含有突增大负荷电网系统的需量控制装置及控制方法与流程

本发明涉及电网需量控制技术领域,具体地说是含有突增大负荷电网系统的需量控制装置及控制方法。

背景技术：

电网系统对用电负荷具有一定的承受能力，而电网运行过程中存在用电高峰和低谷，电网上这类短时冲击负荷一般是负荷不稳定，或者有短时冲击负荷的大型厂矿企业等用电大户造成的，为保证电网安全，需要对电网需量进行适时地控制。

目前，公知的电网需量控制多根据对电网的了解，结合历史负荷数据进行控制。现有控制方法对于常规用电情况比较适用，但有些电网系统含有突增大负荷，如：正常情况下处于备用状态的大负荷设备等情况，当因生产工艺需要而突然开启导致电网负荷突然大幅增加的时侯，需量控制系统会延时做出反应，往往错过了切除负荷的最佳时机，因为切除负荷越晚所需要切除的总量就越大，在可切负荷总量受限的情况下还容易失控超限，增大了需量控制损失。

技术实现要素：

本发明实施例中提供了含有突增大负荷电网系统的需量控制装置及控制方法，以解决现有技术对突增大负荷时，需量控制不灵活的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了含有突增大负荷电网系统的需量控制装置，包括控制子模块，所述控制子模块包括开关量输入单元、通讯单元、cpu单元和开关量输出单元；

所述开关量输入单元用于获取大负荷断路器的状态信号；所述通讯单元用于接收线路的实时功率值，并将该实时功率值传输给所述cpu单元；所述cpu单元根据所述实时功率值计算电网需量，在所述电网需量超过预设限定值时，计算需切除的负荷；所述开关量输出单元根据cpu单元的计算结果切除负荷。

进一步地，所述通讯单元与通讯管理机通讯，所述通讯管理机用于获取微机型综合继电保护装置计算的电网负荷功率值。

进一步地，所述cpu单元包括：

第一计算单元，用于根据预设时间和接收的功率值，计算电网需量；

比较判断单元，用于比较所述当前电网需量与预设限定值的大小；

第二计算单元，用于在当前电网需量超过预设限定值时，计算需要切除的负荷；

检验单元，检验需要切除的负荷是否已被切除。

本发明第二方面提供了含有突增大负荷电网系统的需量控制方法，包括以下步骤：

获取大负荷断路器的状态信号；

计算接入大负荷后的电网需量，将所述电网需量与预设限定值进行比较，在所述电网需量超过预设限定值时，切除超过需量的负荷。

进一步地，所述大负荷断路器的状态信号通过断路器二次辅助常开触点获取，所述断路器二次辅助常开触点与断路器传动机构机械同步。

进一步地，所述计算接入大负荷后的电网需量的具体过程为：

通过装设在负荷供电线路上的微机型综合继电保护装置计算线路的实时功率值；

根据所述实时功率值，计算在预设时间内的电网需量。

进一步地，所述预设时间为1分钟。

进一步地，所述在所述电网需量超过预设限定值时，切除超过需量的负荷的具体过程为：

计算超过预设限定值的电网需量值；

按照切除负荷的功率和等于所述电网需量值1.1倍的原则，确定可切负荷；

接通所述可切负荷的跳闸回路，切除所述可切负荷。

进一步地，所述方法还包括：

计算可切负荷所在线路的功率和，当所述功率和为零时，结束负荷切除动作。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

通过实时获取断路器的状态信号，并计算设定时间内的需量，在电网出现突增大负荷的情况下，快速进行有针对性的测量判断，及早切除超限负荷，有效提高需量控制成功率，降低切除负荷总量，减少需量控制损失，并检验可切除负荷的切除情况，保证电网的安全运行。

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，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1是本发明所述装置实施例的结构示意图；

图2是本发明所述方法实施例的流程示意图；

图3是本发明所述方法实施例中其一实现方式的流程示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明含有突增大负荷电网系统的需量控制装置，包括控制子模块，控制子模块包括开关量输入单元、通讯单元、cpu单元和开关量输出单元；通讯单元与通讯管理机通讯，通讯管理机用于获取微机型综合继电保护装置计算的电网负荷功率值。

开关量输入单元用于获取大负荷断路器的状态信号；通讯单元用于接收线路的实时功率值，并将该实时功率值传输给cpu单元；cpu单元根据实时功率值计算电网需量，在电网需量超过预设限定值时，计算需切除的负荷；开关量输出单元根据cpu单元的计算结果切除负荷。

大负荷断路器的状态信号通过断路器二次辅助常开触点获取，断路器二次辅助常开触点与断路器传动机构机械同步，当断路器由分闸位置转为合闸位置时，该二次辅助常开触点由断开位置转为接通位置，这一信号由控制电缆硬线传输到控制子模块的开关量输入单元上，由该开关量输入单元选择采集由“0”变为“1”的上升沿脉冲信号。开关量输入单元将接收到的状态信号发送给cpu单元。开关量输入单元的型号可选用ab的1756-ib16d。

微机型综合继电保护装置装设在各负荷供电线路上，实时计算供电线路的功率值，并将计算结果实时上传至通讯管理机，通讯管理机通过与控制子模块的通讯单元通信，使控制子单元获得各负荷供电线路的功率值。微机型综合继电保护装置可选用施耐德的sepams80，通讯管理机可选用深圳康必达的kbd-r80，通讯模块可选用ab的1756-en2t。

cpu单元包括第一计算单元、比较判断单元、第二计算单元和检验单元。第一计算单元用于根据预设时间和接收的功率值，计算电网需量；比较判断单元用于比较电网需量与预设限定值的大小；第二计算单元用于在当前电网需量超过预设限定值时，计算需要切除的负荷；检验单元用于检验需要切除的负荷是否已被切除。

cpu单元在获取到开关量输入单元发送的断路器合闸信号后，第一计算单元开始计时，累计收集通讯单元发送的该负荷的功率值，计算设定时间内，接入负荷后的电网需量，电网需量为设定时间内功率的平均值，为了能够对负荷接入做出快速反应，设定时间为1分钟。

比较判断单元将计算的电网需量与预设限定值比较，在电网需量超过预设限定值时，引入切除负荷机制。对突增大负荷的界定，同时满足以下两个条件的单一馈线回路负荷即为突增大负荷，一是负荷启动具有非计划性，二是负荷性质为连续稳定负荷(非周期性冲击负荷)量不小于所在电网系统总可切负荷量的50％，基于突增大负荷的界定条件确定预设限定值。

第二计算单元通过计算电网需量与预设限定值的差值，得到需要切除的负荷量，并通过开关量输出单元切除相应可切负荷。电网系统中所有可切负荷所在的供电线路是根据负荷的重要性事先确定好的，这些事先确定好的供电线路的实时功率通过装设在这些供电线路上的微机型综合继电保护装置实时计算，并将计算结果实时上传至通讯管理机，通讯单元通过与通讯管理机实时通讯获得这些功率值，通过第二计算单元把这些可切负荷的功率值进行实时求和，从而得到总可切负荷量。第二计算单元将根据超出预设限定值的功率值，以及所有可切负荷的实时功率，按照切除负荷的功率总和等于超出预设限定功率值的1.1倍的原则，来决定切除哪些可切负荷，以实现切除的总功率略大于超过预设限定的功率值。由于开关量输出单元与所有可切负荷供电线路的断路器跳闸回路通过控制电缆硬线连接，当cpu单元通过开关量输出单元发出切除指令时，就会将相应可切负荷供电线路的断路器跳闸回路接通，使得相应断路器跳闸，实现准确切除负荷的功能。开关量输出单元可选用1756ob16i。

检验单元把事先确定好的电网系统中所有可切负荷所在的供电线路的实时功率值进行实时求和得到的值为0，则可切负荷全部切除；若大于0，则可切负荷没有全部切除。

比较判断单元在判断到电网需量超过预设限定值时，将通过通讯模块向上位机发出一个预警信号，上位机将产生一条报警信息并通过音箱发出报警音响用于提示值班人员注意。

本装置的控制子模块的启动条件是：1>有突增大负荷启动；2>未人工退出本子模块。

如图2、3所示，本发明含有突增大负荷电网系统的需量控制方法包括以下步骤：

s1,获取大负荷断路器的状态信号；

s2,计算接入大负荷后的电网需量，将所述电网需量与预设限定值进行比较，在所述电网需量超过预设限定值时，切除超过需量的负荷。

步骤s1中大负荷断路器的状态信号通过断路器二次辅助常开触点获取，断路器二次辅助常开触点与断路器传动机构机械同步。

步骤s2中，计算接入大负荷后的电网需量的具体过程为：

通过装设在负荷供电线路上的微机型综合继电保护装置计算线路的实时功率值；根据实时功率值，计算在预设时间内的电网需量。预设时间为1分钟。

在电网需量超过预设限定值时，切除超过需量的负荷的具体过程为：计算超过预设限定值的电网需量值；按照切除负荷的功率和等于所述电网需量值1.1倍的原则，确定可切负荷；接通可切负荷的跳闸回路，切除可切负荷。

判断可切负荷是否全部切除，通过计算可切负荷所在线路的功率和，当功率和为零时，结束切除动作。

图2中，在判断为突增大负荷启动后，进一步判断是否退出本控制子模块的步骤，是为了判断控制子模块是否处于工作状态。本控制子模块是在原有需量控制系统的基础上对突增大负荷后，电网需量的控制机制，通过在原有需量控制系统的综合控制屏上设置控制开关来控制本控制子模块的启停，便于对本发明控制子模块的灵活控制。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。