本發(fā)明涉及一種輸電線路動(dòng)態(tài)增容與發(fā)電廠自動(dòng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電源建設(shè)、電網(wǎng)規(guī)劃及監(jiān)管政策間矛盾和博弈，往往會(huì)造成電源送出通道受阻的現(xiàn)象。特別是2011年后由于政府對(duì)供電可靠性要求的提高，發(fā)電企業(yè)送出能力受到進(jìn)一步限制，導(dǎo)致大量的窩電現(xiàn)象。

目前，利用輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)，雖然在技術(shù)上可提高輸電線路的輸送容量，但是由于提升部分的容量會(huì)受到輸電線路環(huán)境變化的影響，從電力系統(tǒng)運(yùn)行的角度需要考慮輸電通道失去容量增加部分的風(fēng)險(xiǎn)，避免因增加的輸送容量的波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行和發(fā)電企業(yè)出力造成影響，因此現(xiàn)階段輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)還未實(shí)用化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明一方面提供了一種發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法，其特征在于，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法包括：

實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的導(dǎo)線溫度及各監(jiān)測點(diǎn)周邊環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，并獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)及其輸電線路上的導(dǎo)線電流；

根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量；

根據(jù)省調(diào)發(fā)給所述發(fā)電廠的調(diào)度值、所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量及發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成增容指令或者非增容指令，以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率。

在一實(shí)施例中，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法還包括：在所述輸電線路上設(shè)置導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置及氣象監(jiān)測裝置，并在所述發(fā)電廠的出線端設(shè)置電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置，在所述輸電線路上設(shè)置導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置。

在一實(shí)施例中，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法還包括：根據(jù)所述增容指令生成增容運(yùn)行指令以控制發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容，或者根據(jù)所述非增容指令生成快減指令以控制發(fā)電機(jī)組減少出力。

在一實(shí)施例中，根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量，包括：

分別將輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線的最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)代入摩爾根公式，計(jì)算對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量。

在一實(shí)施例中，根據(jù)省調(diào)發(fā)給所述發(fā)電廠的調(diào)度值、所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量及發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成增容指令或者非增容指令，包括：

根據(jù)所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量，獲取當(dāng)前氣象條件下輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的最大允許載流量的最小值；

當(dāng)所述最小值大于或者等于所述調(diào)度值與安全余量之和時(shí)，生成一增容指令；

當(dāng)所述最小值小于所述調(diào)度值與安全余量之和，并且所述運(yùn)行數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線實(shí)時(shí)載流量大于調(diào)度值時(shí)，生成一非增容指令。

本發(fā)明還提供了一種發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的導(dǎo)線溫度及各監(jiān)測點(diǎn)周邊環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，并獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)及其輸電線路上的導(dǎo)線電流；

最大允許載流量計(jì)算單元，用于根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量；

邏輯判斷單元，用于根據(jù)省調(diào)發(fā)給所述發(fā)電廠的調(diào)度值、所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量及發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成增容指令或者非增容指令，以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率。

在一實(shí)施例中，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)還包括：DCS快減邏輯單元，用于根據(jù)所述邏輯判斷單元輸出的增容指令生成增容運(yùn)行指令以控制發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容，或者根據(jù)所述非增容指令生成快減指令以控制發(fā)電機(jī)組減少出力。

在一實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：多個(gè)導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置、多個(gè)氣象監(jiān)測裝置、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置及導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置；其中，

所述導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置，設(shè)置在所述輸電線路上，分別用于實(shí)時(shí)獲取輸電線路上 各監(jiān)測點(diǎn)的導(dǎo)線溫度；

所述氣象監(jiān)測裝置，分別設(shè)置在距離各所述導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置最近的桿塔上，用于實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)；

所述電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置，設(shè)置在發(fā)電廠出線端，用于實(shí)時(shí)獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

所述導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置，設(shè)置在發(fā)電廠的輸電線路上，用于實(shí)時(shí)獲取所述發(fā)電廠的輸電線路上的導(dǎo)線電流。

在一實(shí)施例中，所述發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)傳輸單元，分別與所述數(shù)據(jù)采集單元、最大允許載流量計(jì)算單元及邏輯判斷單元連接，用于安全傳輸所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)。

在一實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括：VPDN專線、電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、第一防火墻、第二防火墻、第一通訊服務(wù)器、第二通訊服務(wù)器及反向隔離裝置；其中，所述VPDN專線用于將所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)傳輸至所述電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，所述電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器穿過所述第一防火墻將所述數(shù)據(jù)傳至所述第一通訊服務(wù)器，所述反向隔離裝置將所述數(shù)據(jù)從所述第一通訊服務(wù)器同步至所述第二通訊服務(wù)器，所述第二通訊服務(wù)器穿過所述第二防火墻將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給所述最大允許載流量計(jì)算單元及邏輯判斷單元。

在一實(shí)施例中，所述最大允許載流量計(jì)算單元具體用于：分別將輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線的最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)代入摩爾根公式，計(jì)算對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量。

在一實(shí)施例中，所述邏輯判斷單元包括：

最小值獲取模塊，用于根據(jù)所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量，獲取當(dāng)前氣象條件下輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的最大允許載流量的最小值；

增容指令生成模塊，用于在所述最小值大于或者等于所述調(diào)度值與安全余量之和時(shí)，生成一增容指令；

非增容指令生成模塊，用于在所述最小值小于所述調(diào)度值與安全余量之和，并且所述運(yùn)行數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線實(shí)時(shí)載流量大于調(diào)度值時(shí)，生成一非增容指令。

本發(fā)明結(jié)合了輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)和電廠自動(dòng)保護(hù)技術(shù)，一方面不影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面自動(dòng)控制對(duì)發(fā)電機(jī)組的輸出功率。利用本發(fā)明不僅能解決發(fā) 電企業(yè)送出容量受限的問題，還能提高發(fā)電企業(yè)送出功率，增加發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以提高輸電線路的負(fù)載率，提升電網(wǎng)設(shè)備的投資效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例邏輯判斷模塊30的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例試驗(yàn)導(dǎo)線溫度變化曲線；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例線路總有功與機(jī)組有功變化曲線；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例線路功率因數(shù)變化曲線。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法的流程示意圖。如圖1所示，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法包括以下步驟：

步驟1、實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的導(dǎo)線溫度及各監(jiān)測點(diǎn)周邊環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，并獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)及其輸電線路上的導(dǎo)線電流。

一般地，上述氣象數(shù)據(jù)至少包括氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、光輻射強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。上述發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)通常包括送出線路三相電流和電壓的有效值、功率因數(shù)，其中功率因數(shù)也可用三相無功數(shù)據(jù)代替。上述輸電線路上的導(dǎo)線電流通常包括輸電線路三相電流的有效值。

具體實(shí)施時(shí)，由于導(dǎo)線的溫度通常變化較慢，故采集上述數(shù)據(jù)時(shí)，一般間隔一預(yù)定時(shí)間采集，例如可以每五分鐘采集一次，或者也可以每一分鐘采集一次。

步驟2、根據(jù)所述氣象數(shù)據(jù)(例如環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和光輻射強(qiáng)度等)、導(dǎo) 線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量。

步驟3、根據(jù)省調(diào)發(fā)給所述發(fā)電廠的調(diào)度值、所述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量及發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成增容指令或者非增容指令，以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率。

本發(fā)明結(jié)合了輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)和電廠自動(dòng)保護(hù)技術(shù)，一方面不影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面自動(dòng)控制對(duì)發(fā)電機(jī)組的輸出功率。利用本發(fā)明不僅能解決發(fā)電企業(yè)送出容量受限的問題，還能提高發(fā)電企業(yè)送出功率，增加發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以提高輸電線路的負(fù)載率，提升電網(wǎng)設(shè)備的投資效益。

具體實(shí)施時(shí)，需提前在發(fā)電廠送出線路沿線，選擇線路上風(fēng)速小、氣溫高的不利于導(dǎo)線散熱的位置設(shè)置導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置，通常在設(shè)置于桿塔上的輸電線路段上安裝導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置，并在相應(yīng)桿塔上安裝輸電線路氣象監(jiān)測裝置，這樣所監(jiān)測到的導(dǎo)線溫度和氣象數(shù)據(jù)可視為同一監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，一般每隔10公里設(shè)置一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，也可以在實(shí)際風(fēng)速、氣溫等氣象條件不利于導(dǎo)線散熱的位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。同時(shí)，在發(fā)電廠出線端設(shè)置電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置，以采集發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)；在發(fā)電廠向電網(wǎng)輸送電流的輸電線路上設(shè)置導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置，以采集輸電線路上的導(dǎo)線電流。

類似的，在利用步驟1采集到各監(jiān)測點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)后，在步驟2中，可以將上述各監(jiān)測點(diǎn)處的氣象數(shù)據(jù)、輸電線路的導(dǎo)線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)代入摩爾根公式計(jì)算相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)處的最大允許載流量。

在利用步驟1采集到各監(jiān)測點(diǎn)的導(dǎo)線溫度及氣象數(shù)據(jù)后，為使計(jì)算得到的最大允許載流量更為接近實(shí)際情況，可以將同一監(jiān)測點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)及導(dǎo)線溫度、輸電線路的導(dǎo)線的物理參數(shù)代入到摩爾根公式中，計(jì)算該監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的計(jì)算載流量，然后根據(jù)該計(jì)算載流量與線路實(shí)際運(yùn)行電流對(duì)比結(jié)果，對(duì)該監(jiān)測點(diǎn)處的最大允許載流量進(jìn)行修正。

在本實(shí)施例中，在分別利用步驟2計(jì)算得到各監(jiān)測點(diǎn)的最大允許載流量之后，在步驟3中，需根據(jù)上述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量，獲取當(dāng)前氣象條件下輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量的最小值，當(dāng)該最小值大于或者等于所述調(diào)度值與安全余量之和時(shí)，生成一增容指令，當(dāng)上述最小值小于上述調(diào)度值安全余量之和，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測到的運(yùn)行數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線實(shí)時(shí)載流量大于調(diào)度值時(shí)，則生成一非增容 指令，以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率。上述的安全余量可視實(shí)際運(yùn)行情況不同而設(shè)定為不同的值，例如可以設(shè)為5％～10％，也可以為11％，但其通常不小于0。

一般地，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法還包括步驟4，在步驟3生成增容指令后，根據(jù)該增容指令生成一增容運(yùn)行指令并發(fā)送給發(fā)電機(jī)組，以控制發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容；在步驟3中生成的是非增容指令時(shí)，根據(jù)該非增容指令生成一快減指令并發(fā)送給發(fā)電機(jī)組，以控制發(fā)電機(jī)組減少出力。

輸電線路周邊氣象環(huán)境處于一般條件時(shí)，發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組按照省調(diào)AGC信號(hào)出力，進(jìn)行增容。當(dāng)輸電線路周邊氣象環(huán)境處于特殊氣象條件時(shí)，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)的邏輯判斷單元將發(fā)送非增容運(yùn)行指令，并將觸發(fā)的報(bào)警信號(hào)和計(jì)算得到的輸電線路最大允許輸送容量上傳至省調(diào)；同時(shí)，發(fā)電廠機(jī)組立即退出AGC系統(tǒng)跟隨，發(fā)電機(jī)組根據(jù)快減指令自動(dòng)快減出力。待輸電線路周邊氣象環(huán)境條件重新滿足增容運(yùn)行條件時(shí)，發(fā)電廠機(jī)組根據(jù)增容運(yùn)行指令再次投入AGC控制，恢復(fù)增容運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)將計(jì)算得到的輸電線路最大允許載流量上傳至省調(diào)。線路實(shí)際運(yùn)行絕大多數(shù)情況處于一般條件，所以發(fā)電廠機(jī)組通常運(yùn)行在增容狀態(tài)。

上述輸電線路周邊環(huán)境處于一般條件是指：在發(fā)電廠輸電線路沿線各監(jiān)測點(diǎn)中，任一監(jiān)測點(diǎn)處輸電線路的散熱條件均優(yōu)于風(fēng)速0.5m/s、光輻射強(qiáng)度1000W/m²、氣溫40℃同時(shí)出現(xiàn)的情況，即在任一監(jiān)測點(diǎn)處按照輸電線路熱穩(wěn)定平衡條件計(jì)算得到的輸電線路實(shí)時(shí)最大允許輸送容量(已考慮輸電線路發(fā)生N-1故障的因素)，均大于增容運(yùn)行狀態(tài)下調(diào)度核定的發(fā)電廠機(jī)組出力，在考慮送出線路有功功率換算時(shí)，應(yīng)留有一定的安全裕度。

上述當(dāng)輸電線路周邊氣象環(huán)境處于特殊氣象條件是指：在發(fā)電廠輸電線路沿線各監(jiān)測點(diǎn)中，出現(xiàn)某一監(jiān)測點(diǎn)處的輸電線路的散熱條件接近或劣于風(fēng)速0.5m/s、光輻射強(qiáng)度1000W/m²、氣溫40℃同時(shí)出現(xiàn)的情況，即改監(jiān)測點(diǎn)按照輸電線路熱穩(wěn)定平衡條件，計(jì)算得到的該觀測點(diǎn)輸電線路實(shí)時(shí)最大允許輸送容量(已考慮雙回輸電線路處于N-1狀態(tài))小于增容運(yùn)行狀態(tài)下調(diào)度核定的發(fā)電廠機(jī)組出力。

實(shí)時(shí)采集輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的氣象數(shù)據(jù)，當(dāng)輸電線路周邊氣象環(huán)境條件重新滿足增容運(yùn)行條件時(shí)，再輸出增容指令，以使發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容。上述輸電線路周邊氣象環(huán)境條件重新滿足增容運(yùn)行條件是指：輸電線路周邊氣象環(huán)境特殊條件出現(xiàn)后，輸電線路周邊氣象環(huán)境為一般條件且持續(xù)1小時(shí)。

上述實(shí)時(shí)最大允許輸送容量(已考慮雙回輸電線路處于N-1狀態(tài))是指：若雙回線路正常運(yùn)行，線路的最大允許容量為兩回線路各自的最大允許輸送容量之和的一半；若雙回線路處于N-1狀態(tài)，線路的最大允許輸送容量為在運(yùn)回路的最大允許輸送容量。

基于與圖1所示的發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)，如下面實(shí)施例所述。由于該發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)解決問題的原理與圖1中發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法相似，因此該發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)的實(shí)施可以參見圖1中發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元10、最大允許載流量計(jì)算單元20及邏輯判斷單元30。

其中，數(shù)據(jù)采集單元10，用于實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的導(dǎo)線溫度及各監(jiān)測點(diǎn)周邊環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，并獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)及其輸電線路上的導(dǎo)線電流。

最大允許載流量計(jì)算單元20，用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元10采集到的氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量。

邏輯判斷單元30，用于根據(jù)省調(diào)發(fā)給上述發(fā)電廠的調(diào)度值、最大允許載流量計(jì)算單元20計(jì)算的上述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量及發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，生成增容指令或者非增容指令，以控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率。

為使計(jì)算得到的最大允許載流量更為接近實(shí)際值，可以計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的計(jì)算載流量，然后利用各監(jiān)測點(diǎn)處的計(jì)算載流量對(duì)最大允許載流量計(jì)算單元30計(jì)算得到的各監(jiān)測點(diǎn)處的最大允許載流量進(jìn)行修正。

一般地，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)還包括一DCS快減邏輯單元40，用于根據(jù)邏輯判斷單元30輸出的增容指令生成增容運(yùn)行指令以控制發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容，或者根據(jù)所述非增容指令生成快減指令以控制發(fā)電機(jī)組減少出力。DCS快減邏輯單元40通常設(shè)置于發(fā)電廠內(nèi)，與發(fā)電機(jī)組連接。

數(shù)據(jù)采集單元10通常由多種在線監(jiān)測裝置組成，例如多個(gè)導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置、多個(gè)氣象監(jiān)測裝置、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置及導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置。其中，多個(gè)導(dǎo)線溫 度監(jiān)測裝置按照預(yù)設(shè)距離等間隔地設(shè)置在輸電線路上，或者在發(fā)電廠送出線路沿線上選擇線路上風(fēng)速小、氣溫高的不利于導(dǎo)線散熱的位置設(shè)置，通常在設(shè)置于桿塔上的輸電線路段上安裝導(dǎo)線溫度監(jiān)測裝置，分別獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的導(dǎo)線溫度，并在相應(yīng)桿塔上安裝輸電線路氣象監(jiān)測裝置，用于實(shí)時(shí)獲取輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)。電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集裝置通常設(shè)置在發(fā)電廠出線端，用于實(shí)時(shí)獲取發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)。導(dǎo)線電流監(jiān)測裝置一般設(shè)置在發(fā)電廠側(cè)的輸電線路上，用于實(shí)時(shí)獲取所述發(fā)電廠的輸電線路上的導(dǎo)線電流。

為保證安全傳輸采集到的數(shù)據(jù)，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)通常還包括一數(shù)據(jù)傳輸單元50，分別與數(shù)據(jù)采集單元10、最大允許載流量計(jì)算單元20及邏輯判斷單元30連接，用于安全傳輸數(shù)據(jù)采集單元10采集到的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸單元50通常包括VPDN(Virtual Private Dial－up Networks，虛擬專用撥號(hào)網(wǎng))專線、電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、多個(gè)防火墻、多個(gè)通訊服務(wù)器及反向隔離裝置。其中，VPDN專線用于將數(shù)據(jù)采集單元10采集到的數(shù)據(jù)傳輸至電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，電廠數(shù)據(jù)采集服務(wù)器穿過一防火墻(例如防火墻a)將上述數(shù)據(jù)傳至一通訊服務(wù)器(例如通訊服務(wù)器A)，反向隔離裝置則將上述數(shù)據(jù)從通訊服務(wù)器A同步至另一通訊服務(wù)器(例如通訊服務(wù)器B)，通訊服務(wù)器B穿過防火墻(例如防火墻b)將上述數(shù)據(jù)發(fā)送給最大允許載流量計(jì)算單元20及邏輯判斷單元30。

通過層層防火墻及反向隔離裝置的隔離功能，可以保證數(shù)據(jù)采集單元10采集到的數(shù)據(jù)安全傳輸至最大允許載流量計(jì)算單元20及邏輯判斷單元30。

最大允許載流量計(jì)算單元20也可以通過摩爾根公式計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)處的最大允許載流量，具體實(shí)施時(shí)，分別將輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)處的氣象數(shù)據(jù)、導(dǎo)線的最大允許溫度以及導(dǎo)線的物理參數(shù)代入摩爾根公式，計(jì)算對(duì)應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例邏輯判斷模塊30的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，邏輯判斷單元30通常包括：最小值獲取模塊301、增容指令生成模塊302以及非增容指令生成模塊303。

其中，最小值獲取模塊301用于根據(jù)上述各監(jiān)測點(diǎn)處導(dǎo)線的最大允許載流量，篩選出當(dāng)前氣象條件下輸電線路上各監(jiān)測點(diǎn)的最大允許載流量的最小值。

增容指令生成模塊302用于在上述最小值大于或者等于調(diào)度值與安全余量之和時(shí)，生成一增容指令。

非增容指令生成模塊303用于在上述最小值小于調(diào)度值與安全余量之和，并且上述發(fā)電廠送出線路上的運(yùn)行數(shù)據(jù)中的導(dǎo)線實(shí)時(shí)載流量大于調(diào)度值時(shí)，生成一非增容指令。

本發(fā)明結(jié)合了輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)和電廠自動(dòng)保護(hù)技術(shù)，一方面不影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面自動(dòng)控制對(duì)發(fā)電機(jī)組的輸出功率，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)反饋控制，自動(dòng)化性能得到極大提高。利用本發(fā)明不僅能解決發(fā)電企業(yè)送出容量受限的問題，還能提高發(fā)電企業(yè)送出功率，增加發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以提高輸電線路的負(fù)載率，提升電網(wǎng)設(shè)備的投資效益。

本發(fā)明將一自動(dòng)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)設(shè)置在浙江浙能樂清發(fā)電有限責(zé)任公司及其500kV送出線路上進(jìn)行了試驗(yàn)并投入試運(yùn)行。

在本實(shí)施例中，利用電廠最大負(fù)荷區(qū)間進(jìn)行機(jī)組滿負(fù)荷試驗(yàn)，擇機(jī)輸入模擬快減條件，由發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)快減負(fù)荷邏輯判斷條件，向DCS快減邏輯單元發(fā)出快減負(fù)荷建議，DCS快減邏輯單元自動(dòng)快減#1號(hào)機(jī)組負(fù)荷200MW至460MW，系統(tǒng)自動(dòng)記錄了各參數(shù)變化的曲線。其中，發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)快減負(fù)荷試驗(yàn)記錄表見表1。

表1 發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)快減負(fù)荷試驗(yàn)記錄表

圖5為本實(shí)施例線路總有功與機(jī)組有功變化曲線，圖6為線路功率因數(shù)變化曲線。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在試驗(yàn)過程中，線路功率因數(shù)始終保持在0.98以上，母線電壓始終維持在515kV以上；電廠機(jī)組達(dá)到最大出力2655.8MW時(shí)，線路總有功達(dá)到2546.5MW，對(duì)應(yīng)線路總電流為2902.2A。

在樂清電廠帶負(fù)荷試驗(yàn)過程中，樂天5449線、樂柱5450線的導(dǎo)線溫度曲線如圖5所示。如圖4所示，在整個(gè)試驗(yàn)過程中，導(dǎo)線的溫度最大不超過50°，滿足線路溫度不可超過80°的運(yùn)行要求。

發(fā)輸電聯(lián)合動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)負(fù)荷快減機(jī)制負(fù)荷設(shè)計(jì)要求，#1號(hào)機(jī)組負(fù)荷由最初的658.7MW減至458.7MW，歷時(shí)32分鐘，實(shí)際快減速率為6.25MW/min，滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠送出功率和線路輸送容量的提升，打開了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)用電高峰期的輸送容量瓶頸。在不突破現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)定的條件下，既保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，又提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和輸電線路的利用效率。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。