)網(wǎng)絡(luò)接線關(guān)系以及參數(shù)錯(cuò)誤進(jìn)行檢查。網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)具有如下功能：檢查電壓等級(jí)基準(zhǔn)值、最大值、最小值的關(guān)系及其合理性；檢查物理母線所設(shè)限值與所屬電壓等級(jí)的一致性和合理性；檢查開關(guān)和刀閘兩側(cè)結(jié)點(diǎn)所屬電壓等級(jí)與開關(guān)初始填寫電壓等級(jí)的一致性；檢查物理母線、交流線、直流線等元件設(shè)備結(jié)點(diǎn)所屬電壓等級(jí)與所填電壓等級(jí)的一致性；檢查交流線元件兩側(cè)電壓等級(jí)基準(zhǔn)值是否一致；檢查電容電抗等設(shè)備參數(shù)的合理性和一致性；檢查系統(tǒng)中是否存在孤立結(jié)點(diǎn)、孤立支路等設(shè)備并報(bào)告；形成電壓等級(jí)－設(shè)備的包含關(guān)系表、結(jié)點(diǎn)－元件等的關(guān)聯(lián)關(guān)系表等；輸出檢驗(yàn)結(jié)果信息。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鶕?jù)電網(wǎng)的斷路器、隔離開關(guān)或者設(shè)備狀態(tài)分析判斷出電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這就是電網(wǎng)的拓?fù)浞治龉δ埽浒ㄒ韵聝蓚€(gè)方面的問題。（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓δ芫W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鼍哂腥缦鹿δ埽耗芴幚砣魏谓泳€方式，如單母線、雙母線、雙母線帶旁路母線、環(huán)形接線等；可以分析處理電氣島即子系統(tǒng)的情況，并確定死島、活島狀態(tài)；對(duì)每個(gè)活的電氣島給出指定的參考發(fā)電機(jī)；能處理單端開斷的支路、線路或變壓器問題；能處理人工設(shè)置的遠(yuǎn)方遙信信息；拓?fù)浣Y(jié)果能在畫面上直觀展示。（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞乃惴娏ο到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線分析分為兩個(gè)基本步驟：廠站母線分析，其中母線模型是由節(jié)點(diǎn)模型根據(jù)開關(guān)的閉合狀態(tài)和元件的運(yùn)行狀態(tài)形成的，其功能是分析某一電壓等級(jí)內(nèi)節(jié)點(diǎn)由閉合開關(guān)聯(lián)接成多少條母線，其結(jié)果是將廠站劃分為若干個(gè)母線，這種母線稱作計(jì)算母線；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析，分析具有電氣聯(lián)系的母線集合進(jìn)而得到系統(tǒng)具有幾個(gè)電氣子系統(tǒng)，并劃分網(wǎng)絡(luò)方程組。例如圖49所示的模型系統(tǒng)，經(jīng)廠站母線分析其包括三個(gè)廠站，六個(gè)計(jì)算母線，經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析，得到兩個(gè)孤立的電氣子系統(tǒng)。拓?fù)浞治鰣D49 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪疽鈭D 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了合環(huán)電流仿真系統(tǒng)的開發(fā)，其中對(duì)計(jì)算平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了說明，對(duì)地理位置接線圖程序、網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行了詳細(xì)分析。本章提出的圖模一體化平臺(tái)操作方便，可以通過平臺(tái)方便地建立電網(wǎng)數(shù)據(jù)、繪制電網(wǎng)圖形、進(jìn)行各種合環(huán)電流分析計(jì)算。第5章 基于混合仿真的合環(huán)電流計(jì)算與分析 引 言本章為驗(yàn)證本文所提混合仿真算法的有效性和合理性，以喀什疆南電網(wǎng)110kV輸電系統(tǒng)為例進(jìn)行了電網(wǎng)合環(huán)電流的仿真計(jì)算，對(duì)其中天色線合環(huán)開關(guān)色金斷進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，并對(duì)算例的仿真結(jié)果作了具體分析和比較。 具體算例下圖51所示為喀什疆南電網(wǎng)110kV輸電網(wǎng)地理接線圖，為分析合環(huán)電流情況已對(duì)圖中加注基本潮流計(jì)算結(jié)果。圖51 喀什疆南電網(wǎng)110kV輸電網(wǎng)地理接線圖針對(duì)其中天色線進(jìn)行合環(huán)電流仿真計(jì)算，天色線單線圖如52所示，其中新jn金鹿11與新jn色變11之間存在合環(huán)開關(guān)色金斷路器。圖52 天色線的單線圖顯示 仿真計(jì)算過程與分析首先對(duì)天色線進(jìn)行基本潮流計(jì)算，其結(jié)果如圖53所示：圖53 天色線基本潮流計(jì)算結(jié)果選定合環(huán)點(diǎn)色金斷閉合后，進(jìn)行合環(huán)潮流計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果如圖54所示：圖54 天色線合環(huán)潮流計(jì)算結(jié)果基于潮流計(jì)算結(jié)果，可以進(jìn)行合環(huán)機(jī)電暫態(tài)仿真，執(zhí)行計(jì)算的同時(shí)，系統(tǒng)同時(shí)顯示實(shí)時(shí)曲線監(jiān)視窗口如圖55所示：圖55 合環(huán)潮流計(jì)算實(shí)時(shí)曲線監(jiān)視執(zhí)行合環(huán)混合暫態(tài)仿真，計(jì)算同時(shí)根據(jù)所設(shè)置的自動(dòng)搜索范圍，合環(huán)電流仿真系統(tǒng)在局部范圍內(nèi)自動(dòng)生成電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)，如圖56中紅色部分所示，執(zhí)行計(jì)算的同時(shí)輸出混合暫態(tài)仿真的實(shí)時(shí)曲線監(jiān)視見圖57：圖56 混合暫態(tài)仿真時(shí)的單線圖圖57 混合暫態(tài)仿真的實(shí)時(shí)曲線監(jiān)視其中電磁暫態(tài)計(jì)算結(jié)果曲線輸出如圖58所示：圖58 電磁暫態(tài)曲線報(bào)表信息輸出以上是計(jì)算過程中一些報(bào)表輸出以及實(shí)時(shí)監(jiān)視曲線，由于合環(huán)電流仿真系統(tǒng)用于分析具體合環(huán)操作的可行性，并能通過計(jì)算結(jié)果給出相應(yīng)的合環(huán)操作建議，因此該系統(tǒng)可以對(duì)計(jì)算結(jié)果以具體報(bào)告的形式輸出，可以更直觀的判斷合環(huán)操作的可行性，系統(tǒng)可以輸出的合環(huán)計(jì)算報(bào)告包括：合環(huán)潮流結(jié)果報(bào)告、機(jī)電暫態(tài)計(jì)算結(jié)果報(bào)告、混合仿真計(jì)算結(jié)果報(bào)告和合環(huán)計(jì)算結(jié)果綜合報(bào)告。本文以色金斷為例通過合環(huán)計(jì)算報(bào)告的方式進(jìn)行說明基于混合仿真技術(shù)的合環(huán)電流分析與控制的可行性。（1）合環(huán)潮流結(jié)果報(bào)告如圖59所示：圖59 合環(huán)潮流結(jié)果報(bào)告合環(huán)前潮流輸出以下信息：I側(cè)母線電壓幅值，即為合環(huán)點(diǎn)合環(huán)前I側(cè)母線電壓幅值，單位為kV；J側(cè)母線電壓幅值，即為合環(huán)點(diǎn)合環(huán)前J側(cè)母線電壓幅值，單位為kV；母線電壓差，即為合環(huán)前合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)電壓差，單位為kV；母線相角差，即為合環(huán)前母線兩側(cè)電壓相角差，單位為deg。合環(huán)后潮流輸出以下信息：穩(wěn)態(tài)電流，即為合環(huán)后流經(jīng)合環(huán)點(diǎn)的靜態(tài)電流值，單位為A；母線電壓幅值，即為合環(huán)后合環(huán)點(diǎn)相連母線的電壓幅值，單位為kV；有功功率，即為合環(huán)后合環(huán)點(diǎn)所在線路的有功功率，單位為MW；無功功率，即為合環(huán)后合環(huán)點(diǎn)所在線路的無功功率，單位為MVar。合環(huán)可行性參考輸出以下信息：過流保護(hù)定值，即為自行輸入繼電保護(hù)過流保護(hù)定制，單位為A；過流保護(hù)差值，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)保護(hù)差值，單位為A；過流保護(hù)差值百分比，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)過流保護(hù)差值百分比；合環(huán)操作是否可行，即為通過潮流結(jié)果系統(tǒng)判斷合環(huán)是否可行的結(jié)論。（2）機(jī)電暫態(tài)計(jì)算結(jié)果報(bào)告如圖510所示：圖510 機(jī)電暫態(tài)計(jì)算結(jié)果報(bào)告合環(huán)可行性參考輸出以下信息：最大沖擊電流值，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下合環(huán)最大沖擊電流值，單位為A；最大允許電流值，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下允許的合環(huán)最大沖擊電流值，為自行輸入，單位為A；最大允許電流差，即為通過最大允許電流值算出的合環(huán)最大允許電流差值，單位為A；最大允許電流百分比，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)過流保護(hù)差值百分比；允許電流持續(xù)時(shí)間，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下允許的最大沖擊電流持續(xù)時(shí)間，單位為s；超出允許電流時(shí)間，即為通過允許電流持續(xù)時(shí)間算出的超出允許電流時(shí)間，單位為s；合環(huán)操作是否可行，即為通過機(jī)電暫態(tài)仿真結(jié)果，系統(tǒng)判斷合環(huán)是否可行，“是”為可行，“否”為不可行；最大有功功率，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下系統(tǒng)最大有功功率，單位為MW。合環(huán)變化趨勢圖輸出以下信息：縱坐標(biāo)為合環(huán)電流（A），橫坐標(biāo)為時(shí)間軸（s），反映合環(huán)點(diǎn)電流隨時(shí)間的變化大體趨勢。（3）混合仿真計(jì)算結(jié)果報(bào)告如圖511所示：圖511 混合仿真計(jì)算結(jié)果報(bào)告合環(huán)可行性參考輸出以下信息：最大沖擊電流值，即為采用混合暫態(tài)仿真時(shí)合環(huán)最大沖擊電流值，單位為A；最小沖擊電流值，即為在開關(guān)統(tǒng)計(jì)次數(shù)大于1的情況下，若執(zhí)行合環(huán)開關(guān)統(tǒng)計(jì)，所對(duì)應(yīng)的最大沖擊電流值的那一次開關(guān)動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)的最小電流值，單位為A，否則，此項(xiàng)無值；最大允許電流值，即為采用混合暫態(tài)仿真時(shí)允許的合環(huán)最大沖擊電流值，單位為A；最大允許電流差值，即為通過最大允許電流值算出的合環(huán)操作最大允許電流差值，單位為A；最大允許電流百分比，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)過流保護(hù)差值百分比；允許電流持續(xù)時(shí)間，即為混合暫態(tài)仿真下允許的最大沖擊電流持續(xù)時(shí)間，單位為s；超出允許電流時(shí)間，即為通過允許電流持續(xù)時(shí)間算出的超出允許電流時(shí)間，單位為s；合環(huán)操作是否可行，根據(jù)混合暫態(tài)仿真結(jié)果，系統(tǒng)判斷合環(huán)是否可行，“是”為可行，“否”為不可行；最大有功功率，即為采用混合暫態(tài)仿真時(shí)系統(tǒng)最大有功功率，單位為MW。最惡劣合環(huán)情況變化趨勢圖輸出以下信息：縱坐標(biāo)為合環(huán)沖擊電流（A），橫坐標(biāo)為時(shí)間軸（s），反映合環(huán)點(diǎn)電流大小隨時(shí)間的變化趨勢。當(dāng)計(jì)算方式為合環(huán)開關(guān)統(tǒng)計(jì)時(shí)，縱坐標(biāo)即為出現(xiàn)最大合環(huán)沖擊電流的那一次開關(guān)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的合環(huán)沖擊電流。（4）合環(huán)計(jì)算結(jié)果綜合報(bào)告如圖512所示：圖512 合環(huán)計(jì)算結(jié)果綜合報(bào)告合環(huán)穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果輸出以下信息：I側(cè)母線電壓幅值，即為合環(huán)點(diǎn)處合環(huán)前I側(cè)母線電壓幅值，單位為kV；J側(cè)母線電壓幅值，即為合環(huán)點(diǎn)處合環(huán)前J側(cè)母線電壓幅值，單位為kV；母線電壓差，即為進(jìn)行合環(huán)操作前合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)電壓差值，單位為kV；母線相角差，即為進(jìn)行合環(huán)操作前母線兩側(cè)電壓相角差值，單位為deg；穩(wěn)態(tài)電流，即為進(jìn)行合環(huán)操作后流經(jīng)合環(huán)點(diǎn)的靜態(tài)電流值，單位為A；母線電壓幅值，即為進(jìn)行合環(huán)操作后與合環(huán)點(diǎn)相連母線的電壓幅值，單位為kV；有功功率，即為進(jìn)行合環(huán)操作后合環(huán)點(diǎn)所在線路的有功功率，單位為MW；無功功率，即為進(jìn)行合環(huán)操作后合環(huán)點(diǎn)所在線路的無功功率，單位為MVar；過流保護(hù)定值，即為自行輸入的繼電保護(hù)過流保護(hù)整定制，單位為A；過流保護(hù)差值，即為通過過流保護(hù)定制計(jì)算出的合環(huán)點(diǎn)保護(hù)差值，單位為A；過流保護(hù)差值百分比，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)過流保護(hù)差值百分比。合環(huán)暫態(tài)計(jì)算結(jié)果輸出以下信息：最大沖擊電流值，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下合環(huán)最大沖擊電流值，單位為A；最大允許電流值，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下允許的合環(huán)最大沖擊電流值，單位為A；最大允許電流差值，即為通過最大允許電流值算出的合環(huán)最大允許電流差值，單位為A；最大允許電流百分比，即為通過過流保護(hù)定制算出的合環(huán)點(diǎn)過流保護(hù)差值百分比；允許電流持續(xù)時(shí)間，即為機(jī)電暫態(tài)仿真下允許的最大沖擊電流持續(xù)時(shí)間，單位為s；超出允許電流時(shí)間，即為通過允許電流持續(xù)時(shí)間算出的超出允許電流時(shí)間，單位為s。合環(huán)可行性參考輸出以下信息：通過穩(wěn)態(tài)計(jì)算與暫態(tài)計(jì)算結(jié)果，判斷合環(huán)是否可行，“是”為可行，“否”為不可行。通過以上報(bào)告給出結(jié)論為天色線色金斷進(jìn)行合環(huán)操作可行，其合環(huán)沖擊電流以及合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流均滿足系統(tǒng)要求，色金斷進(jìn)行合環(huán)操作不會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)出影響。 本章小結(jié)本章介紹了基于混合仿真的合環(huán)電流仿真計(jì)算軟件，并對(duì)計(jì)算過程以及計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用給以必要說明。以喀什疆南電網(wǎng)110kV輸電網(wǎng)為例，針對(duì)其中的天色線進(jìn)行了具體分析，計(jì)算了色金斷進(jìn)行合環(huán)操作前、后的合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流，以及合環(huán)操作時(shí)合環(huán)沖擊電流，通過算例結(jié)果驗(yàn)證了基于混合仿真進(jìn)行合環(huán)電流分析和控制的可行性。結(jié) 論合環(huán)電流仿真系統(tǒng)可以得到合環(huán)操作可能產(chǎn)生的瞬間沖擊電流和穩(wěn)態(tài)循環(huán)電流，在合環(huán)操作前，對(duì)合環(huán)操作過程產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)電流和暫態(tài)電流進(jìn)行計(jì)算和分析，校驗(yàn)合環(huán)操作后的穩(wěn)態(tài)電流是否越限，分析合環(huán)操作瞬間的沖擊電流對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的影響，可以為地區(qū)電網(wǎng)的合環(huán)操作能否實(shí)施提供有力的計(jì)算依據(jù)，提高系統(tǒng)供電的可靠性。本文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目的研究取得結(jié)論如下：（1）實(shí)現(xiàn)了基于潮流計(jì)算、機(jī)電暫態(tài)仿真、混合仿真綜合分析方法的合環(huán)電流計(jì)算全新解決方案，能夠準(zhǔn)確計(jì)算合環(huán)穩(wěn)態(tài)電流與沖擊電流，與已有解決方案相比，具有仿真規(guī)模大、計(jì)算精度高、能夠計(jì)及諧波分量與負(fù)荷不對(duì)稱等諸多優(yōu)點(diǎn)。（2）將機(jī)電暫態(tài)電磁暫態(tài)混合仿真方法應(yīng)用于合環(huán)電流計(jì)算，集中了兩種暫態(tài)仿真程序的各自優(yōu)點(diǎn)，既可以反映特定局部的系統(tǒng)中詳細(xì)電磁暫態(tài)變化過程，又可以仿真較大規(guī)模的電力系統(tǒng)，無需等值，準(zhǔn)確性高。（3）提出了網(wǎng)絡(luò)最大級(jí)數(shù)搜索算法，根據(jù)設(shè)置合環(huán)點(diǎn)自動(dòng)劃分電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)，解決了以往進(jìn)行混合仿真計(jì)算需要手工劃分電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)且容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的問題。（4）提出了機(jī)電暫態(tài)模型到電磁暫態(tài)模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換算法，避免了以往建立電磁暫態(tài)模型需手工錄入大量參數(shù)的工作量，提高了軟件使用效率。（5）實(shí)現(xiàn)了機(jī)電暫態(tài)電磁暫態(tài)混合仿真基于本地并行運(yùn)算支持的單機(jī)算法，解決了以往混合仿真依賴PC機(jī)群系統(tǒng)的問題。設(shè)想與展望：電網(wǎng)合環(huán)操作仿真系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電網(wǎng)合環(huán)操作仿真分析解決方案相比，具有諸多優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)在計(jì)算的準(zhǔn)確性。通過該系統(tǒng)，能夠驗(yàn)證實(shí)際電網(wǎng)的合環(huán)操作方案的可行性，為電網(wǎng)母線檢修以及母線故障時(shí)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的合環(huán)操作提供計(jì)算依據(jù)，保障負(fù)荷轉(zhuǎn)移的可靠性和成功率，進(jìn)而保障用戶供電的可靠性，合環(huán)電流計(jì)算系統(tǒng)可以通過豐富的報(bào)表、曲線方式展示分析數(shù)據(jù)，并且提供報(bào)表的瀏覽，可以通過該系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)和分析報(bào)表，實(shí)現(xiàn)合環(huán)電流的預(yù)期判斷，通過改變系統(tǒng)運(yùn)行方式后重新進(jìn)行合環(huán)電流計(jì)算，可以給出相對(duì)合環(huán)操作解決方案。該系統(tǒng)的應(yīng)用將大大提高地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，為進(jìn)一步加強(qiáng)和完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供必要的依據(jù)，保障電網(wǎng)滿足各種運(yùn)行方式的要求。