联络线输送功率安全约束的控制方法和装置与流程

本发明涉及电力控制领域，具体而言，涉及联络线输送功率安全约束的控制方法和装置。

背景技术：

随着电力系统的不断发展，系统规模越来越大，电气连接越来越复杂。通常输电通道断面(以下简称联络线走廊)所包含的输电线路、电气元件存在安全约束，由此断面切割而成的闭合控制区域必须满足此安全约束。

联络线走廊所包含的输电线路、电气元件应满足：其中：P_i为输电线路或电气元件i的有功功率，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限。

联络线走廊应满足：其中：P_c为联络线走廊实际输送的有功功率，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限。

为使所述联络线走廊及其所包含的输电线路、电气元件有功功率限制在安全约束范围之内，相关技术中通常由电力调度机构的值班调度员采用肉眼监视联络线走廊及其所包含的各条输电线路、各个电气元件的运行状态，在有异常情况发生时，电话通知发电机组的运行值班人员调整相应发电机组的有功功率。这种人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种联络线输送功率安全约束的控制方法和装置，能够缓解了上述人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差的问题。

本发明实施例提供了一种联络线输送功率安全约束的控制方法，包括：

当发电机组关联的联络线走廊及其所包含的输电线路、电气元件存在安全约束时，按照下述公式获取所述发电机组中各个机组的有功功率调节上、下限：

$P_G^{MIN}=P_g+MAX({\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN}=P_g^{MIN}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}=P_c^{MIN}-P_c$

$P_G^{MAX}=P_g+MIN({\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX}=P_g^{MAX}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}=P_c^{MAX}-P_c$

且：

$P_c^{MIN}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MAX}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}=P_i^{MIN}-P_i$

$P_c^{MAX}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MIN}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}=P_i^{MAX}-P_i$

其中：所述联络线走廊为所述发电机组关联的输电通道断面，分别为所述发电机组中的机组g的有功功率可调节上、下限，g为正整数，P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的有功功率上、下可调节容量，和分别为机组g的有功功率上、下限；和分别为联络线走廊的安全约束上限最小临界裕度和下限最小临界裕度，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；P_i为所述联络线走廊所包含的输电线路或电气元件i的有功功率；和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限临界裕度，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限，n为所述联络线走廊所包含的输电线路及电气元件数；

控制所述发电机组中各个机组的有功功率P_g满足：以使所述联络线走廊及其所包含的输电线路及电气元件限制在安全约束范围之内。

上述方法还包括：

如果设置所述发电机组总的有功功率调节量根据各个机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

如果设置所述发电机组总的有功功率调节量根据各个机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

其中：ΔP_G为所述发电机组总的有功功率调节量，B_s为互联电力系统的频率系数，B_i为控制区域的频率系数，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；

通过对所述发电机组中各个机组有功功率P_g的控制，校正所述联络线走廊实际输送的有功功率，使之满足：

本发明实施例还提供了一种联络线输送功率安全约束的控制装置，包括：

机组调节上下限获取模块，用于当发电机组关联的联络线走廊及其所包含的输电线路、电气元件存在安全约束时，按照下述公式获取所述发电机组中各个机组的有功功率调节上、下限：

$P_G^{MIN}=P_g+MAX({\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN}=P_g^{MIN}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}=P_c^{MIN}-P_c$

$P_G^{MAX}=P_g+MIN({\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX}=P_g^{MAX}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}=P_c^{MAX}-P_c$

且：

$P_c^{MIN}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MAX}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}=P_i^{MIN}-P_i$

$P_c^{MAX}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MIN}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}=P_i^{MAX}-P_i$

其中：所述联络线走廊为所述发电机组关联的输电通道断面，分别为所述发电机组中的机组g的有功功率可调节上、下限，g为正整数，P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的有功功率上、下可调节容量，和分别为机组g的有功功率上、下限；和分别为联络线走廊安全约束上限最小临界裕度和下限最小临界裕度，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；P_i为所述联络线走廊所包含的输电线路或电气元件i的有功功率；和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限临界裕度，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限，n为所述联络线走廊所包含的输电线路及电气元件数；

机组有功功率控制模块，用于控制所述发电机组中各个机组的有功功率满足：以使所述联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内。

上述装置还包括：

联络线走廊有功功率越限校正模块，用于当联络线走廊的有功功率超过安全约束限制值时，设置所述发电机组总的有功功率调节量，通过对所述发电机组中各个机组有功功率P_g的控制，校正所述联络线走廊实际输送的有功功率P_c，使之满足：以使所述联络线走廊实际输送的有功功率校正到安全约束范围之内：

如果设置所述发电机组总的有功功率调节量根据各个机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

如果设置可控发电机组总的有功功率调节量根据机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

其中：ΔP_G为所述发电机组总的有功功率调节量，B_s为互联电力系统的频率系数，B_i为控制区域的频率系数，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率。

本发明实施例提供的方法和装置，通过自动控制发电机组中各个机组的有功功率，使之限制在其有功功率可调节上、下限范围之内。由于各个机组的有功功率可调节上、下限是与实际测算的该联络线走廊安全约束上、下限临界裕度相关联的值，因此可以有效保障所述联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内，进而缓解了人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种联络线输送功率安全约束的控制方法流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的联络线输送功率安全约束的控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示的联络线输送功率安全约束的控制方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，当发电机组关联的联络线走廊及其所包含的输电线路、电气元件存在安全约束时，获取发电机组中各个机组的有功功率调节上、下限，具体可以按照下述公式计算得到：

$P_G^{MIN}=P_g+MAX({\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN}=P_g^{MIN}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}=P_c^{MIN}-P_c$

$P_G^{MAX}=P_g+MIN({\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX}=P_g^{MAX}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}=P_c^{MAX}-P_c$

且：

$P_c^{MIN}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MAX}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}=P_i^{MIN}-P_i$

$P_c^{MAX}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MIN}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}=P_i^{MAX}-P_i$

其中：上述联络线走廊为上述发电机组关联的输电通道断面的简称，分别为所述发电机组中的机组g的有功功率可调节上、下限，g为正整数，P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的有功功率上、下可调节容量，和分别为机组g的有功功率上、下限；和分别为该联络线走廊安全约束上限最小临界裕度和下限最小临界裕度，和分别为该联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；P_i为该联络线走廊所包含的输电线路或电气元件i的有功功率；和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限临界裕度，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限，n为该联络线走廊所包含的输电线路及电气元件数。

步骤S104，控制上述发电机组中各个机组的有功功率P_g满足：以使上述联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内。

本实施例的方法通过自动控制发电机组中各个机组的有功功率，使之限制在其有功功率可调节上、下限范围之内。由于各个机组的有功功率可调节上、下限是与实际测算的该联络线走廊安全约束上、下限临界裕度相关联的值，因此可以有效保障所述联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内，进而缓解了人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差的问题。

考虑到联络线走廊所包含的输电线路或电气元件可能会有突发情况，例如，某条输电线路突然失效，此时联络线走廊实际输送的有功功率会重新分布，为保证此情况下联络线走廊及其所包含的输电线路及电气元件在安全约束范围之内，上述方法还可以包括以下步骤：

(1)如果设置上述发电机组总的有功功率调节量根据各个机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

(2)如果设置上述发电机组总的有功功率调节量根据机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

其中：ΔP_G为所述发电机组总的有功功率调节量，B_s为互联电力系统的频率系数，B_i为控制区域的频率系数，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；

(3)监测所述联络线走廊实际输送的有功功率P_c，判断是否满足：若满足安全约束则结束此次校正过程；若不满足安全约束则重复上述步骤，直到所述联络线走廊实际输送的有功功率校正到安全约束范围之内。

为了更好地理解上述控制方式，下面给出理论分析。

联络线走廊所包含的输电线路、电气元件的有功功率应满足下述限制条件：

$P_i^{MIN}\<P_i\<P_i^{MAX}$

其中：P_i为输电线路或电气元件i的有功功率，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限。

联络线走廊实际输送的有功功率应满足下述限制条件：

$P_c^{MIN}\<P_c\<P_c^{MAX}$

其中：P_c为联络线走廊实际输送的有功功率，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限。

由于联络线走廊所包含的输电线路及电气元件的有功功率在实际运行中分布不均，个别输电线路或电气元件可能率先接近甚至超过其安全约束上、下限，为确保联络线走廊及其所包含的任一输电线路及电气元件的有功功率限制在安全约束范围内，其安全约束上、下限按下述方法进行计算：

$P_c^{MIN}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MAX}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}=P_i^{MIN}-P_i$

$P_c^{MAX}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MIN}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}=P_i^{MAX}-P_i$

其中：P_i为输电线路或电气元件i的有功功率，i为正整数，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限临界裕度，和分别为输电线路或电气元件i的安全约束上、下限，n为输电通道断面所包含的输电线路及电气元件数。

该方法通过实时监测并获取联络线走廊所包含的输电线路及电气元件的有功功率和安全约束上、下限临界裕度，动态选取最接近安全约束上、下限的输电线路或电气元件的安全约束上、下限临界裕度作为联络线走廊的安全约束上、下限临界裕度，据此计算出联络线走廊当前的安全约束上、下限，以使联络线走廊实际输送的有功功率满足：联络线走廊所包含的输电线路及电气元件的有功功率满足：

发电机组有功功率仅在限定的范围内进行调节，因此必须满足以下限制条件：

$P_g^{MIN}\<P_g\<P_g^{MAX}$

其中：P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的上、下限。

由于机组有功功率变化对联络线走廊及其所包含的输电线路及电气元件的有功功率变化有一定影响，当发电机组关联的联络线走廊及其所包含的线路、元件存在安全约束时，其调节上下限按下述方法进行计算：

$P_G^{MIN}=P_g+MAX({\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN}=P_g^{MIN}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}=P_c^{MIN}-P_c$

$P_G^{MAX}=P_g+MIN({\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX}=P_g^{MAX}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}=P_c^{MAX}-P_c$

其中：分别为机组g的有功功率可调节上、下限，g为正整数，P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的有功功率上、下可调节容量，和分别为机组g的有功功率上、下限；和分别为联络线走廊安全约束上限最小临界裕度和下限最小临界裕度，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率。

该方法在机组有功功率可调节上、下限计算中引入机组关联的联络线走廊安全约束上、下限最小临界裕度，并与机组的有功功率上、下可调节容量进行比较，动态选取最接近上、下限可调节容量或临界裕度作为机组的有功功率上、下可调节容量，据此计算出机组当前的有功功率可调节上、下限，可使机组关联的联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件有功功率限制在安全约束范围之内。

相应地联络线走廊安全约束预防措施为：

因为：

若：则：

若：则：

其中：分别为机组g的有功功率可调节上、下限，P_g为机组g的有功功率。

输电通道断面(联络线走廊)安全约束校正措施为：

因为：

若：则：

若：则：

其中：P_c为联络线走廊实际输送的有功功率，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限；ΔP_G为所述发电机组总的有功功率调节量；B_s为互联电力系统的频率系数，B_i为控制区域的频率系数。

对应于上述方法，本发明实施例还提供了一种联络线输送功率安全约束的控制装置，参见图2，该装置包括以下模块：

机组调节上下限获取模块22，用于当发电机组关联的联络线走廊及其所包含的线路、元件存在安全约束时，按照下述公式获取所述发电机组中各个机组的有功功率调节上、下限：

$P_G^{MIN}=P_g+MAX({\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MIN}=P_g^{MIN}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MIN}=P_c^{MIN}-P_c$

$P_G^{MAX}=P_g+MIN({\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX},{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}),{\mathrm{\ΔP}}_g^{MAX}=P_g^{MAX}-P_g,{\mathrm{\ΔP}}_c^{MAX}=P_c^{MAX}-P_c$

且：

$P_c^{MIN}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MAX}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MIN}=P_i^{MIN}-P_i$

$P_c^{MAX}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{MIN}}\left({\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}\right),{\mathrm{\ΔP}}_i^{MAX}=P_i^{MAX}-P_i$

其中：分别为所述发电机组中的机组g的有功功率可调节上、下限，g为正整数，P_g为机组g的有功功率，和分别为机组g的有功功率上、下可调节容量，和分别为机组g的有功功率上、下限；和分别为联络线走廊安全约束上限最小临界裕度和下限最小临界裕度，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率；P_i为所述联络线走廊的联络线或元件i的有功功率；和分别为联络线或元件i的安全约束上、下限临界裕度，和分别为联络线或元件i的安全约束上、下限，n为所述联络线走廊所包含的线路及元件数。

机组有功功率控制模块24，用于控制所述发电机组中各个机组的有功功率满足：以使所述联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内。

本实施例的装置通过自动控制发电机组中各个机组的有功功率使之限制在其有功功率可调节上、下限范围之内。由于各个机组的有功功率可调节上、下限是与实际测算的该联络线走廊安全约束上、下限临界裕度相关联的值，因此可以有效保障联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内，进而解决了人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差的问题。

进一步地，上述装置还可以包括以下模块：

联络线走廊有功功率越限校正模块，用于当联络线走廊的有功功率超过安全约束限制值时，设置所述发电机组总的有功功率调节量，通过对所述发电机组中各个机组有功功率的控制，校正所述联络线走廊实际输送的有功功率P_c满足：以使所述联络线走廊实际输送的有功功率校正到安全约束范围之内：

如果设置所述发电机组总的有功功率调节量根据各个机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

如果设置可控发电机组总的有功功率调节量根据机组的调节性能和机组对关联输电线路、电气元件有功功率影响的灵敏度，按照一定的比例系数将ΔP_G分配给所述发电机组中各个机组，控制各个机组的有功功率P_g，以使

其中：ΔP_G为所述发电机组总的有功功率调节量，B_s为互联电力系统的频率系数，B_i为控制区域的频率系数，和分别为联络线走廊的安全约束上、下限，P_c为联络线走廊实际输送的有功功率。

本发明以上实施例采用自动控制发电机组中各个机组的有功功率，使之限制在其有功功率可调节上、下限范围之内。由于各个机组的有功功率可调节上、下限是与实际测算的该联络线走廊安全约束上、下限临界裕度相关联的值，因此可以有效保障联络线走廊及其所包含的输电线路和电气元件限制在安全约束范围之内，进而解决了人工控制方式比较耗时费力，且安全性、及时性较差的问题。

本发明实施例还提供了与上述方法和装置对应的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。