CN104901315A - 电网减载方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电网减载方法，包括步骤：获取AVC操作；将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系；根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。上述电网减载方法，对变电站以及更具体的节点负荷特性进行深入分析，在考虑电网负荷电压特性的基础上，在电网需要采取减载措施的时候，首先通过降压的调节指令，短时间内减小全网的负荷值，一方面为后续的处理赢得时间，另一方面也减少拉闸减载的条次，最大限度减小对用户的影响，进一步提高供电可靠性。

Description

电网减载方法和系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种电网减载方法和系统。
背景技术
随着社会的不断发展和进步以及人民生活水平的不断提高，对电力的需求越来越大，导致电力供需矛盾越来越大。电力系统需要采取减少负载的措施来应对所面临的困难，如电力系统出现紧急故障(联络线中断、发电机组跳闸、连锁重大故障等)或在负荷高峰期需要拉闸限电的时候，都要采取紧急减载的措施来应对所出现的问题，特别是在用电高峰和电力故障的情况下。
目前采取的办法主要是主动减负和强制错峰两种减载措施。但无论采用哪种办法都会对用户造成一定的影响，降低了供电可靠性和用户满意度。
对于负荷特性方面的研究，主要是调研普查性质的，较少进行定量分析，更没有对变电站负荷特性进行深入分析。个别地区虽然进行过负荷特性分析，也基本上是基于整体分析的，非常粗略和不实用。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种供电可靠性更高的电网减载方法和系统。
一种电网减载方法，包括步骤：
获取AVC操作；
将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；
通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系；
根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；
在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
一种电网减载系统，包括：
获取模块，用于获取电网AVC操作；
记录模块，用于将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；
分析模块，用于通过所述负荷与电压的变化数据找到所述负荷与电压的关系；
计算模块，用于根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；
降压模块，用于在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
上述电网减载方法和系统，对变电站以及更具体的节点负荷特性进行深入分析，通过研究各变电站实时负荷值的大小与该站母线电压水平的变化关系，从而得出电网实时负荷大小与母线电压水平的变化关系。在考虑电网负荷电压特性的基础上，在电网需要采取减载措施的时候，首先通过降压的调节指令，短时间内减小全网的负荷值，一方面为后续的处理赢得时间，另一方面也减少拉闸减载的条次，最大限度减小对用户的影响，进一步提高供电可靠性。
附图说明
图1为本发明的电网减载方法流程图；
图2为一个实施例中的负荷变化曲线；
图3为一个实施例中的电压变化曲线；
图4为一个实施例的计算电网的减载能力的流程图；
图5为一个实施例的电压灵敏度变化曲线；
图6为本发明的电网减载系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的电网减载方法和系统的具体实施方式作详细描述。
参考图1所示，图1为本发明的电网减载方法流程图，包括如下步骤：
步骤S10，获取电网AVC操作。
在本步骤中，AVC是指电网的自动电压控制(Automatic Voltage Control)功能，AVC操作包含变压器的升档、降档，无功设备的投入、切除等，无功设备可以为调相机、电容器、电抗器等。
在电力系统中，无功功率是一项重要的运行参数，如果供应不足就会降低输变电设备的供电能力，甚至引起电压不稳定问题，同样，如果无功功率太大也会增加电网的能量损失，所以，动态合理地控制发电设备无功功率的输出能产生良好的经济效益。AVC装置可以综合考虑各种闭锁条件，然后向励磁调节器发出增磁或减磁的控制信号。通过增磁减磁调节发电机无功功率，使母线电压总是跟随下发的母线电压指令变化，达到调节母线电压目的。
步骤S20，将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中。
在本步骤中，考虑到负荷的大小与电网的电压水平有关。当负荷母线电压降低时，母线所带负荷的值一般会短时间内变小。本发明基于此点出发，在考虑电网负荷电压特性的基础上，通过将AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中，进而研究各变电站实时负荷值的大小与该站母线电压水平的变化关系，从而得出电网实时负荷大小与母线电压水平的变化关系，建立相关的数学模型和减载策略并在主站系统开发相应的功能模块。
例如，本发明在考虑某地区电网负荷电压特性的基础上，通过研究各变电站实时负荷值的大小与该站10kV母线电压水平的变化关系，从而得出该电网实时负荷大小与10kV母线电压水平的变化关系，
在本步骤中，仅记录AVC前后变化的数据，例如：当电容器切除时，仅记录电容器切除前的关联母线电压和对应变压器的变低有功功率，以及电容器切除后的关联母线电压和对应变压器的变低有功功率。
在本步骤中，数据库可以采用SCADA系统(数据采集与监视控制系统，Supervisory Control and Data Acquisition)，SCADA系统是一类功能强大的计算机远程监督控制与数据采集系统，它综合利用了计算机技术、控制技术、通信与网络技术，完成了对测控点分散的各种过程或设备的实时数据采集，本地或远程的自动控制，以及生产过程的全面实时监控，并为安全生产、调度、管理、优化和故障诊断提供必要和完整的数据及技术手段。它作为能量管理系统(EMS系统)的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
步骤S30，通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系。
在本步骤中，可以通过对步骤S20所记录的AVC调节的负荷电压数据进行查询、统计分析、归纳，即通过步骤S20所记录的负荷和电压数据，找到各变电站的负荷变化与电压变化的正向关系(δp、δv)，并在此基础上得到某地区负荷特性。
例如，在汾江站中，电容器切除动作，有功功率与负荷点电压存在正向关系，电压降低时，有功功率也有明显变化。
其中，序号0代表20:50:08序号1代表20:50:13序号2代表20:50:18序号3代表20:50:23
在一个实施例中，对于步骤S30中的通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系，具体可以包括如下步骤：
根据AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据得到母线节点的负荷电压变化曲线；
根据所述母线节点的负荷电压变化曲线得到所述母线节点的负荷特性。参考图2、3所示，图2为一个实施例中的负荷变化曲线。图3为一个实施例中的电压变化曲线.
步骤S40，根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力。
在本步骤中，可以根据负荷电压变化曲线，计算电网潜在的降压减载能力，分析是否存在有效的降压减载空间。一般来说，负荷母线电压降低时，母线所带负荷的值一般会短时间内变小，结合步骤S20的历史数据以及步骤S30对历史数据的分析可得出电压和负荷间的特征关系，进而判断哪些变电站具备降压空间。
参考图4所示，图4为一个实施例的计算电网的减载能力的流程图，具体可以包括如下步骤：
S401：获取变压器有功减载额度；
S402：根据所述变压器有功减载额度计算厂站减载额度，其中，所述厂站减载额度等于所述厂站内变压器减载额度之和；
S403：根据所述厂站减载额度计算区域减载额度，其中，所述区域减载额度等于所述区域内厂站减载额度之和；
S404：根据所述区域减载额度计算电网减载额度，其中，所述电网减载额度等于所述电网内区域减载额度之和。
作为一个优选的实施例，上述步骤S401获取变压器有功减载额度，具体可以采用如下方法：
变压器有功减载额度等于所述变压器低压侧母线节点电压可降压额度与所述节点有功电压灵敏度的乘积；
其中，所述母线节点电压可降压额度为调节设备动作后，不会导致电压越限的情况下，所述母线节点电压前后的差值。
进一步的，有功电压灵敏度可以为AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化的比值。痛过步骤S20记录的负荷和电压数据，得出变电站的有功电压灵敏度系数(δp/δv)；如图所示，图5为一个实施例中的电压变化曲线。
有功电压灵敏度反映负荷节点电压随负荷变化的指标，灵敏度分析可以应用于电压稳定的在线监控，其中强相关变量集说明了当前系统中影响电压稳定的关键因素，如哪些发电机的停运、联络线的检修对电压稳定至关重要。而弱节点集说明了哪些区域是电压不稳定，系统最可能首先在这些区域内失稳，要对这些弱节点进行监控，同时考虑增加对这些节点的无功补偿。
步骤S50，在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
在本步骤中，对电网进行降压实现减载，必须是在电网的减载能力范围之内。例如，在三相交流电中，各相电压之间的平衡问题的话，按《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15945-1995中规定：电力系统公共连接点正常运行条件下电压不平衡度允许值为2％，短时间内不得超过4％。
对电网进行降压减载的实现可以通过步骤S40的计算结果，统计出当前哪些电压无功设备是可以用于减载的，包括档位下调(并列处理)、电容器切除等。其中，并列处理是指若某变电站两台主变是并列运行的，其两台主变的档位差不能大于2档。例如，当#1变档位是5档，#2变档位是6档，当考虑到#1变具有降档空间时，同时也需考虑同时将#2变档位降档，使得两台主变档位差不超过允许范围。并列处理其实可以看做是一个约束条件。
定时检测是否有界面减载请求，计算生成减载策略，发往界面确认，界面确认后写入操作队列，由AVC统一执行。
对于给出的策略，如果连续5分钟没有执行，则将其从队列表中清除。
结合上述实施例的技术方案，本发明的电网减载方法有如下明显优点：
第一，本发明结合SCADA系统和AVC功能来实施，采用理论分析结合电网实际运行情况的方式，对各变电站的负荷特性和负荷模型进行归纳总结，并结合SCADA系统的历史数据进行模型参数辨识，得出具有较好适用性的模型参数，从而为项目的理论分析计算奠定基础。
第二，在考虑电网负荷电压特性的基础上，在电网需要采取减载措施的时候，首先通过降压的调节指令，短时间内减小某地区全网的负荷值，一方面为后续的处理赢得时间，另一方面也减少拉闸减载的条次，最大限度减小对用户的影响，进一步提高供电可靠性。
参考图6所示，图6为本发明的电网减载系统结构示意图，包括：
获取模块10，用于获取电网AVC操作；
记录模块20，用于将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；
分析模块30，用于通过所述负荷与电压的变化数据找到所述负荷与电压的关系；
计算模块40，用于根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；
降压模块50，用于在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
在一个实施例中，所述分析模块可以进一步用于：
根据AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据得到母线节点的负荷电压变化曲线；
根据所述母线节点的负荷电压变化曲线得到所述母线节点的负荷特性。
在一个实施例中，所述计算模块用于计算电网的减载能力的过程具体可以包括：
获取变压器有功减载额度；
根据所述变压器有功减载额度计算厂站减载额度，其中，所述厂站减载额度等于所述厂站内变压器减载额度之和；
根据厂站减载额度计算区域减载额度，其中，所述区域减载额度等于所述区域内厂站减载额度之和；
根据所述区域减载额度计算电网减载额度，其中，所述电网减载额度等于所述电网内区域减载额度之和。
进一步的，所述变压器减载额度可以等于所述变压器低压侧母线节点电压可降压额度与所述节点有功电压灵敏度的乘积；
其中，所述母线节点电压可降压额度为调节设备动作后，不会导致电压越限的情况下，所述母线节点电压前后的差值。
在一个实施例中，所述有功电压灵敏度可以为AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化的比值。
本发明的电网减载系统与本发明的电网减载方法一一对应，在上述电网减载方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电网减载系统的实施例中，特此声明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电网减载方法，其特征在于，包括步骤：
获取电网AVC操作；
将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；
通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系；
根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；
在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
2.根据权利要求1所述的电网减载方法，其特征在于，所述通过所述负荷与电压的变化数据获取所述负荷与电压的关系的步骤包括：
根据AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据得到母线节点的负荷电压变化曲线；
根据所述母线节点的负荷电压变化曲线得到所述母线节点的负荷特性。
3.根据权利要求1所述的电网减载方法，其特征在于，所述根据所述负荷与电压变化规律计算电网的减载能力的步骤包括：
获取变压器有功减载额度；
根据所述变压器有功减载额度计算厂站减载额度，其中，所述厂站减载额度等于所述厂站内变压器减载额度之和；
根据所述厂站减载额度计算区域减载额度，其中，所述区域减载额度等于所述区域内厂站减载额度之和；
根据所述区域减载额度计算电网减载额度，其中，所述电网减载额度等于所述电网内区域减载额度之和。
4.根据权利要求3所述的电网减载方法，其特征在于，所述变压器有功减载额度等于所述变压器低压侧母线节点电压可降压额度与所述节点有功电压灵敏度的乘积；
其中，所述母线节点电压可降压额度为调节设备动作后，不会导致电压越限的情况下，所述母线节点电压前后的差值。
5.根据权利要求4述的电网减载方法，其特征在于，所述有功电压灵敏度为AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化的比值。
6.一种电网减载系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电网AVC操作；
记录模块，用于将所述AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据记录并保存到数据库中；
分析模块，用于通过所述负荷与电压的变化数据找到所述负荷与电压的关系；
计算模块，用于根据所述负荷与电压的关系计算电网的减载能力；
降压模块，用于在所述电网的减载能力范围内，对所述电网进行降压实现减载。
7.根据权利要求6所述的电网减载系统，其特征在于，所述分析模块，用于：
根据AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化数据得到母线节点的负荷电压变化曲线；
根据所述母线节点的负荷电压变化曲线得到所述母线节点的负荷特性。
8.根据权利要求6所述的电网减载系统，其特征在于，所述计算模块，用于：
获取变压器有功减载额度；
根据所述变压器有功减载额度计算厂站减载额度，其中，所述厂站减载额度等于所述厂站内变压器减载额度之和；
根据厂站减载额度计算区域减载额度，其中，所述区域减载额度等于所述区域内厂站减载额度之和；
根据所述区域减载额度计算电网减载额度，其中，所述电网减载额度等于所述电网内区域减载额度之和。
9.根据权利要求8所述的电网减载系统，其特征在于，所述变压器减载额度等于所述变压器低压侧母线节点电压可降压额度与所述节点有功电压灵敏度的乘积；
其中，所述母线节点电压可降压额度为调节设备动作后，不会导致电压越限的情况下，所述母线节点电压前后的差值。
10.根据权利要求9述的电网减载系统，其特征在于，所述有功电压灵敏度为AVC操作前后所关联母线节点负荷与电压的变化的比值。
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