CN101673965B - 一种电力系统广域备用电源自动投切控制方法 - Google Patents

一种电力系统广域备用电源自动投切控制方法 Download PDF

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Abstract

电力系统广域备用电源自动投切广域控制方法:1)主站端采集电力系统广域状态信息和开关信息;2)主站端给出变电站负荷馈线开关动作列表;3)主站端下发负荷馈线开关动作列表;4)厂站端接收负荷馈线开关动作列表;5)厂站端检测备用电源自动投切装置(2);6)厂站端先合上本备用电源自动投切装置电源侧的线路开关,再按照控制指令切除掉要求切除的负荷馈线,并向主站端(1)发出信息。本控制方法控制备用电源自动投切时考虑到远方备用电源侧设备的安全性,可避免电力系统事故蔓延,且不易受地方小电源干扰,不会造成误动和拒动事故,还能实现与安全控制装置协调动作,直接提高备用电源自动投切装置的利用率和变电站供电的可靠性。

Description

—种电力系统广域备用电源自动投切控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统自动控制技术领域,具体涉及一种电力系统广域备用电源自动投切的控制方法。
背景技术 [0002] 随着电力系统不断扩大,地区电力系统短路电流的遮断变得越发困难,而且为了减少电磁环网对电力系统安全性的影响,在高一级电力系统已构成环网的情况下,地区电力系统低一级电力系统将解环而呈辐射型分区分片供电。但解环后的电力系统的可靠性明显下降,为此“备用电源自动投切(工业上也常常简称为:备用电源自动投切或BZT,下文均称“备用电源自动投切”)装置,在地区电力系统变电站中作为一种“微机控制设备”被大量应用。备用电源自动投切装置是当工作电源故障和其它原因被断开后,能迅速自动地将备用电源或其它正常工作电源投入工作,使工作电源被断开的用户不至于停电的一种自动装置。
[0003] 为了详细说明传统备用电源自动投切装置的工作原理,图I给出了一个典型的IlOkV线路备用电源自动投切示意图。
[0004] 备用电源自动投切的投切控制方式如下所述。
[0005] I线路备用电源自动投切(方式I)
[0006] #1进线运行,#2进线备用,SP 1DL、3DL在合位,2DL在分位。
[0007] 当#1进线电源因故障或其它原因被断开后,#2进线备用电源应能自动投入,且只允许动作一次。为了满足这个要求,设计了类似于线路自动重合闸的备用电源自动投切控制装置,控制装置只有在充电完成后才允许自投。
[0008] 控制装置充电条件:a) I母、II母均三相有压,当#2线路电压检查控制字投入时,#2线路有压(Ux2)
[0009] b)lDL、3DL 在合位,2DL 在分位
[0010] 必须同时满足上述两个条件,经15秒后充电完成。
[0011] 放电条件:a)当#2线路电压检查控制字投入时,#2线路无压(Ux2)
[0012] b)2DL 合上
[0013] c)手跳 IDL 或 3DL
[0014] d)其它外部闭锁信号
[0015] e)整定控制字不允许#2进线开关自投
[0016] 满足上述5个条件中任何一个即可。
[0017] 动作过程:当充电完成后,I母、II母均无压,Ux2有压,备投开放,Il无流,延时Tbl跳开1DL,确认IDL跳开后,合2DL。
[0018] 11线路备用电源自动投切(方式2)
[0019] 方式2过程同方式I。
[0020] #2线路运行,1#线路备用。[0021] 充电条件:a) I母、II母均三相有压,当#1线路电压检查控制字投入时,#1线路有压(Uxl);
[0022] b)2DL、3DL 在合位,IDL 在分位。
[0023] 必须同时满足上述两个条件,经15秒后充电完成。
[0024] 放电条件:a)当#1线路电压检查控制字投入时,#1线路无压(Uxl);
[0025] b) IDL 合上;
[0026] c)手跳 2DL 或 3DL ;
[0027] d)其它外部闭锁信号;
[0028] e)整定控制字不允许#1进线开关自投。
[0029] 满足上述5个条件中任何一个即可。
[0030] 动作过程:当充电完成后,I母、II母均无压,Uxl有压,备投开放,12无流,延时Tb2跳开2DL,确认2DL跳开后,合IDL0
[0031] III桥开关备用电源自动投切(方式3、方式4)
[0032] 当两段母线分列运行时,装置选择桥开关自投方案。
[0033] 充电条件:a) I母、II母均三相有压;
[0034] b)lDL、2DL 在合位,3DL 在分位。
[0035] 必须同时满足上述两个条件,经15秒后充电完成。
[0036] 放电条件:a) 3DL在合位;
[0037] b) I母、II母均三相无压;
[0038] c)手跳 IDL 或 2DL ;
[0039] d)其它外部闭锁信号,如变压器内部故障等。
[0040] 满足上述4个条件中任何一个即可。
[0041] 动作过程:当充电完成后
[0042] a)方式3 :1母无压、#1进线无流,II母有压,方式3自投整定控制字允许,则经Tb3延时后,跳1DL,确认IDL跳开后合3DL。
[0043] b)方式4:11母无压、#2进线无流,I母有压,方式4自投整定控制字允许,则经Tb4延时后,跳2DL,确认2DL跳开后合3DL。
[0044] 当前市场上提供的和所有正在运行的备用电源自动投切装置都是根据以下I至6的“本地状态信息的控制逻辑”来设计的,并不具备对整个电力系统全部运行状态进行实时调整响应的能力。
[0045] 现用的备用电源自动投切控制逻辑或基本原则是:
[0046] I、只有当工作电源确实被断开后,备用电源才能被投入。故障不能由备用电源自动投切切除。
[0047] 2、因备用电源自动投切备用对象故障而其保护拒动引起相邻后备保护动作切除工作电源时,应闭锁备用电源自动投切。
[0048] 3、备用电源自动投切的延时是为了躲过工作电源引出线故障造成的母线电压下降,故备用电源自动投切的延时时限应大于最长的外部故障切除时间。
[0049] 4、由人工切除工作电源,备用电源自动投切不应动作,必要时增加手跳闭锁。
[0050] 5、备用电源不满足有压条件,备用电源自动投切不应动作。[0051] 6、备用电源自动投切只应动作一次,因此要设备用电源自动投切一次动作闭锁或增加充电条件,一般是动作后即刻放电令备投无法再次动作。
[0052] 基 于“本地信息”(工业上也常称为:就地信息)的现有备用电源自动投切装置并不具备对整个电力系统所有状态信息进行分析处理能力,因此本发明提出的基于“全部电力系统状态信息”的“广域控制”具有十分重要的创新意义。为了进一步说明这个问题,请参看图2所示典型电力系统及其常规备用电源自动投切控制所带来的问题:
[0053] (I)现有备用电源自动投切策略未考虑远方备用电源侧设备的安全性,可能导致电力系统事故蔓延。
[0054]目前就地备用电源自动投切控制策略仅仅考虑了本地变电站母线电压或进线电流,而没有考虑远方备用电源侧主变的容载比、线路的热稳定极限等,易导致备用电源侧过负荷跳闸,导致故障的进一步扩大。
[0055] 如图2中,线路I故障退出时,DLl跳开,变电站I失电,线路备用电源自动投切动作而自动合上DL2,投入备用线路2,此时,变电站I负荷将基本上全部转移到线路2及远方的串供线路和220kV主变Tl上;如果此前Tl的容载比已经很低,或串供线路的支路功率已经接近热稳定极限,则这部分转移的负荷将导致相关过负荷或过流保护的动作,最终导致系统故障扩大。因此,将远方备用电源侧变压器和串供线路的状态信息引入到本地备用电源自动投切策略中显得非常重要。
[0056] (2)现有备用电源自动投切策略易受地方小电源干扰,造成误动和拒动事故。
[0057]目前备用电源自动投切的故障掉电检测信号一般是电压和电流,检测信号单一会导致备用电源自动投切的误动和拒动现象的发生。对于某些变电站将失电的电压整定值定得太低(如电压定为30%),如⑴所述的故障发生时,DL2跳开后,110kV2M由于地方机组的支撑作用并不会跌落太多,从而导致备用电源自动投切拒动现象的发生;另一方面,若把电压整定值定得太高(如电压定为70% ),则在地方电源无功出力较小,地方无功负荷较重时发生误动。
[0058] (3)现有备用电源自动投切策略无法实现与安全控制装置协调动作,导致大量备用电源自动投切不得不停用。
[0059] 现有主网的安全控制装置与地方电力系统有关的主要是低频减载装置。若低频减载定的自动切除线路有线路2,则当线路2是由于主网故障引发的低频减载切除时,现有备用电源自动投切无法分辩是线路I故障还是安控装置的动作,因此会自动投到线路I侧;这将导致原有的主网安全控制措施落空,直接威胁到主网安全运行。也正是由于这个矛盾关系,目前若上面的220kV变电站是安稳系统执行站的话,IlOkV变电站将不得不退出备用电源自动投切,造成备用电源自动投切资源的一种浪费。实际上,如果能在现有备用电源自动投切策略中引入远方220kV变电站的安控信号和保护信号,用简单的逻辑即可分辩是线路故障还是安稳系统动作,这样即可恢复现有的备用电源自动投切工作,直接提高备用电源自动投切的利用率和变电站供电的可靠性,最终实现备用电源自动投切与安控装置的协调动作。目前的实际情况是,我国地区电力系统已投入使用的备用电源自动投切装置均不具备远方闭锁和广域控制功能,依据上述规定的要求,与安稳系统相关的IlOkV备用电源自动投切装置必须退出运行。
[0060] 针对以上问题已有部分研究成果出现,从已查阅的国内外有关文献显示,微机备用电源自动投切已经实现了与本地变压器主保护、后备保护、低压过流保护、PT断线的自动闭锁功能,且已有利用纵联保护通信通道或利用内部局域网络通信进行远方控制的备用电源自动投切装置,已在备用电源自动投切的拒动和误动方面有了一定提高。但以仍未有文献提出“广域控制”概念和具体实现方法,也未出现任何实用化的产品。
发明内容
[0061] 本发明的目的,就在于提供一种电力系统广域备用电源自动投切广域控制方法,其控制备用电源自动投切时考虑到远方备用电源侧设备的安全性,可避免电力系统事故蔓延,且不易受地方小电源干扰,不会造成误动和拒动事故,最后,还能实现与安全控制装置协调动作,直接提高备用电源自动投切的利用率和变电站供电的可靠性。
[0062] 本控制方法基于如下的一个系统:广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台(主站端),以及多个底层的备用电源自动投切装置(厂站端),主站端(I)与厂站端(2)之间通过电力系统专用通讯网络(3)实现远方控制和远方通信,构成一个高、低层结构的电力系统分层分布式广域控制系统;
[0063] 所述的主站端(I)含数据采集单元(11),数据处理单元(12)及数据发送单元
(13);
[0064] 所述的厂站端(2)设有主控单元,其包括接收单元(21),检测单元(22)、处理执行单元(23);
[0065] 控制方法的步骤如下:
[0066] I、主站端数据采集单元(11)采集电力系统的广域状态信息和开关信息,获得电力系统的实时状态信息和拓扑结构,采用的方法是依赖目前电力系统调度系统中使用的数据采集系统和状态估计分析程序;
[0067] 2、主站端数据处理单元(12)根据电力系统广域状态和开关信息以及数据库中变电站负荷的重要性程度,采用广域备用电源自动投切控制决策方法进行在线实时控制决策,给出当前所有安装有备用电源自动投切的变电站负荷馈线开关动作列表;
[0068] 3、主站端数据发送单元(13)定时向各备用电源自动投切装置⑵下发负荷馈线开关动作列表;
[0069] 4、厂站端接收单元(21)通过电力系统专用通讯网络接收并存储由主站端发过来的本备用电源自动投切装置当前的负荷馈线开关动作列表;
[0070] 5、厂站端检测单元(22)在线检测本备用电源自动投切装置(2)是否满足常规动作条件;
[0071] 6、厂站端处理执行单元(23)在接收到检测单元(22)发出的本备用电源自动投切装置(2)满足常规动作条件的情况下先合上本备用电源自动投切装置(2)电源侧的线路开关,再按照本备用电源自动投切装置(2)当前的远方控制指令,切除掉负荷馈线开关动作列表中要求切除的负荷馈线,并向广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台(I)发出已动作的信息。
[0072] 所述的主站端进行在线实时控制决策的步骤为:
[0073] I)根据获得电力系统实时网络拓扑结构和参数,形成目标电力系统的原始节点导纳矩阵或节点阻抗矩阵;、[0074] 2)根据各个节点的负荷值和发电出力,获得潮流计算初始边界条件;
[0075] 3)根据线路故障,相关备用电源自动投切装置动作,从该备用电源自动投切定义文件读取的投切方式开断/投入指定开关,对节点导纳矩阵进行修改,形成分析用的新节点导纳矩阵;
[0076] 4)根据边界条件和新节点导纳矩阵,调用快速潮流分析算法;
[0077] 5)进行全网安全校验分析,若支路功率超限,校验不合格,则根据“定比例递减法”搜索法,减少该备用电源自动投切所在变电站母线的负荷值(可转移负荷值);
[0078] 6)返回第4步骤,直至安全校验合格,保存合格的可转移负荷值为该备用电源自动投切的可转移负荷允许定值,根据负荷馈线优先级,将步骤5中的可转移负荷值转换成该变电站最终的负荷馈线联动列表
[0079] 7)重复步骤4至6,依次扫描电力系统内所有备用电源自动投切装置,直至得出当前所有安装有备用电源自动投切装置的变电站可转移负荷,形成最终的负荷馈线联动列表。
[0080] 所述的主站端进行在线实时控制决策的步骤5为:
[0081] (I)令某k时刻某i备用电源自动投切控制允许初始定值为该节点负荷值,即Pi [k] = Pi0 [k],进行首次安全校验;
[0082] (2)若初始定值不满足静态安全稳定校验,则按10%比例递减,得到PJtk]=0. 9Pi0 [tk]),再次进行安全校验分析,
[0083] (3)若安全稳定校验仍不合格,则重复第⑵步,再递减10%得到PiM =0. 8Pi0[k];若合格则控制允许定值即为当前负荷值。
[0084] 所述的主站端进行在线实时控制决策的步骤6为:
[0085] (4)定义各个变电站母线下面所连的负荷馈线的优先级及其联切开关,优先级定义为10级,重要性程度从I级依次由低到高提高到最高级10级;
[0086] (5)根据主站端进行在线实时控制决策的步骤5所给出的变电站的当前可转移负荷定值,与该变电站负荷馈线的优先级进行匹配,计算出最逼近该“转移负荷定值”的最大负荷值和相应的负荷馈线;
[0087] (6)定义可转移负荷馈线的关联开关位置为“1”,需要联切的负荷馈线开关位置为“0”,形成一个32位的二进制数,该32位的二进制数就是需要向位于厂站端下发的负荷馈线开关动作列表;
[0088] (7)将各变电站备用电源自动投切的负荷馈线开关动作列表对应下发给相应的备自投装置,并在主站端计算机人机界面给出相应的广域备用电源自动投切控制的分析结果。
[0089] 有益效果:2008年12月9日在中国南方电力系统广东电力系统公司肇庆供电局,华南理工大学,华立科技,清华大学,南京电研的相关部门人员的积极配合下,对本发明中所提出的“电力系统广域备用电源自动投切广域控制方法”进行了一系列的现场测试试验, 取得了良好的预期效果。
[0090] 具体的测试实验简述如下:测试过程分成三个阶段,
[0091] 第一:设定为备用电源自动投切装置动作后不存在电力系统运行风险情况,即无设备越限运行情况;[0092] 第二 :设定为备用电源自动投切装置动作后仅需联切一条10千伏线路的情况;
[0093] 第三:设定为备自投装置动作后需联切两条10千伏线路开关的情况。测试项目如下:
[0094] 主站端:
[0095] (I)控制系统计算结果正确性;
[0096] (2)控制策略表中为联切10千伏线路开关(第一阶段中没有该步);
[0097] (3)远方投退备用电源自动投切装置功能(第一阶段是“远方”,第二阶段是“就地”);
[0098] (4)调度端界面显示正确性; [0099] 执行端:
[0100] (I)正确接收控制命令;
[0101] (2)现场备自投装置动作顺序为先动作于110千伏线路开关,再联切两条10千伏线路开关;
[0102] (3)动作信号正确性;
[0103] (4)执行远方投退命令正确性。
[0104] 所有的测试结果都达到了理想的预期效果,测试结果表明本发明申请书中所提出的“电力系统广域备用电源自动投切广域控制方法”能达到根据“全部电力系统状态信息”从而实现“广域控制”的效果,且动作过程可靠。
附图说明
[0105] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0106] 图I为IlOkV变电站用的线路备用电源自动投切关联图,图中有1#和2#这两条进线,通过1DL,2DL,3DL进行电源进线的投切。
[0107] 图2为含地方小电源的IlOkV变电站备用电源自动投切装置接线示意图(典型串供方式),该图为正常电力系统自高电压等级到低电压等级的电力系统示意图,其中包括主电源侧和备用电源侧,各变电站带有一定的用电负荷,地方小电源通过主变上网,其中Pe和Qg为地方小电源的有功和无功出力。
[0108] 图3为广域备用电源自动投切控制系统的硬件基本架构图;
[0109] 图4为广域备用电源自动投切控制方法的控制流程图;
[0110] 图5广域备用电源自动投切控制系统的主站端控制方法详细步骤,包括三个部分,501、502 和 503 ;
[0111] 图6为变电站负荷馈线开关位置32位二进制数表示的联切开关列表示意图。具体实施方式
[0112] 从图3和图4可看到,本发明的电力系统广域备用电源自动投切广域控制方法,基于如下的一个系统:广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台(主站端),以及多个底层的备用电源自动投切装置(厂站端),主站端I与厂站端2之间通过电力系统专用通讯网络3实现远方控制和远方通信,构成一个高、低层结构的电力系统分层分布式广域控制系统。[0113] 所述的主站端I含数据采集单元11,数据处理单元12及数据发送单元13 ;所述的厂站端2设有主控单元,其包括接收单元21,检测单元22、处理执行单元23。
[0114] 本发明的控制方法的步骤如下:
[0115] I、主站端数据采集单元11采集电力系统的广域状态信息和开关信息,获得电力系统的实时状态信息和拓扑结构,采用的方法是依赖目前电力系统调度系统中使用的数据采集系统和状态估计分析程序; [0116] 2、主站端数据处理单元12根据电力系统广域状态和开关信息以及数据库中变电站负荷的重要性程度,采用广域备用电源自动投切控制决策方法进行在线实时控制决策,给出当前所有安装有备用电源自动投切的变电站负荷馈线开关动作列表;
[0117] 3、主站端数据发送单元13定时向各备用电源自动投切装置2下发负荷馈线开关动作列表;
[0118] 4、厂站端接收单元21通过电力系统专用通讯网络接收并存储由主站端发过来的本备用电源自动投切装置当前的负荷馈线开关动作列表;
[0119] 5、厂站端检测单元22在线检测本备用电源自动投切装置2是否满足常规动作条件;
[0120] 6、厂站端处理执行单元23在接收到检测单元22发出的本备用电源自动投切装置2满足常规动作条件的情况下先合上本备用电源自动投切装置2电源侧的线路开关,再按照本备用电源自动投切装置2当前的远方控制指令,切除掉负荷馈线开关动作列表中要求切除的负荷馈线,并向广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台I发出已动作的信
肩、O
[0121] 主站端控制的详细步骤
[0122] 图5给出了广域备用电源自动投切控制系统位于主站端的软件结构和主要人机界面。由于备用电源自动投切装置隶属于众多的电力系统调度控制系统,因此所研制的“广域备用电源自动投切控制系统”软件系统一般可嵌入到电力系统调度计算机控制系统软件内。
[0123] 图5中虚框502内的部分就是本发明所提出“广域备用电源自动投切控制决策方法”,它根据电力系统的状态和开关数据生成电力系统状态估计程序,形成潮流分析边界计算条件及批处理文件,进行潮流计算的申请,系统首先检查是否满足静态安全校验安全,若校验不合格则根据“10%递减法”搜索法,减少备用电源自动投切装置所在变电站母线的负荷值(可转移负荷值),直至安全校验合格,保存合格的可转移负荷值为该备自投的控制允许定值,完成备用电源自动投切实时控制定值和状态数据库,最后向远方各个备用电源自动投切装置下发相应的负荷馈线开关动作列表。而“电力系统状态估计程序”是现代电力系统调度控制系统内的标准配置的高级应用软件。
[0124] 主站端控制可分为以下几步:
[0125]第一步
[0126]图5中,501部分所对应的就是第一步的步骤,其为了后续分析建立相应的电力系统实时状态和拓扑结构,获得电力系统的实时状态信息和拓扑结构采用的方法是依赖目前电力系统调度系统中普遍采用的数据采集系统和状态估计分析程序。
[0127] 为了实现在主站端对电力系统内所有安装的备用电源自动投切进行全面的分析,必须定义电力系统内位于各个厂站端的备用电源自动投切与电力系统输电线路的开关之间的关联关系,如图I所示的备用电源自动投切与线路开关IDL和2DL的关联关系。如表I所示即为电力系统的备自投与输电线路开关的关联关系表,其为软件实现后的图形界面。[0128] “用户自定义界面”主要需要满足以下两点要求:
[0129] (I)建立各个变电站备用电源自动投切控制设备与主电源开关和备用电源开关的关联关系。由于备用电源自动投切控制系统严格意义上属于电气二次设备,只有用户定义了备用电源自动投切的与线路上开关的关联关系和投切关系才能正确反映备用电源自动投切的动作影响。
[0130] (2)可以方便用户对增加或减少备用电源自动投切装置进行自定义。由于分布在各个IlOkV变电站的备用电源自动投切装置会由于电力系统的建设和电力系统主供电分片方式而出现增加/减少的情况,具备该功能才能方便用户对软件的灵活性和扩充性要求。
[0131] 该用户界面要求如下:
[0132] (I)界面菜单栏:建立“文件”、“编辑”、“计算控制”和“帮助”菜单栏;
[0133] (2)在工具栏上建立常用“新建”、“保存”、“打开”,“增加记录”、“删除记录”、“按名称查询”功能键;
[0134]- “文件”菜单栏内有“新建定义文件”、“保存定义文件”、“输出定义文件”和“打印”项;
[0135]- “编辑”菜单栏内有“新增记录”、“删除记录”、“按名称查询”项;
[0136] 计算控制”菜单栏有“实时计算周期”、“误差控制”项;提供了“实时计算周期”和“误差控制”的定义值输入(可采用下拉滚动窗来预先给出定义值,如5min、10min、15min,及 5%、10%、15% )。
[0137]- “帮助”菜单栏内有“用户使用帮助”项,链接用户帮助文件。
[0138] (8)用户自定义主窗口 :用户定义处可用类似EXCEL或ACCESS数据表格描述(可编辑),数据格式和字段安排如下:
[0139] 表I备用电源自动投切开关关联表界面
[0140]
标识所在变电站主侧开关备侧开关备投时桥开关I 备投方式
记录0记录I记录2记录3
记录--
[0141]第二步
[0142] 如图5所示,502所对应的第二步的(“广域备用电源自动投切控制决策方法”?)详细步骤如下:
[0143] ①Stepl :根据获得电力系统实时网络拓扑结构和电力系统参数,形成目标电力系统的原始节点导纳矩阵(或节点阻抗矩阵);
[0144] ②Step2 :根据各个节点的负荷值和发电出力,获得潮流计算初始边界条件;
[0145] ③Step3 :根据某一备用电源自动投切的投切方式开断/投入指定开关(从备用电源自动投切定义文件读取),对节点导纳矩阵进行修改,形成分析用的新节点导纳矩阵; [0146] ④Step4 :根据边界条件和新节点导纳矩阵,调用快速潮流分析算法;
[0147] ⑤Step5 :进行全网安全校验分析,若校验不合格则根据“定比例递减法”搜索法,减少该备用电源自动投切所在变电站母线的负荷值(可转移负荷值);
[0148] ⑥Step6 :返回Step4,直至安全校验合格,保存合格的可转移负荷值为该备用电源自动投切的可转移负荷允许定值,进入下一步;
[0149] ⑦Step7 :根据备用电源自动投切列表,重复Step4_Step6,依次扫描电力系统内所有备用电源自动投切装置。
[0150] 需要指出的是,关于Step5中所提出的“定比例递减法”搜索方法,实际上从工业误差允许角度的一种简单搜索方法,在所研制的样机中我们采用了 10%作为比例值。因为控制允许定值的搜索过程并不是一种严格寻优过程,而是一种相对宽松的满足静态安全稳定校验不等式的搜索过程,但为了在最小的计算误差和最少的安全校验次数之间寻找一种平衡,我们采用了所谓的“ 10 %定比例递减法”进行搜索:
[0151] (I)令某k时刻某i备用电源自动投切控制允许初始定值为该节点负荷值,SPPi [k] = Pi0 [k],进行首次安全校验;
[0152] (2)若初始定值不满足静态安全稳定校验,则按一定比例递减,(如可取10%,得到Pi [tk] = 0. 9Pi0 [tk]),再次进行安全校验分析,
[0153] (3)若安全稳定校验仍不合格,则重复第⑵步,再递减10%得到PiM =
0. 8Pi0[k];若合格则控制允许定值即为当前负荷值。
[0154] 显然,“10%递减法”可保证计算出的控制允许定值与最优值之间的误差小于10%。该搜索方法可与“用户自定义界面”中的“计算控制”中的“计算误差”定义相对应,若用户选择5 %,则按“ 5 %递减法”来计算。
[0155] 第三步
[0156] 如图5所示,第三步对应图5中的503,其详细步骤如下:
[0157] (I)定义各个变电站母线下面所连的负荷馈线的优先级及其联切开关,优先级定义为10级(重要性程度从I级依次由低到高提高到最高级10级),若该负荷馈线联系的是地方发电厂则定义为最高级10级(表2所示为负荷优先级定义界面)厂站负荷表表示了变电站各开关所接负荷馈线的优先级。
[0158] 图2变电站负荷馈线的优先级及其联切开关的定义界面
[0159]
Figure CN101673965BD00131
[0160] (9)根据502所对应的第二步中所给出的变电站的当前可转移负荷定值,与该变电站负荷馈线的优先级进行匹配,计算出最逼近该“转移负荷定值”的最大负荷值和相应的负荷馈线;
[0161] (10)定义可转移负荷馈线的关联开关位置为“1”,需要联切的负荷馈线开关位置为“0”,形成一个32位的二进制数,如下图6所示,该32位的二进制数就是需要向位于厂站端下发的负荷馈线开关动作列表;
[0162] (11)将各变电站备用电源自动投切的负荷馈线开关动作列表对应下发给相应的备自投装置,并在主站端计算机人机界面给出相应的广域备用电源自动投切控制的分析结果。

Claims (2)

1. 一种电力系统广域备用电源自动投切控制方法,其特征是:基于如下的一个系统: 主站端以及多个底层的.厂站端,主站端(I)与厂站端(2)之间通过电力系统专用通讯网络(3)实现远方控制和远方通信,构成一个高、低层结构的电力系统分层分布式广域控制系统;所述的主站端(I)含数据采集单元(11)、数据处理单元(12)及数据发送单元(13); 所述的厂站端(2)设有主控单元,其包括接收单元(21)、检测单元(22)和处理执行单元 (23);所述的主站端(I)为广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台,所述的厂站端(2)为备用电源自动投切装置;控制方法的步骤如下:1)主站端数据采集单元(11)采集电力系统的广域状态信息和开关信息,获得电力系统的实时状态信息和拓扑结构,采用的方法是依赖目前电力系统调度系统中使用的数据采集系统和状态估计分析程序;2)主站端数据处理单元(12)根据电力系统广域状态和开关信息以及数据库中变电站负荷的重要性程度,采用广域备用电源自动投切控制决策方法进行在线实时控制决策,给出当前所有安装有备用电源自动投切的变电站负荷馈线开关动作列表;3)主站端数据发送单元(13)定时向各备用电源自动投切装置(2)下发负荷馈线开关动作列表;4)厂站端接收单元(21)通过电力系统专用通讯网络接收并存储由主站端发过来的本备用电源自动投切装置当前的负荷馈线开关动作列表;5)厂站端检测单元(22)在线检测本备用电源自动投切装置(2)是否满足常规动作条件;6)厂站端处理执行单元(23)在接收到检测单元(22)发出的本备用电源自动投切装置(2)满足常规动作条件的情况下先合上本备用电源自动投切装置(2)电源侧的线路开关, 再按照本备用电源自动投切装置(2)当前的远方控制指令,切除掉负荷馈线开关动作列表中要求切除的负荷馈线,并向广域备用电源自动投切计算机信息和控制平台(I)发出已动作的信息。
2.根据权利要求I所述的电力系统广域备用电源自动投切控制方法,其特征是:所述的控制方法的步骤2)主站端进行在线实时控制决策的步骤为:1)根据获得电力系统实时网络拓扑结构和参数,形成目标电力系统的原始节点导纳矩阵或节点阻抗矩阵;2)根据各个节点的负荷值和发电出力,获得潮流计算初始边界条件;3)根据线路故障,相关备用电源自动投切装置动作,从该备用电源自动投切定义文件读取的投切方式开断/投入指定开关,对节点导纳矩阵进行修改,形成分析用的新节点导纳矩阵;4)根据边界条件和新节点导纳矩阵,调用快速潮流分析算法;5)进行全网安全校验分析,若支路功率超限,校验不合格,则根据“定比例递减法”搜索法,减少可转移负荷值;所述的可转移负荷值指该备用电源自动投切所在变电站母线的负荷值;6)返回步骤4),直至安全校验合格,保存合格的可转移负荷值为该备用电源自动投切的可转移负荷允许定值,根据负荷馈线优先级,将步骤5)中的可转移负荷值转换成该变电站最终的负荷馈线联动列表7)重复步骤4)至6),依次扫描电力系统内所有备用电源自动投切装置,直至得出当前所有安装有备用电源自动投切装置的变电站可转移负荷,形成最终的负荷馈线联动列表
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