專利名稱：一種低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全電網(wǎng)的低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特征是大機(jī)組、超高壓、大范圍遠(yuǎn)距離輸電，但存在頻率和電壓崩潰的危險(xiǎn)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障備用容量不足以彌補(bǔ)系統(tǒng)功率缺額時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)有選擇地切除負(fù)荷，充分發(fā)揮低頻低壓減載裝置的作用，構(gòu)建電網(wǎng)第三道安全防線。當(dāng)前低頻低壓減載控制方法包括下列方法I)傳統(tǒng)法當(dāng)系統(tǒng)頻率低于整定值時(shí)，繼電器動(dòng)作切除一部分負(fù)荷。如果頻率繼續(xù)下降，說明所切負(fù)荷不足，當(dāng)達(dá)到第二個(gè)整定值時(shí)，繼電器再次動(dòng)作切負(fù)荷，以此重復(fù)動(dòng)作，直至系統(tǒng)的頻率恢復(fù)。2)半適應(yīng)法是指當(dāng)頻率下降到設(shè)定的頻率點(diǎn)時(shí)，測(cè)量當(dāng)前的頻率變化率df/dt，根據(jù)頻率變化率的值決定具體切負(fù)荷的量，df/dt越高，這一點(diǎn)所切負(fù)荷越大。3)自適應(yīng)法根據(jù)簡(jiǎn)化的系統(tǒng)頻響應(yīng)模型，頻率變化率與系統(tǒng)功率缺額成比例，通過測(cè)量動(dòng)作時(shí)刻的頻率變化率計(jì)算出需要切除的負(fù)荷值。4)計(jì)算機(jī)輔助算法采用一定算法，在故障情況下，決定最優(yōu)減負(fù)荷方案，主要是針對(duì)減負(fù)荷點(diǎn)和減負(fù)量的確定。
當(dāng)前，低頻低壓減載裝置的控制結(jié)構(gòu)形式分為集中式和分散式。I)分散式把減載的控制分散設(shè)在每回饋電線路的保護(hù)裝置中，增加一個(gè)測(cè)頻環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)減載的控制功能。2)集中式采用專用的低頻低壓減載裝置，將全部饋線線路分為η輪和特殊輪，然后根據(jù)系統(tǒng)頻率電壓下降的情況有次序、有計(jì)劃地切除負(fù)荷。目前低頻低壓減載裝置存在以下問題I)忽略了負(fù)荷的頻率特性對(duì)系統(tǒng)的影響；假設(shè)頻率偏離額定值不大，將負(fù)荷與頻率的關(guān)系近似為一直線，電力系統(tǒng)的負(fù)荷功率與頻率的關(guān)系可用下式表不Δ ρ%=Κ Δ f%K的大小由組成整個(gè)系統(tǒng)負(fù)荷的各類不同負(fù)荷所占比重的大小來決定。K值隨時(shí)間變化而不同，同一頻率下降值，不同時(shí)間同一輪所切的負(fù)荷值也應(yīng)有差異的，容易引起過切。2)未充分考慮所切線路負(fù)荷量變化以往低頻低壓減載裝置整定是離線進(jìn)行的，主要根據(jù)典型日負(fù)荷確定，由于負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，預(yù)設(shè)的切負(fù)荷量不一定能適應(yīng)實(shí)際事故場(chǎng)景下的功率缺額，從而存在一定程度的欠切或過切現(xiàn)象，并可能引發(fā)新的系統(tǒng)問題。3)分散式控制工作原理及運(yùn)行管理性差；分散獨(dú)立的低頻低壓減載裝置每個(gè)裝置只控制一個(gè)減載輪級(jí)，各輪級(jí)之間互相獨(dú)立，各輪級(jí)的動(dòng)作只依賴于本回路測(cè)量達(dá)到動(dòng)作條件即切除負(fù)荷；因多輪級(jí)間沒有協(xié)調(diào)動(dòng)作很容易產(chǎn)生負(fù)荷過切現(xiàn)象。4)分散式、集中式控制具有局限性，無統(tǒng)籌概念；分散式測(cè)量線路三相電壓，其控制一條線路，集中式測(cè)量線路母線電壓，其控制某一站內(nèi)的母線上的線路，各繼電器只能根據(jù)自身所能觀測(cè)到的電壓或頻率做出反應(yīng)，缺乏對(duì)系統(tǒng)全局信息的了解和整體協(xié)調(diào)，因而難以達(dá)到全網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種從整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)層次出發(fā)的低頻低壓減載調(diào)控方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法該控制方法基于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)各變電站信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集和調(diào) 控；系統(tǒng)將電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載分為P1、P2、P3.......Pj輪；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電網(wǎng)中頻率或電壓低于閥值時(shí)，根據(jù)頻率或低壓降低的量確定所要切除的負(fù)載容量P ;系統(tǒng)判斷若Pl彡P(guān)，則切除Pl中的適合負(fù)載，若否，則繼續(xù)判斷，若P1+P2彡P(guān)，則切除P1、P2中的剩余適合負(fù)載，若否，則判斷至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)時(shí)，則切除P1，P2…，Pm中的剩余適合負(fù)載,其中m彡j ;；切除負(fù)載進(jìn)行過比較判斷。進(jìn)一步的，所述的P1至Pj輪中負(fù)載重要性由低到高。進(jìn)一步的，所述的？1至1輪中，每一輪中負(fù)載均由各個(gè)變電站中的負(fù)載累加，當(dāng)切斷至進(jìn)行過比較負(fù)載中輪次時(shí)，將該輪剩余未切負(fù)載累加入下一輪負(fù)載上，當(dāng)累加值大于等于P時(shí)，僅切斷此輪及以前進(jìn)行累加的負(fù)載，剩余負(fù)載不切斷。進(jìn)一步的，每輪負(fù)載切斷依次切斷之間具有時(shí)延，所述的時(shí)延為O. 5s。進(jìn)一步的，每一輪切斷的時(shí)延間隙，若電網(wǎng)電壓頻率回到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續(xù)，若電網(wǎng)電壓頻率還未恢復(fù)或繼續(xù)下降，繼續(xù)進(jìn)行低頻低壓減載工作。動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法從系統(tǒng)層次對(duì)各類負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化統(tǒng)籌考慮，同時(shí)將各輪未切剩余負(fù)荷計(jì)入下一輪中，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制，對(duì)于構(gòu)建電網(wǎng)第三道安全防線具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。該方法有效解決了分散就地離線整定的數(shù)據(jù)非實(shí)時(shí)性、策略局部性、易過切欠切等缺陷，高度規(guī)避了重要負(fù)荷停電帶來的損失風(fēng)險(xiǎn)。在系統(tǒng)出現(xiàn)頻率急劇降低時(shí)，用最短的時(shí)間和最小的代價(jià)恢復(fù)正常的頻率和電壓水平，增強(qiáng)了電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)發(fā)揮了較大的經(jīng)濟(jì)效益。


下面對(duì)本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說明圖I為低頻減載動(dòng)作邏輯控制圖；圖2為低壓減載動(dòng)作邏輯控制圖；圖3為低頻低壓減載優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略流程具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法基于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)各變電站信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集和調(diào)控，從全網(wǎng)層次上將各變電站負(fù)荷進(jìn)行重要程度分類，系統(tǒng)將電網(wǎng)
內(nèi)負(fù)載分為P1、P2、P3.......Pj輪，共j輪，其中Pl為最不重要負(fù)載，Pj為最重要負(fù)載。負(fù)
荷分類有兩個(gè)原則第一，每輪可切的負(fù)荷總量要大于該輪可能所需切除的最大負(fù)荷總量；第二，將最不重要的負(fù)荷放在前面切除輪次，將最重要的負(fù)荷放在后面切除輪次，在同等重要程度下，可優(yōu)先考慮較大負(fù)荷，同時(shí)當(dāng)上一輪次動(dòng)作后還有剩余負(fù)荷時(shí)應(yīng)納入下一輪次中。 P1至1輪中，每一輪中負(fù)載均由各個(gè)變電站中的負(fù)載累加，負(fù)載分類表如下
P......p]
Pika、Plk’ a'、Plk"a"............^2ka, a'、P2W........................Pjka、Pjk’ a'、Pjk"a"......上表中，PAa中下標(biāo)j代表，該條線路所處的切除輪次，下標(biāo)k代表該條線路所在的變電站，下標(biāo)a代表該條線路的編號(hào)。這樣全網(wǎng)負(fù)荷即可按照Plka、Plk，a，、…，P2ka、P2k，a，、…，PJka> PjVa'、…優(yōu)化組合排序，每一輪所切負(fù)荷按照此順序排列依次動(dòng)作即可。參見圖3可知，低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法如下當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到大擾動(dòng)，即系統(tǒng)檢測(cè)到電網(wǎng)中頻率或電壓低于閥值(49HZ)時(shí)，根據(jù)頻率或低壓降低的量確定所要切除的負(fù)載容量P，當(dāng)?shù)讦禽喆蝿?dòng)作所要切除的容量Ρη，當(dāng)η-l輪次動(dòng)作還有剩余負(fù)荷時(shí)可直接納入η次中，減少后面重要負(fù)荷的停電損失風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)判斷若Pl彡P(guān)，則切除Pl中的適合負(fù)載，若否，則繼續(xù)判斷，若Ρ1+Ρ2彡P(guān)，則切除Ρ1、Ρ2中的剩余適合負(fù)載，若否，則判斷至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)時(shí)，則切除P1，P2…，Pm中的剩余適合負(fù)載，其中m彡j ;，即判斷出經(jīng)過幾輪負(fù)載切斷可以回升電網(wǎng)頻率和電壓，之后將判斷所需輪數(shù)的負(fù)載全部切斷。在第一輪切除負(fù)荷中，若P1>P，即最不重要的負(fù)荷總?cè)萘繚M足所需切除的負(fù)荷容量，即可用程序計(jì)算出在Pi中若干條線路的容量和，并經(jīng)過延時(shí)后將這若干條線路切除。計(jì)算出的容量Pml要滿足下面的不等式P ^ Pffll ^ P+ ε ;其中ε是一個(gè)很小的數(shù)，即計(jì)算出的Pml大于等于需要切除負(fù)載P，且與P的值最接近，這樣既可以保證切除的容量達(dá)到恢復(fù)頻率或低壓要求，同時(shí)又可以最大程度的減少過切現(xiàn)象。由于第一輪負(fù)荷切除后，很可能還有剩余負(fù)荷，若需第二輪減載，則應(yīng)將此剩余負(fù)荷納入下一輪。這時(shí)系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)比較Ρ2和P- Pml的大小，若P2>P- Pml，則與上述相同，自動(dòng)計(jì)算出在Ρ2中若干條線路的容量和，經(jīng)過延時(shí)后將Pl中的剩余負(fù)荷與Ρ2中這若干條線路同時(shí)切除。同時(shí)Pm2也要滿足如下條件
P- Pffll ( Pffl2 ( P- Pffll+ ε其中ε是一個(gè)很小的數(shù)，即計(jì)算出的Pm2大于等于需要切除負(fù)荷P- Pml，且與P-Pml的值最接近。同理類推，在第i輪減載時(shí)，則將第i_l輪剩余負(fù)荷納入第i輪中，同時(shí)計(jì)算出第i輪所切負(fù)荷Pmi，要求P- Pml-----Ph ( Pmi ( P- Pml-----Pi-I + ε當(dāng)切斷至進(jìn)行過比較的所有負(fù)載中的最后一輪時(shí)，該輪及以前負(fù)載累加值應(yīng)大于等于P，系統(tǒng)頻率和電壓恢復(fù)至正常值，剩余輪次未切負(fù)載不切斷。每輪負(fù)載切斷依次切斷之間具有時(shí)延，時(shí)延通常為O. 5s。每一輪切斷的時(shí)延間隙，若電網(wǎng)電壓頻率回到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續(xù)，若電網(wǎng)電壓頻率還未恢復(fù)或繼續(xù)下降，繼續(xù)進(jìn)行低頻低壓減載工作。例如，若某市電網(wǎng)出現(xiàn)大型事故，系統(tǒng)頻率急劇降低至49Hz，則達(dá)到低頻減載的動(dòng)作條件。首先基本輪第一輪動(dòng)作，需切除負(fù)載。根據(jù)優(yōu)化組合聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制策略，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)實(shí)際采集數(shù)據(jù)計(jì)算第一檔所需切除負(fù)荷，達(dá)在經(jīng)過O. 5s的延時(shí)之后自動(dòng)下發(fā)命令將相應(yīng)負(fù)荷切除，若之后頻率回升，系統(tǒng)電壓頻率回到正常水平，低頻低壓減載裝置不再繼續(xù)動(dòng)作。如果在切除相應(yīng)的負(fù)荷之后頻率繼續(xù)下降，在達(dá)到下一個(gè)動(dòng)作條件之后，低頻低壓減載裝置則繼續(xù)動(dòng)作。即此時(shí)電網(wǎng)頻率還未恢復(fù)、繼續(xù)下降，啟動(dòng)基本輪第二輪切負(fù)荷，并將第一輪次剩余負(fù)荷納入此輪中。參見減載表格如下
權(quán)利要求
1.一種低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法其特征在于該控制方法基于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)各變電站信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集和調(diào)控； 系統(tǒng)將電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載分為P1、P2、P3.......Pj輪； 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電網(wǎng)中頻率或電壓低于閥值時(shí)，根據(jù)頻率或低壓降低的量確定所要切除的負(fù)載容量P ； 系統(tǒng)判斷若Pl≥P，則切除Pl中的適合負(fù)載，若否，則繼續(xù)判斷，若P1+P2≥P，則切除P1、P2中的剩余適合負(fù)載，若否，則判斷至Σ Pi≥P時(shí)，則切除P1，P2···，Pm中的剩余適合負(fù)載，其中i=l，2，…，m, m≤j ; 切除負(fù)載進(jìn)行過比較判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法其特征在于所述的P1至Pj輪中負(fù)載重要性由低到高。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法其特征在于所述的P1至Pj輪中，每一輪中負(fù)載均由各個(gè)變電站中的負(fù)載累加，當(dāng)切斷至進(jìn)行過比較負(fù)載中輪次時(shí)，將該輪剩余未切負(fù)載累加入下一輪負(fù)載上，當(dāng)累加值大于等于P時(shí)，僅切斷此輪及以前進(jìn)行累加的負(fù)載，剩余負(fù)載不切斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法其特征在于每輪負(fù)載切斷依次切斷之間具有時(shí)延，所述的時(shí)延為O. 5s。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法其特征在于每一輪切斷的時(shí)延間隙，若電網(wǎng)電壓頻率恢復(fù)到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續(xù)，若電網(wǎng)電壓頻率還未恢復(fù)或繼續(xù)下降，繼續(xù)進(jìn)行低頻低壓減載工作。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種低頻電壓減載聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制方法，該控制方法基于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)各變電站信息進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集和調(diào)控，從全網(wǎng)層次上將各變電站負(fù)荷進(jìn)行重要程度分類，輔以優(yōu)化快速的計(jì)算分析，計(jì)算出在電網(wǎng)受到各類大干擾下每個(gè)輪次所需切除的負(fù)荷，并及時(shí)下發(fā)減載命令給相應(yīng)的站端低頻低壓減載裝置，從而快速切除相應(yīng)負(fù)荷達(dá)到恢復(fù)系統(tǒng)安全的目的。由于該方法基于整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行全系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制，可明顯減少現(xiàn)行低頻低壓減載裝置存在的易過切或欠切的現(xiàn)象，減少了不必要的線路停電損失，提高了全網(wǎng)的供電可靠性及安全經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)H02J3/14GK102868164SQ201210347128
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者林其友, 胡曉梅, 高紀(jì)偉, 劉文雙, 楊樂新, 肖明偉, 張昌麗 申請(qǐng)人:安徽省電力公司蕪湖供電公司