一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻減載優(yōu)化控制方法，充分考慮了頻率電壓的空間分布特性，同時計(jì)及了頻率、電壓、有功、無功之間的動態(tài)實(shí)時交互，利用負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)將不同母線控制效果的差異性體現(xiàn)出來；在獲取故障下頻率、電壓等實(shí)時信息的基礎(chǔ)上，該控制方法利用靈敏度指標(biāo)指導(dǎo)減載量在各負(fù)荷點(diǎn)的分配，對原有低頻低壓減載方案進(jìn)行優(yōu)化，可以有效改善頻率(電壓)的恢復(fù)效果。
【專利說明】一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)電網(wǎng)在故障下產(chǎn)生了大的有功缺額時，系統(tǒng)的頻率電壓會產(chǎn)生比較明顯的過渡過程。由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、機(jī)組參數(shù)、負(fù)荷特性等多種因素的影響，分布于電網(wǎng)不同空間的各節(jié)點(diǎn)頻率變化趨勢各不相同；而電壓作為一個局部狀態(tài)量與當(dāng)?shù)氐臒o功功率密切相關(guān)，本身就具有一定的分布特性，在故障情況下其分布特性可能表現(xiàn)得更加明顯。頻率電壓的空間分布特性是擾動下不同節(jié)點(diǎn)的受擾程度存在差異的體現(xiàn)，這也是系統(tǒng)在采取控制措施時，控制量相同而控制地點(diǎn)不同時對系統(tǒng)頻率或電壓的恢復(fù)效果通常不同的原因之一。
[0003]復(fù)雜電力系統(tǒng)中頻率與電壓，有功和無功之間存在動態(tài)交互影響。當(dāng)比較薄弱的受端系統(tǒng)中失去主系統(tǒng)電源或大機(jī)組導(dǎo)致功率缺額足夠大時，可能發(fā)生電壓跌落先于頻率跌落，出現(xiàn)電壓全面降低，運(yùn)行機(jī)組全面過電流而系統(tǒng)頻率下降并不突出的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在一些電壓敏感性負(fù)荷或感應(yīng)電動機(jī)負(fù)荷比例較大的受端系統(tǒng)內(nèi)更容易發(fā)生。系統(tǒng)中電壓主要通過負(fù)荷功率的變化影響著頻率的動態(tài)過程，使全網(wǎng)的有功功率缺額降低，延緩了頻率的跌落，而在頻率動態(tài)變化過程中，機(jī)組間的同步搖擺又會導(dǎo)致系統(tǒng)潮流和各節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生動態(tài)變化。
[0004]低頻減載(UFLS)和低壓減載(UVLS)長期以來作為安全穩(wěn)定第三道防線的重要技術(shù)手段，為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和防止大停電事故的發(fā)生發(fā)揮了重要作用。目前關(guān)于低頻低壓減載的理論和算法研究很少考慮頻率電壓的空間分布特性，而且它們大部分的思路都是將頻率和電壓分別對待，雖然把頻率和電壓解耦可以大大的簡化分析，但這樣也使得在研究其控制策略時無法準(zhǔn)確計(jì)及它們之間的交互影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明目的是充分考慮頻率電壓的空間分布特性，通過尋找負(fù)荷控制靈敏的節(jié)點(diǎn)，并計(jì)及頻率、電壓、有功、無功等多種狀態(tài)信息實(shí)時動態(tài)交互，提供一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法。
[0006]技術(shù)方案:一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法，包括順序相接的以下步驟:
[0007](I)裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的各母線實(shí)時測量系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下母線的初始頻率fo、電壓U。，有功功率Ptl、無功功率Qtl ；
[0008](2)當(dāng)裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的各母線實(shí)時測量系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)發(fā)生擾動或者母線頻率電壓越限時，裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的每個母線實(shí)時測量系統(tǒng)分別實(shí)時測量各自的頻率f (t)、電壓U(t)、有功功率P (t)、無功功率Q (t)。
[0009](3)母線i利用實(shí)時測量的就地狀態(tài)信息計(jì)算該母線的負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)Tu ；
[0010](4)當(dāng)母線i的頻率電壓跌落至低頻低壓減載裝置第j輪動作啟動值時，計(jì)算該母線本輪的切負(fù)荷量I\Si，j ；
[0011](5)經(jīng)過預(yù)設(shè)延時，低頻低壓減載裝置動作，切除負(fù)荷；
[0012](6)如果頻率電壓沒有恢復(fù)，則返回步驟(2)，直到母線的頻率、電壓恢復(fù)至可接受的水平之上。
[0013]上述可接受的水平指頻率恢復(fù)至49.5Hz以上，電壓恢復(fù)至0.9p.u.以上。
[0014]所述步驟(3)中負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)計(jì)及了多種就地狀態(tài)信息交互，它的求取具體表示為:
[0015]暫態(tài)過程中，負(fù)荷有功的自身調(diào)整量越小或無功的自身調(diào)整量越大，其負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)越高，通過安控或低頻減載切除其負(fù)荷對頻率的改善越為有利。
[0016]綜合頻率、電壓、有功、無功之間交互關(guān)系的分析，負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)IY的表達(dá)式為:

【權(quán)利要求】
1.一種基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法，其特征在于:包括順序相接的以下步驟: (1)裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的各母線實(shí)時測量系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下母線的初始頻率fo、電壓Utl，有功功率Ptl、無功功率Qtl ； (2)當(dāng)裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的各母線實(shí)時測量系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)發(fā)生擾動或者母線頻率電壓越限時，裝設(shè)有低頻低壓減載裝置的每個母線實(shí)時測量系統(tǒng)分別實(shí)時測量各自的頻率f (t)、電壓U(t)、有功功率P (t)、無功功率Q (t)； (3)母線i利用實(shí)時測量的就地狀態(tài)信息計(jì)算該母線的負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)Tu； (4)當(dāng)母線i的頻率電壓跌落至低頻低壓減載裝置第j輪動作啟動值時，計(jì)算該母線本輪的切負(fù)荷量I\Si，」; (5)經(jīng)過預(yù)設(shè)延時，低頻低壓減載裝置動作，切除負(fù)荷； (6)如果頻率電壓沒有恢復(fù)，則返回步驟(2)，直到母線的頻率、電壓恢復(fù)至可接受的水平之上。
2.如權(quán)利要求1所述的基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法，其特征在于:綜合頻率、電壓、有功、無功之間交互關(guān)系的分析，負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)?Υ的表達(dá)式為:
式中，Tl為負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)，P0> Q0> U0分別為母線有功功率、無功功率和電壓的初始值，P(t)、Q(t)、U(t)分別為母線實(shí)時測量的有功功率、無功功率和電壓，f為頻率，df代表頻率與基準(zhǔn)值的偏差(均采用標(biāo)幺值表示)，t為時間，dt代表信息采集時間點(diǎn)之間的時間間隔。
3.如權(quán)利要求2所述的基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法，其特征在于:負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)?Υ的表達(dá)式可簡化為:
式中為負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)，P*(t)、Q*(t)、U*(t)、f*分別是母線有功負(fù)荷、無功負(fù)荷、電壓和頻率的標(biāo)么值，1/Q*(t)表示無功負(fù)荷對IY的影響因子，1/U*(t)表示電壓對IY的影響因子，t為時間，At表示信息采集時間點(diǎn)之間的時間間隔。
4.按照權(quán)利要求3所述的基于負(fù)荷控制靈敏度的低頻低壓減載優(yōu)化控制方法，其特征在于:對于每一條母線i可以得到其負(fù)荷控制靈敏度的表達(dá)式為
假設(shè)傳統(tǒng)的低頻低壓減載方案中，有η條母線上裝設(shè)有低頻低壓減載裝置，其中母線i在第j輪動作切除負(fù)荷的比例為a。，則母線i上低頻低壓減載裝置的第j輪動作切除負(fù)荷量Pm」為:
式中=Tu為母線i的負(fù)荷控制靈敏度指標(biāo)，PiJt)、(^(t)、Ui#(t)、fi#分別是母線i的有功負(fù)荷、無功負(fù)荷、電壓和頻率的標(biāo)幺值，1/Qi*(t)表示無功負(fù)荷對Tu的影響因子，1/υ^α)表示電壓對Tu的影響因子，l_fi#表示母線i的頻率與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差(用標(biāo)幺值表示)，At表示信息采集時間點(diǎn)之間的時間間隔；
P0i表示母線i的初始負(fù)荷量，
是去掉IYmin所在母線后其他母線得到的K的和值，IYmin和IYmax表示的所有母線T中的最小值和最大值。
【文檔編號】H02J3/14GK104201684SQ201410410254
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】寧佳, 湯奕, 鄧克愚, 李峰 申請人:東南大學(xué)