1.一種電力系統設備過載的自適應緊急控制系統,其特征在于,包括調度端中心站實時信息獲取模塊、調度端中心站潮流方程建立模塊、調度端中心站潮流靈敏度計算模塊以及調度端中心站靈敏度信息下發模塊和廠站端控制站實時信息上送模塊、廠站端控制站靈敏度信息接受模塊以及廠站端控制站監控設備過載后緊急控制策略的生成及執行模塊,其中:
所述調度端中心站實時信息獲取模塊負責按設定的周期循環召喚廠站端控制站的實測信息,包括監視設備、監控設備和可控設備的投/退、有功及無功信息,并將實時信息獲取時刻記為t0,針對各個廠站端控制站,將其所屬監視設備記為A,將其所屬監控設備記為B,將其所屬可控設備記為C;
所述廠站端控制站所屬監視設備是指其投/退狀態、有功和無功由該廠站端控制站采集,或由其它廠站端控制站轉發至該廠站端控制站的設備;
所述廠站端控制站所屬監控設備是指其過載問題由該廠站端控制站負責制定控制策略并啟動控制的設備;
所述廠站端控制站所屬可控設備是指該廠站端控制站能夠對其實施緊急控制措施的設備,相應的緊急控制措施包括緊急調制直流系統功率、轉供負荷、緊急控制新能源電廠有功出力、切發電機和切負荷,其中緊急控制新能源電廠有功出力是通過切除新能源電廠內機組的并網饋線來實現的;
所述調度端中心站潮流方程建立模塊負責在保持廠站端控制站上送的監視設備、監控設備和可控設備的投/退有功及無功都不變的約束下,結合調度自動化系統采集的電力系統實時運行信息,建立反映電力系統實時運行狀態的潮流方程,并將相應的t0作為該潮流方程所對應的電力系統運行斷面時刻ts;
所述調度端中心站潮流靈敏度計算模塊負責基于潮流方程建立模塊得到的潮流方程,針對各個廠站端控制站,在不考慮其A中監視設備投/退變化的正常運行狀態下和考慮其A中單個或多個監視設備投/退變化的各個預想運行狀態下,分別計算出其C中各個可控設備有功對其B中各個監控設備有功的靈敏度,生成包括監控設備名、可控設備名和可控設備有功對監控設備有功的靈敏度信息在內的二維表,并將各個運行狀態下監視設備名及其投/退狀態定義為“方式字”,將二維表與相應的“方式字”相關聯,若有廠站端控制站的A中監視設備投/退變化的預想運行狀態為n個時,則該廠站端控制站對應n+1個二維表;
所述調度端中心站靈敏度信息下發模塊負責根據二維表信息與廠站端控制站的對應關系,將潮流靈敏度計算模塊得到的所有二維表信息及其關聯的“方式字”,打上時標ts,分別發送到相應的廠站端控制站;
所述廠站端控制站實時信息上送模塊負責根據調度端中心站下發的召喚指令上送廠站端控制站的實測信息,包括監視設備、監控設備和可控設備的投/退、有功及無功信息,對于可控設備中的新能源電廠,除了采集新能源電廠投/退、有功及無功信息之外還需要采集廠內可切除的機組并網饋線的有功,但該信息不上送至調度端中心站;
所述廠站端控制站靈敏度信息接受模塊負責接受調度端中心站下發的二維表信息及其關聯的“方式字”和時標ts并更新保存;
所述廠站端控制站監控設備過載后緊急控制策略的生成及執行模塊負責在檢測到監控設備的電流超過其過載緊急控制電流設定值且持續時間大于過載時長門檻值且當前時刻與二維表的時標ts之間的時長小于靈敏度信息有效時長設定值時,根據當前時刻監視設備投/退狀態,選擇相應的二維表,計及選定的二維表中可控設備有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度及其單位有功控制代價指標,制定緊急控制措施集,并對電力系統實施緊急控制;
所述過載最嚴重的監控設備是指其電流與過載緊急控制電流設定值之比最大的監控設備。
2.一種電力系統設備過載的自適應緊急控制方法,其特征在于,包括如下步驟:
廠站端控制站實時信息上送的步驟:廠站端控制站根據調度端中心站下發的召喚指令向調度端中心站實時上送廠站端控制站的實測信息,包括監視設備、監控設備和可控設備的投/退、有功及無功信息,對于可控設備中的新能源電廠,除了采集新能源電廠投/退、有功及無功信息之外還需要采集廠內可切除的機組并網饋線的有功,但該信息不上送至調度端中心站;
調度端中心站實時信息獲取的步驟:調度端中心站按設定的周期循環召喚廠站端控制站上送的實測信息,包括監視設備、監控設備和可控設備的投/退、有功及無功信息,并將實時信息獲取時刻記為t0,針對各個廠站端控制站,將其所屬監視設備記為A,將其所屬監控設備記為B,將其所屬可控設備記為C;
所述廠站端控制站所屬監視設備是指其投/退狀態、有功和無功由該廠站端控制站采集,或由其它廠站端控制站轉發至該廠站端控制站的設備;
所述廠站端控制站所屬監控設備是指其過載問題由該廠站端控制站負責制定控制策略并啟動控制的設備;
所述廠站端控制站所屬可控設備是指該廠站端控制站能夠對其實施緊急控制措施的設備,相應的緊急控制措施包括緊急調制直流系統功率、轉供負荷、緊急控制新能源電廠有功出力、切發電機和切負荷,其中緊急控制新能源電廠有功出力是通過切除新能源電廠內機組的并網饋線來實現的;
調度端中心站潮流方程建立的步驟:調度端中心站在保持廠站端控制站上送的監視設備、監控設備和可控設備的投/退有功及無功都不變的約束下,結合調度自動化系統采集的電力系統實時運行信息,建立反映電力系統實時運行狀態的潮流方程,并將相應的t0作為該潮流方程所對應的電力系統運行斷面時刻ts;
調度端中心站潮流靈敏度計算的步驟:調度端中心站基于潮流方程建立模塊得到的潮流方程,針對各個廠站端控制站,在不考慮其A中監視設備投/退變化的正常運行狀態下和考慮其A中單個或多個監視設備投/退變化的各個預想運行狀態下,分別計算出其C中各個可控設備有功對其B中各個監控設備有功的靈敏度,生成包括監控設備名、可控設備名和可控設備有功對監控設備有功的靈敏度信息在內的二維表,并將各個運行狀態下監視設備名及其投/退狀態定義為“方式字”,用于廠站端控制站表示相應的運行狀態,將二維表與相應的“方式字”相關聯,若有廠站端控制站的A中監視設備投/退變化的預想運行狀態為n個時,則該廠站端控制站對應n+1個二維表;
調度端中心站靈敏度信息下發的步驟:調度端中心站根據二維表信息與廠站端控制站的對應關系,將潮流靈敏度計算模塊得到的所有二維表信息及其關聯的“方式字”,打上時標ts,分別發送到相應的廠站端控制站;
廠站端控制站靈敏度信息接受的步驟:廠站端控制站接受調度端中心站下發的二維表信息及其關聯的“方式字”和時標ts并更新保存;
廠站端控制站監控設備過載后緊急控制策略的生成及執行的步驟:當廠站端控制站檢測到監控設備的電流超過其過載緊急控制電流設定值且持續時間大于過載時長門檻值且當前時刻tc與二維表的時標ts之間的時長小于靈敏度信息有效時長設定值時,首先根據tc時刻監視設備投/退狀態與二維表所關聯的“方式字”所表示的預想運行狀態之間的對應關系,選擇相應的二維表,然后,計及選定的二維表中可控設備有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度,結合可控設備的單位有功控制代價指標,制定緊急控制措施集,并對電力系統實施緊急控制;
所述過載最嚴重的監控設備是指其電流與過載緊急控制電流設定值之比最大的監控設備。
3.根據權利要求2所述的電力系統設備過載的自適應緊急控制方法,其特征是,在廠站端控制站監控設備過載后緊急控制策略的生成及執行的步驟中,二維表的選擇具體包括:
若二維表所關聯的“方式字”中各個監視設備的投/退狀態都分別與同一個監視設備tc時刻的投/退狀態相同,則將該二維表作為選定的二維表。
4.根據權利要求2所述的電力系統設備過載的自適應緊急控制方法,其特征是,在廠站端控制站監控設備過載后緊急控制策略的生成及執行的步驟中,緊急控制措施集的制定包括如下步驟:
A-1)針對tc時刻可控設備中的直流系統,若選定的二維表中直流系統輸送功率對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度大于有功靈敏度設定門檻值ε,則將該直流系統功率緊急下降措施及其tc時刻可下降的功率增量最大值加入到有效可控措施集EM中;若選定的二維表中直流系統輸送功率對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度小于-ε,則將該直流系統功率緊急提升措施及其tc時刻可提升的功率增量最大值加入到EM中;
針對tc時刻可控設備中的轉供負荷,若選定的二維表中轉供負荷有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度大于ε,則將該轉供負荷措施及其tc時刻有功加入到EM中;
針對tc時刻可控設備中的新能源電廠,若選定的二維表中新能源電廠有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度大于ε,則將該新能源電廠有功緊急控制措施及其tc時刻最大可控量加入到EM中;
針對tc時刻可控設備中的發電機,若選定的二維表中發電機有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度大于ε,則將該發電機切除措施及其tc時刻有功加入到EM中;
針對tc時刻可控設備中的負荷,若選定的二維表中負荷有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度大于ε,則將該負荷切除措施及其tc時刻有功加入到EM中;
進入步驟A-2);
A-2)首先,根據EM中各個措施的單位有功控制代價指標是否大于0,對EM中控制措施進行排序,將單位有功控制代價指標大于為0的控制措施都排在單位有功控制代價指標為0的控制措施后面,然后,根據選定的二維表中控制措施有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度絕對值由大到小的順序對排在前位的單位有功控制代價指標為0的控制措施進行二次排序,根據選定的二維表中控制措施有功對過載最嚴重的監控設備有功的靈敏度絕對值與其單位有功控制代價指標的比值由大到小的順序對排在后位的單位有功控制代價指標大于0的控制措施進行二次排序,進入步驟A-3);
A-3)根據EM中控制措施的排序,從排在首位的控制措施開始,通過逐個增加控制措施,其中,對于緊急調制直流系統功率和緊急控制新能源電廠有功的控制措施,在相應的功率增量空間中逐漸加大有功控制量,對于轉供負荷、切發電機和切負荷的控制措施,其有功控制量與相應的控制措施的有功相等且一次性增加,直至所增加的控制措施的有功控制量與其在選定的二維表中對過載最嚴重的監控設備的有功靈敏度二者乘積的絕對值之和大于通過公式(1)計算出的有功ΔP且若降低控制措施的有功控制量或少增加一個控制措施該乘積之和小于通過公式(1)計算出的有功ΔP,則將所有增加的控制措施及其確定的有功控制量作為待具體化的緊急控制措施集;若能夠確定出待具體化的緊急控制措施集,進入步驟A-4),否則,分別將EM中各個新能源電廠有功緊急控制措施用tc時刻該新能源電廠內可切除的所有機組并網饋線來替代,再將處理后的EM作為緊急控制措施集,并發出控制量不足的告警信息;
其中,λ為設定的過載控制系數,Icr為過載最嚴重的監控設備的過載緊急控制電流設定值,I為過載最嚴重的監控設備的電流,P為過載最嚴重的監控設備的有功;
A-4)若待具體化的緊急控制措施集中有新能源電廠有功緊急控制措施,則先針對待具體化的緊急控制措施集中的新能源電廠有功緊急控制措施,根據其有功控制量、tc時刻可切除的新能源電廠內機組并網饋線的有功,按照不欠切、過切量最小原則,通過組合優化選定需要實施控制的新能源電廠內機組并網饋線,以替代待具體化的緊急控制措施集中相應的新能源電廠有功緊急控制措施,再將處理后的待具體化的緊急控制措施集作為緊急控制措施集,否則,將待具體化的緊急控制措施集直接作為緊急控制措施集。