一种柔性互联变电站的减负荷方法与流程

本发明属于电力系统控制领域，尤其涉及一种柔性互联变电站的减负荷方法。

背景技术

当电力系统发生故障且影响电力系统的安全稳定运行时，常用的控制手段是在电源端切除部分发电机，在负荷端切除部分负荷。早期稳控装置切负荷方法是将负荷按照重要性分成若干轮，当电网发生故障时根据故障前电网运行方式与故障扰动的严重程度按轮切负荷；随着计算机与通信技术的发展，近年来稳控装置普遍采用实时监视负荷功率并按负荷重要性切负荷方法，该方法切负荷精度较高。这类方法虽然能实现精准有效切负荷，但均不能解决突发的切负荷停电导致用户没有停电准备时间而给其带来损失的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种柔性互联变电站的减负荷方法，用于解决现有切负荷方法不能给到负荷相关用户停电准备时间，从而导致切负荷停电给用户带来损失的问题。

本发明的技术方案是：

一种柔性互联变电站的减负荷方法，所述方法通过背靠背模块化多电平换流器B2B-MMC和储能系统将变电站中各主变压器连接起来形成柔性互联变电站；当该变电站中某一个主变压器需要切负荷时，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，首先实现对需立即切除负荷做立即切除；其次通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值实现非立即切除负荷进行转供电；接着实现对需延时切除负荷做延时切除；最后实现对需保持供电负荷做保持供电。

所述储能系统连接到B2B-MMC的直流侧，B2B-MMC两端连接到主变压器低压侧。

所述方法具体包括：

步骤1、当判断出变电站中某主变压器因负荷重、检修或故障原因无法继续正常工作而需要切负荷时，获取无法继续工作主变上无法继续供电的负荷总量P1，储能系统最大输出功率P2和容量S，变电站剩余主变到达满载的空余负荷量P3，以及该无法继续工作主变可供切除负荷的重要性分级和量值信息；负荷重要性分级记为优先级1，2，…，n；

步骤2、当P1小于等于P3时，此时不需要切负荷；通过对B2B-MMC进行控制和赋值，实现P1对应各负荷全由其他主变转供；

步骤3、当P1大于P3时，计算此时需要切除的负荷量P4，其计算式为P4＝P1-P3；

步骤4、当P4小于等于储能系统最大输出功率P2时，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1相应各负荷进行转供电；接着对P1中等值为P4负荷量对应的负荷做延时切除，记延时切除负荷量为P延时，最大延时时间为tmax＝S/P延时；同时，对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电；

步骤5、当P4大于储能系统最大输出功率P2时，计算出需立即切除的负荷量P5＝P1-P3-P2，即P1中等值为P5负荷量对应的负荷立即切除；接着通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1中等值为P2+P3对应的非立即切除负荷进行转供电；之后对P1中等值为P2负荷量对应的负荷做延时切除，记延时切除负荷量为P延时，最大延时时间tmax＝S/P延时；同时，对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电。

B2B-MMC控制方式为UdcQ-PQ控制，储能系统控制方式为P控制。

最大延时时间tmax＝S/P延时。当P4<＝P2时，P延时＝P4；当P4>P2时，P延时＝P2。

步骤4具体实现方法包括：

步骤4.1、实现对P1中等值为P4负荷量对应的负荷做延时切除，最大延时时间为tmax＝S/P延时，对负荷优先级1到k的各负荷量进行累加得到需延时切除负荷量P(k)，当P(k)小于等于P4，且P(k+1)大于P4时，得到负荷优先级1到k为需延时切除负荷，对负荷优先级1到k安排延时切除；其中最大延时时间tmax＝S/P4；

步骤4.2、实现对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电；除去延时切除的负荷优先级1到k，得到负荷优先级k+1到n为需保持供电负荷，对负荷优先级k+1到n安排保持供电。

步骤5具体实现方法包括：

步骤5.1、实现对P1中等值为P5负荷量对应的负荷做立即切除，对负荷优先级1到k的各负荷量进行累加得到需立即切除负荷量P(k)，当P(k)小于P5，且P(k+1)大于等于P5时，得到负荷优先级1到k+1为需立即切除负荷，对负荷优先级1到k+1立即切除；

步骤5.2、通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1中等值为P2负荷量对应的负荷做延时切除，对负荷优先级k+2到m的各负荷量进行累加得到需延时切除负荷量Pm，当Pm小于等于P2，且Pm+1大于P2时，得到负荷优先级k+2到m为需延时切除负荷，对负荷优先级k+2到m安排延时切除；其中最大延时时间tmax＝S/P2；

步骤5.3、实现对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电；除去立即切除负荷优先级1到k+1和延时切除的负荷优先级k+2到m，得到负荷优先级m+1到n为需保持供电负荷，对负荷优先级m+1到n安排保持供电。

本发明有益效果是：

本发明通过B2B-MMC和储能系统将变电站中各主变压器连接起来形成柔性互联变电站；当该变电站中其中一个主变压器因负荷重、检修、故障等原因无法正常工作而需要切负荷时，首先实现对需立即切除负荷做立即切除；其次，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对非立即切除负荷进行转供电；再次，实现对需延时切除负荷做延时切除，给这些负荷用户一定的准备时间来大幅降低切负荷停电给用户带来的各类损失；最后，实现对需保持供电负荷做保持供电，保证这些负荷不失电。本方法不仅能实现需保持供电负荷保持供电，还能实现需延时切除负荷延时切除，实现了较大幅度的降低切负荷停电给各类负荷用户带来的各种损失。

附图说明

图1为本发明的减负荷流程图；

图2为本发明的减负荷系统图。

具体实施方式：

下面结合附图以及具体的实施例对本发明进行详细介绍。

本发明提供一种柔性互联变电站的减负荷方法。如图1所示，本发明在实施时，首先判断变电站中某主变压器是否因负荷重、检修、故障等原因无法继续正常工作而需要切负荷，若由上述原因导致需要切负荷，则后续实施步骤如下：

步骤1，获取无法继续正常工作主变上无法继续供电的负荷总量P1，储能系统最大输出功率P2和容量S，其他主变到达满载的空余负荷量P3，以及该无法继续工作主变可供切除负荷的重要性分级和对应量值信息；其中，负荷重要性分级记为优先级1，2，…，n。

步骤2，当P1小于等于P3时，此时不需要切负荷。通过对B2B-MMC进行控制和赋值，实现P1对应各负荷全由其他主变转供。其中，B2B-MMC控制方式设置为UdcQ-PQ控制。

步骤3，当P1大于P3时，计算此时需要切除的负荷量P4，其计算式为P4＝P1-P3。

步骤4，当P4小于等于储能系统最大输出功率P2时，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1相应各负荷进行转供电。接着，对P1中等值为P4负荷量对应的负荷做延时切除，记延时切除负荷量为P延时，此时P延时＝P4；最大延时时间为tmax＝S/P延时；同时，对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电。其中，B2B-MMC控制方式设置为UdcQ-PQ控制，储能系统控制方式设置为P控制。具体实现过程如下：

实现对P1中等值为P4负荷量对应的负荷做延时切除，最大延时时间为tmax＝S/P延时。具体的，对负荷优先级1到k的各负荷量进行累加得到需延时切除负荷量P(k)，当P(k)小于等于P4，且P(k+1)大于P4时，可得到负荷优先级1到k为需延时切除负荷，因此需对负荷优先级1到k安排延时切除；其中最大延时时间tmax＝S/P4。

实现对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电。具体的，除去延时切除的负荷优先级1到k，可得到负荷优先级k+1到n为需保持供电负荷，因此需对负荷优先级k+1到n安排保持供电。

步骤5，当P4大于储能系统最大输出功率P2时，计算出需立即切除的负荷量P5＝P1-P3-P2，即P1中等值为P5负荷量对应的负荷需立即切除；接着，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1中等值为P2+P3对应非立即切除负荷进行转供电。之后，对P1中等值为P2负荷量对应的负荷做延时切除，记延时切除负荷量为P延时，此时P延时＝P2；最大延时时间为tmax＝S/P延时；同时，对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电。其中，B2B-MMC控制方式设置为UdcQ-PQ控制，储能系统控制方式设置为P控制。具体实现过程如下：

实现对P1中等值为P5负荷量对应的负荷做立即切除。具体的，对负荷优先级1到k的各负荷量进行累加得到需立即切除负荷量P(k)，当P(k)小于P5，且P(k+1)大于等于P5时，可得到负荷优先级1到k+1为需立即切除负荷；因此需对负荷优先级1到k+1安排立即切除。

通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1中等值为P2负荷量对应的负荷做延时切除。具体的，对负荷优先级k+2到m的各负荷量进行累加得到需延时切除负荷量Pm，当Pm小于等于P2，且Pm+1大于P2时，可得到负荷优先级k+2到m为需延时切除负荷，因此需对负荷优先级k+2到m安排延时切除；其中最大延时时间tmax＝S/P2。

实现对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电。具体的，除去立即切除负荷优先级1到k+1和延时切除的负荷优先级k+2到m，可得到负荷优先级m+1到n为需保持供电负荷，因此需对负荷优先级m+1到n安排保持供电。

下面举例说明本发明的具体实施方案。

例如：对于某变电站，其系统图如图2所示，联络开关Q2，Q3，Q22，Q33闭合；断路器CB2，CB3闭合；联络开关Q1，Q11断开；断路器CB1断开。假设，其中一个主变压器T1因负荷重、检修、故障等原因无法继续正常工作而需要切负荷，T1上无法继续供电的负荷总量P1＝30MW，储能系统C最大输出功率P2＝10MW，其容量S＝8MWh，另一主变T2到达满载的空余负荷量P3＝8MW；主变T1上可供切除负荷的重要性分级和量值信息如下：

优先级1可切负荷：1.6MW

优先级2可切负荷：1.1MW

优先级3可切负荷：1.4MW

优先级4可切负荷：5.5MW

优先级5可切负荷：0.6MW

优先级6可切负荷：1.6MW

优先级7可切负荷：2.3MW

优先级8可切负荷：3.4MW

优先级9可切负荷：2.0MW

优先级10可切负荷：1.7MW

优先级11可切负荷：0.9MW

优先级12可切负荷：3.3MW

优先级13可切负荷：1.5MW

优先级14可切负荷：0.8MW

优先级15可切负荷：2.3MW

按本发明方法，由于无法继续正常工作主变T1上无法继续供电的负荷总量P1＝30MW大于另一主变T2到达满载的空余负荷P3＝8MW，计算此时需要切除的负荷量P4＝P1-P3＝22MW。而P4＝22MW大于储能系统C最大输出功率P2＝10MW，计算此时需立即切除的负荷量P5＝P1-P3-P2＝30MW-8MW-10MW＝12WM，即P1中等值为P5＝12MW对应的负荷需立刻切除；通过计算，负荷优先级1到6的负荷总量P(6)＝11.8MW小于P5＝12MW，且P(7)＝14.1MW，可得到负荷优先级1到7对应负荷为需立即切除负荷；因此对负荷优先级1到7安排立即切除。

接着，通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值，实现对P1中等值为P2+P3＝18MW对应的非立即切除负荷进行转供电；其中，B2B-MMC控制方式设置为UdcQ-PQ控制，储能系统控制方式设置为P控制。

之后，对P1中等值为P2负荷量对应的负荷做延时切除；通过计算，负荷优先级8到11的负荷总量P11＝8MW小于等于P2＝10MW，且P12＝11.3MW大于P2＝10MW，可得到负荷优先级8到11为需延时切除负荷，因此对负荷优先级8到11安排延时切除；最大延时时间tmax＝S/P延时＝8MWh/10WM＝0.8h，即tmax为48分钟。

同时，对P1中等值为P3负荷量对应的负荷保持供电；除去立即切除负荷优先级1到7和延时切除的负荷优先级8到11，可得到负荷优先级12到15为需保持供电负荷，因此需对负荷优先级12到15安排保持供电。

本发明通过B2B-MMC和储能系统将变电站中各主变压器连接起来形成柔性互联变电站；通过对B2B-MMC和储能系统进行控制和赋值；切负荷时，实现了需保持供电负荷保持供电，需延时切除负荷延时切除，实现了较大幅度的降低切负荷停电给各类负荷用户带来的各种损失。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。