一种变电站负荷控制方法、控制主站及系统与流程

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种变电站负荷控制方法、控制主站及系统。

背景技术：

精准负荷控制系统是特高压交直流电网系统保护的重要组成部分。在特高压直流故障，受端电网需要大量控制负荷时，调控中心可通过负荷管理系统进行负荷调控，避免大量拉限线路、变电站等造成较大的社会影响。因此对精准负荷控制算法进行研制，为系统保护工程应用提供支撑，具有重要价值。

目前，国内外的负荷管理均存在响应容量难以可靠控制的技术问题，难以适应系统保护快速参与调节的需求。因此，如何避免被动大面积大限电是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种变电站负荷控制方法、控制主站及系统，解决了目前的负荷管理均存在的响应容量的技术问题，适应系统保护快速参与调解的需求，避免了被动大面积大限电。

本发明提供了一种变电站负荷控制方法，包括：

s1、根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

s2、根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。

可选地，步骤s1之前包括：

s01、接收协控总站下发的根据有功缺额量计算得到需切负荷总量；

s02、接收各控制子站上传的各层级负荷的实时负荷量信息，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量。

可选地，步骤s1具体包括：

根据需切负荷总量pt，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷。

本发明提供了一种变电站负荷控制主站，包括：

计算单元，用于根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

控制单元，用于根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。

可选地，还包括：

第一接收单元，用于接收协控总站下发的根据有功缺额量计算得到需切负荷总量；

第二接收单元，用于接收各控制子站上传的各层级负荷的实时负荷量信息，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量。

可选地，计算单元具体包括：

第一计算子单元，用于根据需切负荷总量pt，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

第二计算子单元，用于根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

第三计算子单元，用于根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷。

本发明提供了一种变电站负荷控制系统，包括：

控制主站、至少一个控制子站和至少一个负控终端；

控制主站与控制子站通信连接；

控制子站与负控终端通信连接；

负控终端用于控制负荷所在线路的断路器动作；

控制主站根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

控制主站根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。；

控制子站根据切负荷指令，向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令；

负控终端根据跳闸指令断开断路器。

可选地，还包括协控总站；

协控总站根据有功缺额量计算得到需切负荷总量，并下发至控制主站。

可选地，控制子站将各层级负荷的实时负荷量信息上传至控制主站，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量。

可选地，控制主站根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号具体包括：

控制主站根据需切负荷总量pt，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

控制主站根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

控制主站根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明根据负荷被切断后将造成的影响程度的大小，将所有可中断负荷分层级，再根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息，计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，实际切负荷量大于等于需切负荷总量，以保证完全满足需切负荷足量，然后向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，通过切负荷指令指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1级层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，最终使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器，完成指定负荷的切除，更加精准地对负荷进行切负荷控制，解决了目前的负荷管理均存在的响应容量的技术问题，适应系统保护快速参与调解的需求，避免了被动大面积大限电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种变电站负荷控制方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种变电站负荷控制方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的一种变电站负荷控制主站的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的一种变电站负荷控制系统的一个实施例的额结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种变电站负荷控制方法、控制主站及系统，解决了目前的负荷管理均存在的响应容量的技术问题，适应系统保护快速参与调解的需求，避免了被动大面积大限电。

精准负荷控制系统主要用于统筹电网资源与负荷综合配置，实现电源、电网、用户负荷互济互动，提高电网特高压故障应急响应能力。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种变电站负荷控制方法的一个实施例，包括：

101、根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

102、根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。

本发明根据负荷被切断后将造成的影响程度的大小，将所有可中断负荷分层级，再根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息，计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，实际切负荷量大于等于需切负荷总量，以保证完全满足需切负荷足量，然后向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，通过切负荷指令指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1级层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，最终使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器，完成指定负荷的切除，更加精准地对负荷进行切负荷控制，解决了目前的负荷管理均存在的响应容量的技术问题，适应系统保护快速参与调解的需求，避免了被动大面积大限电。

以上是对本发明提供的一种变电站负荷控制方法的一个实施例进行的说明，以下是对本发明提供的一种变电站负荷控制方法的另一个实施例进行的说明。

请参阅图2，本发明提供了一种变电站负荷控制方法的另一个实施例，包括：

201、接收协控总站下发的根据有功缺额量计算得到需切负荷总量；

202、接收各控制子站上传的各层级负荷的实时负荷量信息，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量；

203、根据需切负荷总量p，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

204、根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

205、根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷；

206、根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。

以上是对本发明提供的一种变电站负荷控制方法的另一个实施例进行的说明，以下是对本发明提供的一种变电站负荷控制主站的一个实施例进行的说明。

请参阅图3，本发明提供了一种变电站负荷控制主站的一个实施例，包括：

计算单元301，用于根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

控制单元302，用于根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端以及第n+1层级中部分负荷的负控终端发送跳闸指令，以使得负控终端根据跳闸指令跳开断路器。

进一步地，还包括：

第一接收单元303，用于接收协控总站下发的根据有功缺额量计算得到需切负荷总量；

第二接收单元304，用于接收各控制子站上传的各层级负荷的实时负荷量信息，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量。

进一步地，计算单元301具体包括：

第一计算子单元3011，用于根据需切负荷总量pt，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

第二计算子单元3012，用于根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

第三计算子单元3013，用于根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷。

以上是对本发明提供的一种变电站负荷控制主站的一个实施例进行的说明，以下是对本发明提供的一种变电站负荷控制系统的一个实施例进行的说明。

请参阅图4，本发明提供了一种变电站负荷控制系统的一个实施例，包括：

控制主站401、至少一个控制子站402和至少一个负控终端403；

控制主站401与控制子站402通信连接；

控制子站402与负控终端403通信连接；

负控终端403用于控制负荷所在线路的断路器动作；

控制主站401根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，其中，第一层级负荷为被切断后将造成的影响程度最小，最大层级负荷为被切断后将造成的影响程度最大；

控制主站401根据确定的需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷，向控制各层级负荷的各控制子站402下发切负荷指令，切负荷指令携带有需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号，切负荷指令用于指示各控制子站402向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端403以及第n+1层级中部分负荷的负控终端403发送跳闸指令，以使得负控终端403根据跳闸指令跳开断路器。；

控制子站402根据切负荷指令，向属于切负荷指令中的前n层级的全部负荷的负控终端403以及第n+1层级中部分负荷的负控终端403发送跳闸指令；

负控终端403根据跳闸指令断开断路器。

进一步地，还包括协控总站400；

协控总站400根据有功缺额量计算得到需切负荷总量，并下发至控制主站401。

进一步地，控制子站402将各层级负荷的实时负荷量信息上传至控制主站401，实时负荷量信息包括各层级各负荷的实时负荷量。

进一步地，控制主站401根据需切负荷总量和各层级负荷的实时负荷量信息计算确定需切除全部负荷的层级数n，以及第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷编号具体包括：

控制主站401根据需切负荷总量pt，通过第一计算式确定需切除全部负荷的层级数n，其中i＝1,2,…,最大层级数；

控制主站401根据需切除全部负荷的层级数n，通过第二计算式计算得到第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph；

控制主站401根据第n+1层级中需切除的部分负荷的负荷总量ph，通过计算在满足第三计算式∑p(n+1)j≤pn+1-ph的情况下，能够使得第四计算式∑p(n+1)j达到最大值的组合，确定第n+1层级中可保留的部分负荷的负荷编号((n+1),j)，以及除可保留的部分负荷以外的剩余负荷作为需切除的部分负荷的负荷编号，其中，p(n+1)j为第n+1层级的第j个可中断负荷。

需要说明的是，变电站负荷控制系统主要用于统筹电网资源与负荷综合配置，实现电源、电网、用户负荷互济互动，提高电网特高压故障应急响应能力。通过对负荷的分类、分级、分区域管理，实现由作为调度的协控总站400直接发令对分类用户可中断负荷的实时精准控制，能避免大量对变电所或线路进行整体拉闸，将电网故障的社会影响降到最低，提升大电网故障防御能力。变电站负荷控制系统主要由控制主站401主机、控制子站402主机、通信接口扩展装置、负控终端403产品配合完成，在不同站点根据具体工况选配完成控制功能。变电站负荷控制系统总体架构示意如图4所示。

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，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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全部或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-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。