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

【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統穩定分析控制【技術領域】，尤其涉及一種基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法。

【背景技術】
[0002]當電網在故障下產生了大的有功缺額時，系統的頻率電壓會產生比較明顯的過渡過程。由于網絡架構、機組參數、負荷特性等多種因素的影響，分布于電網不同空間的各節點頻率變化趨勢各不相同；而電壓作為一個局部狀態量與當地的無功功率密切相關，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得更加明顯。頻率電壓的空間分布特性是擾動下不同節點的受擾程度存在差異的體現，這也是系統在采取控制措施時，控制量相同而控制地點不同時對系統頻率或電壓的恢復效果通常不同的原因之一。
[0003]復雜電力系統中頻率與電壓，有功和無功之間存在動態交互影響。當比較薄弱的受端系統中失去主系統電源或大機組導致功率缺額足夠大時，可能發生電壓跌落先于頻率跌落，出現電壓全面降低，運行機組全面過電流而系統頻率下降并不突出的現象，這種現象在一些電壓敏感性負荷或感應電動機負荷比例較大的受端系統內更容易發生。系統中電壓主要通過負荷功率的變化影響著頻率的動態過程，使全網的有功功率缺額降低，延緩了頻率的跌落，而在頻率動態變化過程中，機組間的同步搖擺又會導致系統潮流和各節點電壓發生動態變化。
[0004]低頻減載(UFLS)和低壓減載(UVLS)長期以來作為安全穩定第三道防線的重要技術手段，為保證電力系統安全穩定運行和防止大停電事故的發生發揮了重要作用。目前關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確計及它們之間的交互影響。


【發明內容】

[0005]發明目的:本發明目的是充分考慮頻率電壓的空間分布特性，通過尋找負荷控制靈敏的節點，并計及頻率、電壓、有功、無功等多種狀態信息實時動態交互，提供一種基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法。
[0006]技術方案:一種基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法，包括順序相接的以下步驟:
[0007](I)裝設有低頻低壓減載裝置的各母線實時測量系統在正常運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)當裝設有低頻低壓減載裝置的各母線實時測量系統檢測到系統發生擾動或者母線頻率電壓越限時，裝設有低頻低壓減載裝置的每個母線實時測量系統分別實時測量各自的頻率f (t)、電壓U(t)、有功功率P (t)、無功功率Q (t)。
[0009](3)母線i利用實時測量的就地狀態信息計算該母線的負荷控制靈敏度指標Tu ；
[0010](4)當母線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，計算該母線本輪的切負荷量I\Si，j ；
[0011](5)經過預設延時，低頻低壓減載裝置動作，切除負荷；
[0012](6)如果頻率電壓沒有恢復，則返回步驟(2)，直到母線的頻率、電壓恢復至可接受的水平之上。
[0013]上述可接受的水平指頻率恢復至49.5Hz以上，電壓恢復至0.9p.u.以上。
[0014]所述步驟(3)中負荷控制靈敏度指標計及了多種就地狀態信息交互，它的求取具體表示為:
[0015]暫態過程中，負荷有功的自身調整量越小或無功的自身調整量越大，其負荷控制靈敏度指標越高，通過安控或低頻減載切除其負荷對頻率的改善越為有利。
[0016]綜合頻率、電壓、有功、無功之間交互關系的分析，負荷控制靈敏度指標IY的表達式為:

【權利要求】
1.一種基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法，其特征在于:包括順序相接的以下步驟: (1)裝設有低頻低壓減載裝置的各母線實時測量系統在正常運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)當裝設有低頻低壓減載裝置的各母線實時測量系統檢測到系統發生擾動或者母線頻率電壓越限時，裝設有低頻低壓減載裝置的每個母線實時測量系統分別實時測量各自的頻率f (t)、電壓U(t)、有功功率P (t)、無功功率Q (t)； (3)母線i利用實時測量的就地狀態信息計算該母線的負荷控制靈敏度指標Tu； (4)當母線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，計算該母線本輪的切負荷量I\Si，」; (5)經過預設延時，低頻低壓減載裝置動作，切除負荷； (6)如果頻率電壓沒有恢復，則返回步驟(2)，直到母線的頻率、電壓恢復至可接受的水平之上。
2.如權利要求1所述的基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法，其特征在于:綜合頻率、電壓、有功、無功之間交互關系的分析，負荷控制靈敏度指標?Υ的表達式為:
式中，Tl為負荷控制靈敏度指標，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代表頻率與基準值的偏差(均采用標幺值表示)，t為時間，dt代表信息采集時間點之間的時間間隔。
3.如權利要求2所述的基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法，其特征在于:負荷控制靈敏度指標?Υ的表達式可簡化為:
式中為負荷控制靈敏度指標，P*(t)、Q*(t)、U*(t)、f*分別是母線有功負荷、無功負荷、電壓和頻率的標么值，1/Q*(t)表示無功負荷對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之間的時間間隔。
4.按照權利要求3所述的基于負荷控制靈敏度的低頻低壓減載優化控制方法，其特征在于:對于每一條母線i可以得到其負荷控制靈敏度的表達式為
假設傳統的低頻低壓減載方案中，有η條母線上裝設有低頻低壓減載裝置，其中母線i在第j輪動作切除負荷的比例為a。，則母線i上低頻低壓減載裝置的第j輪動作切除負荷量Pm」為:
式中=Tu為母線i的負荷控制靈敏度指標，PiJt)、(^(t)、Ui#(t)、fi#分別是母線i的有功負荷、無功負荷、電壓和頻率的標幺值，1/Qi*(t)表示無功負荷對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的頻率與標準值的偏差(用標幺值表示)，At表示信息采集時間點之間的時間間隔；
P0i表示母線i的初始負荷量，
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 優先權日:2014年8月19日
【發明者】寧佳, 湯奕, 鄧克愚, 李峰 申請人:東南大學