一种精准切负荷控制系统的切负荷方法与流程

本发明涉及一种精准切负荷控制系统的切负荷方法，属于大电网系统保护安全稳定控制技术领域。

背景技术：

随着特高压交直流电网快速发展，电源结构发生深刻变化，电网调节能力严重下降，故障对系统的冲击全局化，导致电力系统失去稳定性的概率增大，失稳解列后孤网运行的概率增加，严重情况下可能造成系统频率失稳和暂态电压崩溃。

电网格局与电源结构发生重大改变，电网运行特性发生深刻变化，集中体现在三个方面。一是故障形态发生根本变化，电网脆弱性增加；二是电源结构发生深刻变化，电网调节能力严重下降；三是电力电子化特征凸显，电网稳定形态更加复杂。基于传统交流系统形成的认识方法、防御理念、控制技术已滞后于特高压交直流电网运行实践，保障电网安全的防控技术与电网运行新的特征已不相适应，需要对现代电力系统运行控制理念进行重新审视，重构大电网安全综合防御体系，保障电网安全运行。

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。如申请公布号为cn106972499a的中国发明专利文献提供的一种精准切负荷控制系统，包括精准负荷控制主站、精准负荷控制子站、通信接口扩展装置、基于大电力用户的网荷互动终端、具备快速响应能力的负控终端。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，实现用户常规负荷管理功能，并可在电网紧急控制情况下响应精准切负荷系统的切负荷控制命令，切除相应用户的负荷即可。

对于如何切负荷，申请公布号为cn107134787a的中国发明专利文献公开了一种切负荷方法，运用分层自治的思想，将切负荷量层层计算并定位到底层的馈线终端，但是该专利文献对于最后一层切负荷分配时，采用各子站最后一层平均分配的原则，如此分配导致最后一层中重要的负荷也进行切除而影响重要负荷的使用，系统切负荷无法精确控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种精准切负荷控制系统的切负荷方法，用于解决现有方法切除重要的负荷而影响重要负荷的使用，切负荷无法精确控制的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种精准切负荷控制系统的切负荷方法，包括以下步骤：

根据负荷的重要程度对负荷进行分层排序，对于每层中的负荷根据负荷的重要程度进行分级排序，切负荷时执行：

根据切负荷总量，按照分层的优先顺序，逐层依次增加切负荷量，若切负荷总量等于1～m层叠加切负荷量，则1～m层全部切除；

若切负荷总量小于1～m层叠加切负荷量且大于1～(m-1)层叠加切负荷量，则1～(m-1)层全部切除，计算m层需切负荷量，按照m层中负荷分级的优先顺序执行切负荷。

先分层、后分级切负荷，通过对负荷进行分层、分级管理，避免切除重要负荷，实现对分类用户可中断负荷的实时精准控制，能避免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。

附图说明

图1为本发明精准切负荷控制系统通讯连接示意图；

图2为本发明切负荷动作流程示意图；

图3为本发明切负荷动作逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

如图1所示，精准切负荷控制系统包括精准负荷控制协控总站，精准负荷控制协控总站连接精准负荷控制主站，精准负荷控制主站通过otoc通信扩展装置通信连接多个精准负荷控制子站1～z，各精准负荷控制子站通过otoc通信扩展装置通信连接多个负控终端，精准负荷控制子站1(其他精准负荷控制子站的扩展图中未给出)，精准负荷控制子站1通过otoc通信扩展装置通信连接负控终端1～e，各负控终端连接多个分路开关，各个分路开关控制多个负荷(图中未给出)。

精准负荷控制主站采用双套配置，通过与精准负荷控制子站通信，统计整个所辖地区总可切负荷容量；接收精准负荷控制协控总站切负荷容量指令，切除各分区相应层级负荷。精准负荷控制主站采用高可靠的通信方案、传输实时性方案、标准化设计方案，使精准负荷系统可以在650ms内快速切除可中断负荷。

精准负荷控制子站通信接口otoc通信扩展装置采用100m光纤接口，经通信接口otoc通信扩展装置扩展出e个2m口与负控终端连接。下行控制命令处理耗时不大于10ms，上行切负荷总量统计不大于100ms，负控终端指令处理耗时不大于20ms，并且可以与现有管理系统无缝对接。

精准负荷控制子站根据地域范围连接用户负控终端，直接转发精准负荷控制主站的切负荷策略命令，并进行记录备份，通过otoc通信扩展装置可以连接多台负控终端，当某个地域增加、删减、顺序调整负荷终端用户时，精准负荷控制子站可通过otoc通信扩展装置扩展口直接连通对应负控终端，负控终端管理用户的常规负荷，响应精准切负荷系统的切负荷控制命令，按设置层级切除用户可中断负荷。

精准负荷控制系统关键设备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，按设置层级切除用户可中断负荷，为系统保护工程应用提供支撑，提升大电网故障防御力。

以精准负荷控制子站1为例对精准负荷系统的工作过程进行说明：根据各分路开关控制的负荷的重要程度，将负荷划分为多个层；各负控终端1～e采集与之连接的各分路开关的位置信息、各分路开关控制的负荷量信息以及分层信息，对于每层中负荷对应的负控终端，根据各负控终端1～e所管理的负荷的重要程度，将每层中负荷对应的负控终端划分为多个级，各负控终端1～e将采集的信息以及分级信息上送至与之通信连接的精准负荷控制子站1。具体为，每个负控终端对应一个通讯地址xx-xx-xx-xx，每个通讯地址关联一个优先级1到e对应自定义控制字，最终汇总所有负控终端地址生成一个xml优先级配置文件，可以在此xml文件中直接对通讯地址增加、删减、调整顺序，从而更改每个负控终端的对应优先级1到e顺序；精准负荷控制子站1将各负控终端1～e的信息通过otoc通信扩展装置上送给精准负荷控制主站，同时，精准负荷控制子站2～z也将与自身连接的各负控终端的信息通过各自对应的otoc通信扩展装置上送给精准负荷控制主站；精准负荷控制主站对各精准负荷控制子站1～z汇集的信息进行接收存储，当精准负荷控制主站主机的优先级定值中的优先级重复或负控终端地址定值中的地址重复时，闭锁策略，报优先级设置错误。

接下来，当发生直流故障闭锁或直流功率速降时，精准负荷控制协控总站向精准负荷控制主站发送需切总量及切负荷控制命令；精准负荷控制主站根据精准负荷控制协控总站下发需切总量，汇总各个负控终端可切负荷量，根据可切负荷量对负控终端层级进行排序，从而选出具体层级的切负荷量，精准负荷控制主站根据需切负荷量，进行策略选择，按层级优先顺序选出具体层级的切负荷量。

当满足切负荷逻辑条件，图3为装置切负荷动作逻辑图，直接下发负控终端切层级命令、需切负荷量，切除负荷点。同时切负荷逻辑动作须本端口连续收到3帧有效的命令，第2、3帧命令必须与第1帧完全相同，否则重新计数；存在多个端口命令到达时，装置响应并锁定最先到达的命令端口。

如图2所示，具体切负荷步骤如下：

1)精准负荷控制主站接收精准负荷控制协控总站切负荷量pxq的命令；

2)精准负荷控制主站计算各精准负荷控制子站的切负荷政策，各精准负荷控制子站的切负荷政策为：按照各负控终端层优先顺序，逐层依次增加切负荷量，直到∑p＝p1+p2+…pm≥pxq，即选择出全切负荷层为1～(m-1)层，计算选切负荷m层需切负荷量pxqm＝pxq-(p1+p2+…pm-1)；其中pm为第m层的负荷总量；

根据m层需切负荷量pxqm，按照各负控终端m层的优先级负荷顺序逐次增加切负荷量，直到pm1+pm2+…pmn≥pxqm，选出第m层全切负荷为1～(n-1)级负控终端，计算第m层第n级负控终端需切负荷量pxqmn＝pxqm-(pm1+pm2+…pm(n-1))；其中pmn为第m层第n级的负荷量。

3)精准负荷控制主站计算完成之后准备下发的切负荷策略为：1～(n-1)级负控终端切除1～m层负荷命令，n级负控终端切除1～(m-1)层负荷命令、m层需切负荷量为pxqmn(如果自定义控制字过切时，n负控终端切除1～m层负荷，如果自定义控制字欠切时，n级负控终端切除1～(m-1)层负荷，m层负荷不切)。

4)精准负荷控制主站将步骤3)的切负荷策略输出，进行下达指令切负荷。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体的说明，但本发明并不限于以上实例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出种种的等同变形和替换，这些等同变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。