專利名稱：一種低頻電壓減載聯動協調控制方法
技術領域：
本發明涉及全電網的低頻電壓減載聯動協調控制方法。
背景技術：
現代電力系統的特征是大機組、超高壓、大范圍遠距離輸電，但存在頻率和電壓崩潰的危險。當系統發生嚴重故障備用容量不足以彌補系統功率缺額時，系統應有選擇地切除負荷，充分發揮低頻低壓減載裝置的作用，構建電網第三道安全防線。當前低頻低壓減載控制方法包括下列方法I)傳統法當系統頻率低于整定值時，繼電器動作切除一部分負荷。如果頻率繼續下降，說明所切負荷不足，當達到第二個整定值時，繼電器再次動作切負荷，以此重復動作，直至系統的頻率恢復。2)半適應法是指當頻率下降到設定的頻率點時，測量當前的頻率變化率df/dt，根據頻率變化率的值決定具體切負荷的量，df/dt越高，這一點所切負荷越大。3)自適應法根據簡化的系統頻響應模型，頻率變化率與系統功率缺額成比例，通過測量動作時刻的頻率變化率計算出需要切除的負荷值。4)計算機輔助算法采用一定算法，在故障情況下，決定最優減負荷方案，主要是針對減負荷點和減負量的確定。
當前，低頻低壓減載裝置的控制結構形式分為集中式和分散式。I)分散式把減載的控制分散設在每回饋電線路的保護裝置中，增加一個測頻環節，實現減載的控制功能。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，然后根據系統頻率電壓下降的情況有次序、有計劃地切除負荷。目前低頻低壓減載裝置存在以下問題I)忽略了負荷的頻率特性對系統的影響；假設頻率偏離額定值不大，將負荷與頻率的關系近似為一直線，電力系統的負荷功率與頻率的關系可用下式表不Δ ρ%=Κ Δ f%K的大小由組成整個系統負荷的各類不同負荷所占比重的大小來決定。K值隨時間變化而不同，同一頻率下降值，不同時間同一輪所切的負荷值也應有差異的，容易引起過切。2)未充分考慮所切線路負荷量變化以往低頻低壓減載裝置整定是離線進行的，主要根據典型日負荷確定，由于負荷實時變化，預設的切負荷量不一定能適應實際事故場景下的功率缺額，從而存在一定程度的欠切或過切現象，并可能引發新的系統問題。3)分散式控制工作原理及運行管理性差；分散獨立的低頻低壓減載裝置每個裝置只控制一個減載輪級，各輪級之間互相獨立，各輪級的動作只依賴于本回路測量達到動作條件即切除負荷；因多輪級間沒有協調動作很容易產生負荷過切現象。4)分散式、集中式控制具有局限性，無統籌概念；分散式測量線路三相電壓，其控制一條線路，集中式測量線路母線電壓，其控制某一站內的母線上的線路，各繼電器只能根據自身所能觀測到的電壓或頻率做出反應，缺乏對系統全局信息的了解和整體協調，因而難以達到全網協調優化的效果。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是實現一種從整個電網系統層次出發的低頻低壓減載調控方法。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種低頻電壓減載聯動協調控制方法該控制方法基于電網調度自動化系統對全網各變電站信息進行實時信息采集和調 控；系統將電網內負載分為P1、P2、P3.......Pj輪；當系統檢測到電網中頻率或電壓低于閥值時，根據頻率或低壓降低的量確定所要切除的負載容量P ;系統判斷若Pl彡P，則切除Pl中的適合負載，若否，則繼續判斷，若P1+P2彡P，則切除P1、P2中的剩余適合負載，若否，則判斷至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)時，則切除P1，P2…，Pm中的剩余適合負載,其中m彡j ;；切除負載進行過比較判斷。進一步的，所述的P1至Pj輪中負載重要性由低到高。進一步的，所述的？1至1輪中，每一輪中負載均由各個變電站中的負載累加，當切斷至進行過比較負載中輪次時，將該輪剩余未切負載累加入下一輪負載上，當累加值大于等于P時，僅切斷此輪及以前進行累加的負載，剩余負載不切斷。進一步的，每輪負載切斷依次切斷之間具有時延，所述的時延為O. 5s。進一步的，每一輪切斷的時延間隙，若電網電壓頻率回到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續，若電網電壓頻率還未恢復或繼續下降，繼續進行低頻低壓減載工作。動協調控制方法從系統層次對各類負荷進行優化統籌考慮，同時將各輪未切剩余負荷計入下一輪中，實現全網負荷優化聯動協調控制，對于構建電網第三道安全防線具有重要的現實意義。該方法有效解決了分散就地離線整定的數據非實時性、策略局部性、易過切欠切等缺陷，高度規避了重要負荷停電帶來的損失風險。在系統出現頻率急劇降低時，用最短的時間和最小的代價恢復正常的頻率和電壓水平，增強了電網的安全性和穩定性，同時發揮了較大的經濟效益。


下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明圖I為低頻減載動作邏輯控制圖；圖2為低壓減載動作邏輯控制圖；圖3為低頻低壓減載優化協調控制策略流程具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。低頻電壓減載聯動協調控制方法基于電網調度自動化系統對全網各變電站信息進行實時信息采集和調控，從全網層次上將各變電站負荷進行重要程度分類，系統將電網
內負載分為P1、P2、P3.......Pj輪，共j輪，其中Pl為最不重要負載，Pj為最重要負載。負
荷分類有兩個原則第一，每輪可切的負荷總量要大于該輪可能所需切除的最大負荷總量；第二，將最不重要的負荷放在前面切除輪次，將最重要的負荷放在后面切除輪次，在同等重要程度下，可優先考慮較大負荷，同時當上一輪次動作后還有剩余負荷時應納入下一輪次中。 P1至1輪中，每一輪中負載均由各個變電站中的負載累加，負載分類表如下
P......p]
Pika、Plk’ a'、Plk"a"............^2ka, a'、P2W........................Pjka、Pjk’ a'、Pjk"a"......上表中，PAa中下標j代表，該條線路所處的切除輪次，下標k代表該條線路所在的變電站，下標a代表該條線路的編號。這樣全網負荷即可按照Plka、Plk，a，、…，P2ka、P2k，a，、…，PJka> PjVa'、…優化組合排序，每一輪所切負荷按照此順序排列依次動作即可。參見圖3可知，低頻電壓減載聯動協調控制方法如下當系統檢測到大擾動，即系統檢測到電網中頻率或電壓低于閥值(49HZ)時，根據頻率或低壓降低的量確定所要切除的負載容量P，當第η輪次動作所要切除的容量Ρη，當η-l輪次動作還有剩余負荷時可直接納入η次中，減少后面重要負荷的停電損失風險。系統判斷若Pl彡P，則切除Pl中的適合負載，若否，則繼續判斷，若Ρ1+Ρ2彡P，則切除Ρ1、Ρ2中的剩余適合負載，若否，則判斷至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)時，則切除P1，P2…，Pm中的剩余適合負載，其中m彡j ;，即判斷出經過幾輪負載切斷可以回升電網頻率和電壓，之后將判斷所需輪數的負載全部切斷。在第一輪切除負荷中，若P1>P，即最不重要的負荷總容量滿足所需切除的負荷容量，即可用程序計算出在Pi中若干條線路的容量和，并經過延時后將這若干條線路切除。計算出的容量Pml要滿足下面的不等式P ^ Pffll ^ P+ ε ;其中ε是一個很小的數，即計算出的Pml大于等于需要切除負載P，且與P的值最接近，這樣既可以保證切除的容量達到恢復頻率或低壓要求，同時又可以最大程度的減少過切現象。由于第一輪負荷切除后，很可能還有剩余負荷，若需第二輪減載，則應將此剩余負荷納入下一輪。這時系統會繼續比較Ρ2和P- Pml的大小，若P2>P- Pml，則與上述相同，自動計算出在Ρ2中若干條線路的容量和，經過延時后將Pl中的剩余負荷與Ρ2中這若干條線路同時切除。同時Pm2也要滿足如下條件
P- Pffll ( Pffl2 ( P- Pffll+ ε其中ε是一個很小的數，即計算出的Pm2大于等于需要切除負荷P- Pml，且與P-Pml的值最接近。同理類推，在第i輪減載時，則將第i_l輪剩余負荷納入第i輪中，同時計算出第i輪所切負荷Pmi，要求P- Pml-----Ph ( Pmi ( P- Pml-----Pi-I + ε當切斷至進行過比較的所有負載中的最后一輪時，該輪及以前負載累加值應大于等于P，系統頻率和電壓恢復至正常值，剩余輪次未切負載不切斷。每輪負載切斷依次切斷之間具有時延，時延通常為O. 5s。每一輪切斷的時延間隙，若電網電壓頻率回到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續，若電網電壓頻率還未恢復或繼續下降，繼續進行低頻低壓減載工作。例如，若某市電網出現大型事故，系統頻率急劇降低至49Hz，則達到低頻減載的動作條件。首先基本輪第一輪動作，需切除負載。根據優化組合聯動協調控制策略，系統自動根據實際采集數據計算第一檔所需切除負荷，達在經過O. 5s的延時之后自動下發命令將相應負荷切除，若之后頻率回升，系統電壓頻率回到正常水平，低頻低壓減載裝置不再繼續動作。如果在切除相應的負荷之后頻率繼續下降，在達到下一個動作條件之后，低頻低壓減載裝置則繼續動作。即此時電網頻率還未恢復、繼續下降，啟動基本輪第二輪切負荷，并將第一輪次剩余負荷納入此輪中。參見減載表格如下
權利要求
1.一種低頻電壓減載聯動協調控制方法其特征在于該控制方法基于電網調度自動化系統對全網各變電站信息進行實時信息采集和調控； 系統將電網內負載分為P1、P2、P3.......Pj輪； 當系統檢測到電網中頻率或電壓低于閥值時，根據頻率或低壓降低的量確定所要切除的負載容量P ； 系統判斷若Pl≥P，則切除Pl中的適合負載，若否，則繼續判斷，若P1+P2≥P，則切除P1、P2中的剩余適合負載，若否，則判斷至Σ Pi≥P時，則切除P1，P2···，Pm中的剩余適合負載，其中i=l，2，…，m, m≤j ; 切除負載進行過比較判斷。
2.根據權利要求I所述的低頻電壓減載聯動協調控制方法其特征在于所述的P1至Pj輪中負載重要性由低到高。
3.根據權利要求I所述的低頻電壓減載聯動協調控制方法其特征在于所述的P1至Pj輪中，每一輪中負載均由各個變電站中的負載累加，當切斷至進行過比較負載中輪次時，將該輪剩余未切負載累加入下一輪負載上，當累加值大于等于P時，僅切斷此輪及以前進行累加的負載，剩余負載不切斷。
4.根據權利要求I所述的低頻電壓減載聯動協調控制方法其特征在于每輪負載切斷依次切斷之間具有時延，所述的時延為O. 5s。
5.根據權利要求4所述的低頻電壓減載聯動協調控制方法其特征在于每一輪切斷的時延間隙，若電網電壓頻率恢復到正常水平，則低頻低壓減載工作不再繼續，若電網電壓頻率還未恢復或繼續下降，繼續進行低頻低壓減載工作。
全文摘要
本發明揭示了一種低頻電壓減載聯動協調控制方法，該控制方法基于電網調度自動化系統對全網各變電站信息進行實時信息采集和調控，從全網層次上將各變電站負荷進行重要程度分類，輔以優化快速的計算分析，計算出在電網受到各類大干擾下每個輪次所需切除的負荷，并及時下發減載命令給相應的站端低頻低壓減載裝置，從而快速切除相應負荷達到恢復系統安全的目的。由于該方法基于整個電網進行全系統的聯動協調控制，可明顯減少現行低頻低壓減載裝置存在的易過切或欠切的現象，減少了不必要的線路停電損失，提高了全網的供電可靠性及安全經濟性。
文檔編號H02J3/14GK102868164SQ201210347128
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者林其友, 胡曉梅, 高紀偉, 劉文雙, 楊樂新, 肖明偉, 張昌麗 申請人:安徽省電力公司蕪湖供電公司