本發(fā)明屬于電網(wǎng)控制技術(shù)，尤其涉及一種適用于小水電富集區(qū)域的廣域備自投系統(tǒng)智能控制方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，用戶對(duì)供電質(zhì)量和可靠性的要求也越來(lái)越高。對(duì)于越來(lái)越普遍的變電站鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)供電方式，常用的站內(nèi)備自投裝置因正常接入的電氣量有限，存在下述主要缺點(diǎn)：1、只能實(shí)現(xiàn)單站就地控制，無(wú)法滿足多種電網(wǎng)運(yùn)行方式；2、缺乏與安全自動(dòng)控制裝置配合；3、未考慮備自投動(dòng)作對(duì)電網(wǎng)的影響，可能導(dǎo)致備用電源過(guò)載。

為克服站內(nèi)備自投的上述缺點(diǎn)，立足全局兼顧多種電網(wǎng)運(yùn)行方式的廣域備自投系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。目前已有的廣域備自投系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)電網(wǎng)不同運(yùn)行方式的廣域備自投模型自動(dòng)建模，在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)備自投功能范圍的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了多級(jí)串供方式和站內(nèi)多進(jìn)線自適應(yīng)備自投功能。但對(duì)于區(qū)域內(nèi)富集小水電的情況，由于故障后區(qū)域內(nèi)仍有電壓，不滿足備自投系統(tǒng)的觸發(fā)條件。此外，小水電富集區(qū)域電網(wǎng)故障后可能獨(dú)立運(yùn)行，廣域備自投系統(tǒng)一旦出現(xiàn)誤動(dòng)，可能會(huì)造成區(qū)域電網(wǎng)失穩(wěn)，潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：

針對(duì)現(xiàn)有廣域備自投系統(tǒng)不適用于小水電富集區(qū)域的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種適用于小水電富集區(qū)域的廣域備自投系統(tǒng)智能控制方法，可以充分利用OS2系統(tǒng)主站信息，配合站內(nèi)備自投和安全穩(wěn)定裝置，根據(jù)電網(wǎng)安全運(yùn)行要求完成小水電富集區(qū)域故障后快速控制、遠(yuǎn)方備用電源自動(dòng)投入、預(yù)防備自投動(dòng)作后設(shè)備過(guò)載等高級(jí)應(yīng)用功能，拓展了廣域備自投的應(yīng)用范圍，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種適用于小水電富集區(qū)域的廣域備自投系統(tǒng)智能控制方法，它包括：

步驟1、定義廣域備自投模型；

步驟2、在線從OS2系統(tǒng)讀取區(qū)域內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；

步驟3、設(shè)定區(qū)域內(nèi)每一個(gè)設(shè)備發(fā)生假定故障，根據(jù)每一個(gè)假定故障發(fā)生后產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)跳閘和設(shè)備運(yùn)行情況，確定故障點(diǎn)并加以隔離；

步驟4、識(shí)別故障點(diǎn)被隔離后出現(xiàn)的立即失電獨(dú)立區(qū)域和小水電帶負(fù)荷獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域；

步驟5、對(duì)于立即失電獨(dú)立區(qū)域，判斷是否符合設(shè)定的備用電源投入動(dòng)作邏輯條件，匹配動(dòng)作策略，符合則通過(guò)OS2系統(tǒng)自動(dòng)遠(yuǎn)程投入變電站備用電源；對(duì)于小水電帶負(fù)荷獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域，根據(jù)區(qū)域內(nèi)小水電數(shù)量和小水電出力情況，生成不同的邏輯控制動(dòng)作序列，實(shí)現(xiàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有限次控制操作，使得獨(dú)立區(qū)域所有能恢復(fù)母線恢復(fù)并網(wǎng)或保持穩(wěn)定運(yùn)行；

步驟6、將步驟5所有假定故障及控制動(dòng)作存儲(chǔ)作為備自投模型及邏輯控制動(dòng)作序列，在故障實(shí)際發(fā)生時(shí)直接投入使用。

步驟1所述的定義廣域備自投模型的方法為：通過(guò)建模工具定義或預(yù)先從OS2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型中獲取區(qū)域模型。

步驟2所述在線從OS2系統(tǒng)讀取區(qū)域內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，其運(yùn)行狀態(tài)包括設(shè)備帶電情況、開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)、母線是否有壓、站內(nèi)備自投裝置是否投入運(yùn)行、小水電機(jī)組出力數(shù)據(jù)、110kV變電站負(fù)荷及220kV主供備用電源母線電壓和頻率。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將區(qū)域內(nèi)小水電納入廣域備自投系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)備自投網(wǎng)絡(luò)將小水電、站內(nèi)裝置和現(xiàn)有技術(shù)備自投系統(tǒng)融為一體，通過(guò)設(shè)定假設(shè)故障，通過(guò)小水電的組網(wǎng)情況，根據(jù)故障時(shí)刻獨(dú)立范圍內(nèi)小水電發(fā)電和負(fù)荷情況，預(yù)判故障后獨(dú)立網(wǎng)的運(yùn)行情況采取相應(yīng)的控制方法來(lái)投入備自投系統(tǒng)，解決了高壓輸送通道故障斷開(kāi)后，小水電富集區(qū)域電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)的電能質(zhì)量低下、失穩(wěn)以及電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)重復(fù)停電等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了小水電富集區(qū)域電源聯(lián)絡(luò)線故障后的快速恢復(fù)，減少了小水電大量棄水的可能，提高了資源利用效率。

本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)的廣域備自投系統(tǒng)與智能調(diào)度一體化控制系統(tǒng)OS2集成在一起，可以有效利用調(diào)度主站采集各類信息，從全網(wǎng)的角度考慮電網(wǎng)運(yùn)行變化情況，生成相應(yīng)的備自投模型和邏輯控制策略；實(shí)現(xiàn)常規(guī)站內(nèi)備自投無(wú)法實(shí)現(xiàn)的220kV電源合理切換，充分利用OS2系統(tǒng)與系統(tǒng)內(nèi)外的安全自動(dòng)控制裝置相配合，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)的備自投決策和控制，從而彌補(bǔ)站內(nèi)備自投裝置的缺陷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中廣域備自投系統(tǒng)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較高，而站內(nèi)備自投系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)單站就地控制，無(wú)法滿足多種電網(wǎng)運(yùn)行方式；缺乏與安全自動(dòng)控制裝置配合；未考慮備自投動(dòng)作會(huì)電網(wǎng)的影響，可能導(dǎo)致備用電源過(guò)載等技術(shù)問(wèn)題。

具體實(shí)施方式：

OS2系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集各相關(guān)變電站遙信、搖測(cè)量及保護(hù)動(dòng)作信號(hào)作為備自投的充電條件、閉鎖條件、觸發(fā)條件和動(dòng)作條件等。

在實(shí)施本發(fā)明前，首先將OS2系統(tǒng)（智能調(diào)度一體化控制系統(tǒng)）與現(xiàn)有技術(shù)的廣域備自投系統(tǒng)控制主站連接，實(shí)現(xiàn)信息交互。

步驟1、定義廣域備自投模型；步驟1所述的定義廣域備自投模型的方法為：通過(guò)建模工具定義或預(yù)先從OS2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型中獲取區(qū)域模型。

步驟2、在線從OS2系統(tǒng)讀取區(qū)域內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；步驟2所述在線從OS2系統(tǒng)讀取區(qū)域內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，其運(yùn)行狀態(tài)包括設(shè)備帶電情況、開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)、母線是否有壓、站內(nèi)備自投裝置是否投入運(yùn)行、小水電機(jī)組出力數(shù)據(jù)、110kV變電站負(fù)荷及220kV主供備用電源母線電壓和頻率。

步驟3、設(shè)定區(qū)域內(nèi)每一個(gè)設(shè)備發(fā)生假定故障，根據(jù)每一個(gè)假定故障發(fā)生后產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)跳閘和設(shè)備運(yùn)行情況，確定故障點(diǎn)并加以隔離；

步驟4、識(shí)別故障點(diǎn)被隔離后出現(xiàn)的立即失電獨(dú)立區(qū)域和小水電帶負(fù)荷獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域；

步驟5、對(duì)于單純的立即失電區(qū)域，判斷是否符合設(shè)定的備用電源投入動(dòng)作邏輯條件，匹配動(dòng)作策略，通過(guò)OS2快速自動(dòng)遠(yuǎn)程投入變電站備用電源；對(duì)于小水電帶負(fù)荷獨(dú)立運(yùn)行區(qū)域，根據(jù)區(qū)域內(nèi)小水電數(shù)量和小水電出力情況，生成不同的邏輯控制動(dòng)作序列，實(shí)現(xiàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有限次控制操作，使得獨(dú)立區(qū)域所有能恢復(fù)母線恢復(fù)并網(wǎng)或保持穩(wěn)定運(yùn)行。主要控制策略包括：在枯水期小水電出力不足時(shí)，獨(dú)立網(wǎng)易失穩(wěn)，切機(jī)造成的棄水量較小，應(yīng)快速切除所有區(qū)域內(nèi)小水電接線后，合上備用電源；豐水期小水電大發(fā)時(shí)，獨(dú)立網(wǎng)頻率將升高，應(yīng)快速切除部分非調(diào)頻小水電，無(wú)需等待電廠側(cè)機(jī)組頻率電壓解列裝置動(dòng)作，使得獨(dú)立網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷和出力差距迅速減小后，按平水期動(dòng)作策略執(zhí)行。平水期獨(dú)立網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷和出力基本平衡，故障后獨(dú)立網(wǎng)基本穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)需根據(jù)系統(tǒng)采集到的獨(dú)立網(wǎng)和主網(wǎng)間的頻率差及合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)電壓差，經(jīng)計(jì)算分析下發(fā)頻率（電壓）調(diào)節(jié)目標(biāo)值給調(diào)頻電廠AGC系統(tǒng)，由調(diào)頻電廠對(duì)獨(dú)立網(wǎng)的頻率、電壓進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)向合環(huán)點(diǎn)就地設(shè)置的智能準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置下發(fā)準(zhǔn)同期合閘指令。即主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整同期點(diǎn)兩側(cè)的壓差和頻差，就地智能裝置自行檢驗(yàn)是否符合同期合閘條件：待并側(cè)與參考側(cè)兩側(cè)電壓均大于定值，兩側(cè)的壓差和頻差均小于定值，滑差小于定值。在以上條件均滿足的情況下，裝置根據(jù)當(dāng)前的相角、頻差、滑差及合閘導(dǎo)前時(shí)間來(lái)計(jì)算該時(shí)刻發(fā)合閘指令后開(kāi)關(guān)合閘時(shí)的角差。如果在預(yù)定的捕捉同期時(shí)間范圍內(nèi)，捕捉到預(yù)期合閘角度差小于允許合閘相角差，則執(zhí)行合閘命令向合環(huán)點(diǎn)斷路器發(fā)合閘脈沖。

步驟6、將步驟5所有假定故障及控制動(dòng)作存儲(chǔ)作為備自投模型及控制動(dòng)作。針對(duì)所有假定故障生產(chǎn)相應(yīng)的備自投模型和邏輯控制策略，即充電、閉鎖、觸發(fā)、動(dòng)作條件和動(dòng)作序列。

所有假定故障分析處理完成后，存儲(chǔ)相應(yīng)的備自投模型和邏輯控制動(dòng)作，備自投系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)SCADA數(shù)據(jù)及充放電判據(jù)匹配出在線的充電備自投控制動(dòng)作。

按周期重復(fù)運(yùn)行步驟2，檢查周期內(nèi)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行方式交之上一周期是否發(fā)生改變，如果發(fā)生改變，則進(jìn)入步驟3重新生成備自投模型和相應(yīng)的邏輯控制動(dòng)作。