专利名称：一种低频电压减载联动协调控制方法
技术领域：
本发明涉及全电网的低频电压减载联动协调控制方法。
背景技术：
现代电力系统的特征是大机组、超高压、大范围远距离输电，但存在频率和电压崩溃的危险。当系统发生严重故障备用容量不足以弥补系统功率缺额时，系统应有选择地切除负荷，充分发挥低频低压减载装置的作用，构建电网第三道安全防线。当前低频低压减载控制方法包括下列方法I)传统法当系统频率低于整定值时，继电器动作切除一部分负荷。如果频率继续下降，说明所切负荷不足，当达到第二个整定值时，继电器再次动作切负荷，以此重复动作，直至系统的频率恢复。2)半适应法是指当频率下降到设定的频率点时，测量当前的频率变化率df/dt，根据频率变化率的值决定具体切负荷的量，df/dt越高，这一点所切负荷越大。3)自适应法根据简化的系统频响应模型，频率变化率与系统功率缺额成比例，通过测量动作时刻的频率变化率计算出需要切除的负荷值。4)计算机辅助算法采用一定算法，在故障情况下，决定最优减负荷方案，主要是针对减负荷点和减负量的确定。
当前，低频低压减载装置的控制结构形式分为集中式和分散式。I)分散式把减载的控制分散设在每回馈电线路的保护装置中，增加一个测频环节，实现减载的控制功能。2)集中式采用专用的低频低压减载装置，将全部馈线线路分为η轮和特殊轮，然后根据系统频率电压下降的情况有次序、有计划地切除负荷。目前低频低压减载装置存在以下问题I)忽略了负荷的频率特性对系统的影响；假设频率偏离额定值不大，将负荷与频率的关系近似为一直线，电力系统的负荷功率与频率的关系可用下式表不Δ ρ%=Κ Δ f%K的大小由组成整个系统负荷的各类不同负荷所占比重的大小来决定。K值随时间变化而不同，同一频率下降值，不同时间同一轮所切的负荷值也应有差异的，容易引起过切。2)未充分考虑所切线路负荷量变化以往低频低压减载装置整定是离线进行的，主要根据典型日负荷确定，由于负荷实时变化，预设的切负荷量不一定能适应实际事故场景下的功率缺额，从而存在一定程度的欠切或过切现象，并可能引发新的系统问题。3)分散式控制工作原理及运行管理性差；分散独立的低频低压减载装置每个装置只控制一个减载轮级，各轮级之间互相独立，各轮级的动作只依赖于本回路测量达到动作条件即切除负荷；因多轮级间没有协调动作很容易产生负荷过切现象。4)分散式、集中式控制具有局限性，无统筹概念；分散式测量线路三相电压，其控制一条线路，集中式测量线路母线电压，其控制某一站内的母线上的线路，各继电器只能根据自身所能观测到的电压或频率做出反应，缺乏对系统全局信息的了解和整体协调，因而难以达到全网协调优化的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种从整个电网系统层次出发的低频低压减载调控方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种低频电压减载联动协调控制方法该控制方法基于电网调度自动化系统对全网各变电站信息进行实时信息采集和调 控；系统将电网内负载分为P1、P2、P3.......Pj轮；当系统检测到电网中频率或电压低于阀值时，根据频率或低压降低的量确定所要切除的负载容量P ;系统判断若Pl彡P，则切除Pl中的适合负载，若否，则继续判断，若P1+P2彡P，则切除P1、P2中的剩余适合负载，若否，则判断至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)时，则切除P1，P2…，Pm中的剩余适合负载,其中m彡j ;；切除负载进行过比较判断。进一步的，所述的P1至Pj轮中负载重要性由低到高。进一步的，所述的？1至1轮中，每一轮中负载均由各个变电站中的负载累加，当切断至进行过比较负载中轮次时，将该轮剩余未切负载累加入下一轮负载上，当累加值大于等于P时，仅切断此轮及以前进行累加的负载，剩余负载不切断。进一步的，每轮负载切断依次切断之间具有时延，所述的时延为O. 5s。进一步的，每一轮切断的时延间隙，若电网电压频率回到正常水平，则低频低压减载工作不再继续，若电网电压频率还未恢复或继续下降，继续进行低频低压减载工作。动协调控制方法从系统层次对各类负荷进行优化统筹考虑，同时将各轮未切剩余负荷计入下一轮中，实现全网负荷优化联动协调控制，对于构建电网第三道安全防线具有重要的现实意义。该方法有效解决了分散就地离线整定的数据非实时性、策略局部性、易过切欠切等缺陷，高度规避了重要负荷停电带来的损失风险。在系统出现频率急剧降低时，用最短的时间和最小的代价恢复正常的频率和电压水平，增强了电网的安全性和稳定性，同时发挥了较大的经济效益。
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图I为低频减载动作逻辑控制图；图2为低压减载动作逻辑控制图；图3为低频低压减载优化协调控制策略流程具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。低频电压减载联动协调控制方法基于电网调度自动化系统对全网各变电站信息进行实时信息采集和调控，从全网层次上将各变电站负荷进行重要程度分类，系统将电网
内负载分为P1、P2、P3.......Pj轮，共j轮，其中Pl为最不重要负载，Pj为最重要负载。负
荷分类有两个原则第一，每轮可切的负荷总量要大于该轮可能所需切除的最大负荷总量；第二，将最不重要的负荷放在前面切除轮次，将最重要的负荷放在后面切除轮次，在同等重要程度下，可优先考虑较大负荷，同时当上一轮次动作后还有剩余负荷时应纳入下一轮次中。 P1至1轮中，每一轮中负载均由各个变电站中的负载累加，负载分类表如下
P......p]
Pika、Plk’ a'、Plk"a"............^2ka, a'、P2W........................Pjka、Pjk’ a'、Pjk"a"......上表中，PAa中下标j代表，该条线路所处的切除轮次，下标k代表该条线路所在的变电站，下标a代表该条线路的编号。这样全网负荷即可按照Plka、Plk，a，、…，P2ka、P2k，a，、…，PJka> PjVa'、…优化组合排序，每一轮所切负荷按照此顺序排列依次动作即可。参见图3可知，低频电压减载联动协调控制方法如下当系统检测到大扰动，即系统检测到电网中频率或电压低于阀值(49HZ)时，根据频率或低压降低的量确定所要切除的负载容量P，当第η轮次动作所要切除的容量Ρη，当η-l轮次动作还有剩余负荷时可直接纳入η次中，减少后面重要负荷的停电损失风险。系统判断若Pl彡P，则切除Pl中的适合负载，若否，则继续判断，若Ρ1+Ρ2彡P，则切除Ρ1、Ρ2中的剩余适合负载，若否，则判断至Σ Pi ^ P (i=l,2,…，m)时，则切除P1，P2…，Pm中的剩余适合负载，其中m彡j ;，即判断出经过几轮负载切断可以回升电网频率和电压，之后将判断所需轮数的负载全部切断。在第一轮切除负荷中，若P1>P，即最不重要的负荷总容量满足所需切除的负荷容量，即可用程序计算出在Pi中若干条线路的容量和，并经过延时后将这若干条线路切除。计算出的容量Pml要满足下面的不等式P ^ Pffll ^ P+ ε ;其中ε是一个很小的数，即计算出的Pml大于等于需要切除负载P，且与P的值最接近，这样既可以保证切除的容量达到恢复频率或低压要求，同时又可以最大程度的减少过切现象。由于第一轮负荷切除后，很可能还有剩余负荷，若需第二轮减载，则应将此剩余负荷纳入下一轮。这时系统会继续比较Ρ2和P- Pml的大小，若P2>P- Pml，则与上述相同，自动计算出在Ρ2中若干条线路的容量和，经过延时后将Pl中的剩余负荷与Ρ2中这若干条线路同时切除。同时Pm2也要满足如下条件
P- Pffll ( Pffl2 ( P- Pffll+ ε其中ε是一个很小的数，即计算出的Pm2大于等于需要切除负荷P- Pml，且与P-Pml的值最接近。同理类推，在第i轮减载时，则将第i_l轮剩余负荷纳入第i轮中，同时计算出第i轮所切负荷Pmi，要求P- Pml-----Ph ( Pmi ( P- Pml-----Pi-I + ε当切断至进行过比较的所有负载中的最后一轮时，该轮及以前负载累加值应大于等于P，系统频率和电压恢复至正常值，剩余轮次未切负载不切断。每轮负载切断依次切断之间具有时延，时延通常为O. 5s。每一轮切断的时延间隙，若电网电压频率回到正常水平，则低频低压减载工作不再继续，若电网电压频率还未恢复或继续下降，继续进行低频低压减载工作。例如，若某市电网出现大型事故，系统频率急剧降低至49Hz，则达到低频减载的动作条件。首先基本轮第一轮动作，需切除负载。根据优化组合联动协调控制策略，系统自动根据实际采集数据计算第一档所需切除负荷，达在经过O. 5s的延时之后自动下发命令将相应负荷切除，若之后频率回升，系统电压频率回到正常水平，低频低压减载装置不再继续动作。如果在切除相应的负荷之后频率继续下降，在达到下一个动作条件之后，低频低压减载装置则继续动作。即此时电网频率还未恢复、继续下降，启动基本轮第二轮切负荷，并将第一轮次剩余负荷纳入此轮中。参见减载表格如下
权利要求
1.一种低频电压减载联动协调控制方法其特征在于该控制方法基于电网调度自动化系统对全网各变电站信息进行实时信息采集和调控； 系统将电网内负载分为P1、P2、P3.......Pj轮； 当系统检测到电网中频率或电压低于阀值时，根据频率或低压降低的量确定所要切除的负载容量P ； 系统判断若Pl≥P，则切除Pl中的适合负载，若否，则继续判断，若P1+P2≥P，则切除P1、P2中的剩余适合负载，若否，则判断至Σ Pi≥P时，则切除P1，P2···，Pm中的剩余适合负载，其中i=l，2，…，m, m≤j ; 切除负载进行过比较判断。
2.根据权利要求I所述的低频电压减载联动协调控制方法其特征在于所述的P1至Pj轮中负载重要性由低到高。
3.根据权利要求I所述的低频电压减载联动协调控制方法其特征在于所述的P1至Pj轮中，每一轮中负载均由各个变电站中的负载累加，当切断至进行过比较负载中轮次时，将该轮剩余未切负载累加入下一轮负载上，当累加值大于等于P时，仅切断此轮及以前进行累加的负载，剩余负载不切断。
4.根据权利要求I所述的低频电压减载联动协调控制方法其特征在于每轮负载切断依次切断之间具有时延，所述的时延为O. 5s。
5.根据权利要求4所述的低频电压减载联动协调控制方法其特征在于每一轮切断的时延间隙，若电网电压频率恢复到正常水平，则低频低压减载工作不再继续，若电网电压频率还未恢复或继续下降，继续进行低频低压减载工作。
全文摘要
本发明揭示了一种低频电压减载联动协调控制方法，该控制方法基于电网调度自动化系统对全网各变电站信息进行实时信息采集和调控，从全网层次上将各变电站负荷进行重要程度分类，辅以优化快速的计算分析，计算出在电网受到各类大干扰下每个轮次所需切除的负荷，并及时下发减载命令给相应的站端低频低压减载装置，从而快速切除相应负荷达到恢复系统安全的目的。由于该方法基于整个电网进行全系统的联动协调控制，可明显减少现行低频低压减载装置存在的易过切或欠切的现象，减少了不必要的线路停电损失，提高了全网的供电可靠性及安全经济性。
文档编号H02J3/14GK102868164SQ201210347128
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者林其友, 胡晓梅, 高纪伟, 刘文双, 杨乐新, 肖明伟, 张昌丽 申请人:安徽省电力公司芜湖供电公司