一种低碳的输电线路过负荷平衡方法及系统与流程

本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种低碳的输电线路过负荷平衡方法及系统。

背景技术：

1、电力系统在科技不断进步的情况下，逐渐向智能化和自动化趋势发展。随着我国科技水平的不断进步，电网的智能化程度越来越高，智能电网在人们的生产生活中得到了广泛的应用。输电线路作为电网的重要组成部分，其安全稳定运行是保障电力正常输送的基础。而输电线路过负荷是电力系统故障的一个重要原因。

2、在电力系统中，随机故障导致潮流转移，从而引起传输线路过负荷。传输线路过负荷会导致导线温度升高、弧垂增大，危机线路的安全运行，因此，传输线路不能长期处于过负荷状态。现有技术中，当传输线路过负荷后会触发距离保护，被快速切除，因此线路的安全不会受到影响。然而切除之后整个电力系统的拓扑结构发生改变，该传输线路输送的潮流将转移至其他线路，导致其他线路因潮流转移也出现过负荷，容易导致连锁故障，危害整个电力系统的安全性和稳定性。因此仅仅依靠切机切负荷来实现负荷的平衡会导致大量机组及负荷的切除，带来巨大的经济损失甚至危害整个电力系统。同时，在切除过负荷线路的过程中还会带来系统损耗和碳的排放，带来巨大的环境污染，这也是急需解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低碳的输电线路过负荷平衡方法及系统，通过协调各个机组的功率，大大减少甚至避免了机组以及负荷的切除而带来的经济损失和更严重的电力系统故障问题。

2、为了实现本发明的目的，采用如下技术方案实现：

3、一种低碳的输电线路过负荷平衡方法，包括如下步骤：

4、确定电力系统中的一条过负荷输电线路m0n0，其中，m0、n0为输电线路节点，m0为功率输出节点，n0为功率输入节点，潮流流向为n0→m0；

5、根据所述过负荷输电线路m0n0建立距离表，所述距离表为与m0节点相邻的节点mi的距离和与n0节点相邻的节点nj的距离，其中，i＝0、1、2......m，j＝0、1、2......n；

6、获取所述过负荷输电线路m0n0的过负荷功率p0，在同步机组正常运行范围内通过对节点mi和节点nj的同步机组输出功率的控制，调整所述过负荷输电线路m0n0的功率；

7、判断过负荷输电线路m0n0此时是否过负荷；若是，则i＝i+1、j＝j+1，并返回上一步骤，直至过负荷输电线路m0n0调整完成；

8、若仍未调整完成且i>m、j>n，则调整相邻的节点的新能源机组的输出功率；

9、若否，则过负荷输电线路m0n0调整完成。

10、进一步的，所述距离表具体包括：

11、所述距离表中的距离升序排列，即与m0节点距离最近的节点为m1，与m0节点距离次近的节点为m2......与m0节点距离最远的节点为mm。

12、进一步的，所述同步机组具体包括：

13、所述同步机组的功率调节受限于自身转速，因此对同步机组输出功率的控制必须在同步机组正常运行范围内，在δt时间内节点mi处的同步机组功率调节量δpi必须满足：

14、

15、其中，rid、riu分别为节点mi的极限滑坡和爬坡速率；pmax、pmin分别为节点mi的功率上、下限。

16、进一步的，所述对节点mi和节点nj的同步机组输出功率的控制具体包括：

17、比较所述节点mi处同步机组的剩余发电容量和过负荷传输线路m0n0的过负荷功率p0的大小：

18、当时，将节点mi处同步机组出力上调p0，将节点nj处同步机组出力下调p0；

19、当pit<p0时，将节点mi处同步机组出力上调pit，将节点nj处同步机组出力下调pit；

20、所述节点nj处同步机组的功率调节量与所述节点mi处同步机组的功率调节量相等。

21、进一步的，所述调整相邻的节点的新能源机组的输出功率具体包括：

22、获取所述节点mi处新能源机组的发电功率pix，获取当前的过负荷传输线路m0n0的过负荷功率p0，比较发电功率pix和过负荷功率p0的大小：

23、当时，将节点mi处新能源机组出力上调p0，将节点nj处同步机组出力下调p0；

24、当pix<p0时，将节点mi处新能源机组出力上调pix，将节点nj处同步机组出力下调pit；

25、所述节点nj处同步机组的功率调节量与所述节点mi处同步机组的功率调节量相等；

26、判断过负荷输电线路m0n0此时是否过负荷；若是，则i＝i+1、j＝j+1，并返回上述步骤，直至过负荷输电线路m0n0调整完成；若否，则结束。

27、一种低碳的输电线路过负荷平衡系统，包括相邻节点距离获取单元、同步机组功率调整单元和新能源机组功率调整单元；

28、所述相邻节点距离获取单元用于获取较近的节点处的同步机组，能以较少的次数实现过负荷平衡；

29、所述同步机组功率调整单元用于获取同步机组的可调整功率与过负荷功率进行比较；

30、所述新能源机组功率调整单元用于获取新能源机组的发电功率与过负荷功率进行比较。

31、进一步的，所述相邻节点距离获取单元具体包括：

32、确定电力系统中的一条过负荷输电线路m0n0，其中，m0、n0为输电线路节点，m0为功率输出节点，n0为功率输入节点，潮流流向为n0→m0；

33、根据所述过负荷输电线路m0n0建立距离表，所述距离表为与m0节点相邻的节点mi的距离和与n0节点相邻的节点nj的距离，其中，i＝0、1、2......m，j＝0、1、2......n；

34、所述距离表中的距离升序排列，即与m0节点距离最近的节点为m1，与m0节点距离次近的节点为m2......与m0节点距离最远的节点为mm。

35、进一步的，所述同步机组功率调整单元具体包括：

36、获取所述过负荷输电线路m0n0的过负荷功率p0，在同步机组正常运行范围内通过对节点mi和节点nj的同步机组输出功率的控制，调整所述过负荷输电线路m0n0的功率；

37、判断过负荷输电线路m0n0此时是否过负荷；若是，则i＝i+1、j＝j+1，并返回上一步骤，直至过负荷输电线路m0n0调整完成；

38、若否，则过负荷输电线路m0n0调整完成；

39、所述同步机组的功率调节受限于自身转速，因此对同步机组输出功率的控制必须在同步机组正常运行范围内，在δt时间内节点mi处的同步机组功率调节量δpi必须满足：

40、

41、其中，rid、riu分别为节点mi的极限滑坡和爬坡速率；pmax、pmin分别为节点mi的功率上、下限；

42、所述对节点mi和节点nj的同步机组输出功率的控制具体包括：

43、比较所述节点mi处同步机组的剩余发电容量和过负荷传输线路m0n0的过负荷功率p0的大小：

44、当时，将节点mi处同步机组出力上调p0，将节点nj处同步机组出力下调p0；

45、当pit<p0时，将节点mi处同步机组出力上调pit，将节点nj处同步机组出力下调pit；

46、所述节点nj处同步机组的功率调节量与所述节点mi处同步机组的功率调节量相等。

47、进一步的，所述新能源机组功率调整单元具体包括：

48、若仍未调整完成且i>m、j>n，则调整相邻的节点的新能源机组的输出功率；

49、获取所述节点mi处新能源机组的发电功率pix，获取当前的过负荷传输线路m0n0的过负荷功率p0，比较发电功率pix和过负荷功率p0的大小：

50、当时，将节点mi处新能源机组出力上调p0，将节点nj处同步机组出力下调p0；

51、当pix<p0时，将节点mi处新能源机组出力上调pix，将节点nj处同步机组出力下调pit；

52、所述节点nj处同步机组的功率调节量与所述节点mi处同步机组的功率调节量相等；

53、判断过负荷输电线路m0n0此时是否过负荷；若是，则i＝i+1、j＝j+1，并返回上述步骤，直至过负荷输电线路m0n0调整完成；若否，则结束。

54、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

55、本发明涉及一种低碳的输电线路过负荷平衡方法及系统。本发明通过协调各个机组的功率，大大减少甚至避免了机组以及负荷的切除而带来的经济损失和更严重的电力系统故障问题，大大降低了过负荷平衡的成本，提高了系统的稳定性。同时充分利用水电风电光电等清洁能源来对过负荷进行控制调整，降低了碳排放量，减少了对环境的污染。

56、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。