CN106877342A - 一种切负荷控制实现方法 - Google Patents

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李刚
杨智德
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赵晓铎
许圣龙
王智勇
李俊刚
赵应兵
闫志辉
胡彦民
张哲�
王志伟
马仪成
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Abstract

本发明涉及一种切负荷控制实现方法，包括：按照子站的负荷重要性将各个子站的负荷划分为至少两个层级，根据划分的各层级顺序确定各个子站中各层级的负荷切除优先级顺序；根据需要切除的负荷总量按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量。在本发明中，各个子站根据需要切除的负荷总量按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量，由于每个子站都会切除负荷切除优先级较低的用户，有效避免了不同子站切除负荷不平衡的现象，增强了电网的稳定性。

Description

一种切负荷控制实现方法
技术领域
本发明涉及一种切负荷控制实现方法，属于电力系统控制技术领域。
背景技术
十三五期间，随着特高压交直流电网快速发展，电网“强直弱交”特征突出，风电和光伏等新能源并网容量持续增长，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，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不再适应，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。
精准负荷控制是特高压交直流电网系统保护的重要组成部分，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。通过对负荷资源的分类、分级、分区域管理，实现由调度直接发令对分类用户可中断负荷的实时精准控制，能避免大量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。
公告号为CN 106026108 A的中国专利文件公开了一种考虑电网安全事故风险的稳控系统切负荷方法，该方法根据电力安全事故等级划分标准计算出不引起一般及以上电力安全事故的各级电网的最大允切负荷量，切负荷主站根据各级电网的最大允切负荷量和所有切负荷执行站的稳控装置上送的切负荷量，按预定的优先级进行匹配，最终确定执行切负荷指令的切负荷执行站。该方法能有效避免因稳控装置切负荷动作造成的电网安全事故，但由于会出现有些电网的负荷不需要切除而有些电网的负荷需要全部切除的现象，导致负荷切除后不同电网的负荷很不平衡。
因此，提出精准负荷控制执行策略的实现方法，在避免大量过切负荷或欠切负荷的同时，保证不同电网或子站之间的供电平衡，为精准负荷控制系统工程应用具有重要价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种切负荷控制实现方法，用于解决不同子站切除负荷不平衡这一技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种切负荷控制实现方法，包括以下步骤：
步骤1，按照子站的负荷重要性将各个子站的负荷划分为至少两个层级，根据划分的各层级顺序确定各个子站中各层级的负荷切除优先级顺序；
步骤2，根据需要切除的负荷总量按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量。
进一步的，步骤2中是将各个子站按照各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到各个子站的前i层级的负荷量之和不小于需要切除的负荷总量，各个子站的前i-1层级的负荷全部切除，各个子站的第i层级所需要切除的负荷量等于需要切除的负荷总量与各个子站的前i-1层级的负荷量之和的差值。
进一步的，在对各个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第i层级对应的各个子站的负荷重要性确定各个子站的负荷切除优先级顺序，按照第i层级对应的各个子站的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到前m个子站的第i层级的负荷量之和不小于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量；前m-1个子站的第i层级的负荷全部切除，第m个子站的第i层级需要切除的负荷量等于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量与前m-1个子站的第i层级的负荷量之和的差值。
进一步的，在对第m个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性确定第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级顺序，按照第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和不小于第m个子站的第i层级需要切除的负荷量；按照最小欠切原则，第m个子站中前k-1个负控终端的第i层级的负荷全部切除。
进一步的，在对第m个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性确定第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级顺序，按照第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和不小于第m个子站的第i层级需要切除的负荷量；按照最小过切原则，第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷全部切除。
本发明的有益效果是：
各个子站根据需要切除的负荷总量按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量，由于每个子站都会切除负荷切除优先级较低的用户，有效避免了不同子站切除负荷不平衡的现象，增强了电网的稳定性。
进一步的，根据第i层级对应的各个子站的负荷重要性确定各个子站在第i层级需要切除负荷的情况，保证了切负荷的精确度。
进一步的，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性来确定第m个子站中各个负控终端在第i层级的切负荷情况，进一步保证了切负荷的精确度。
附图说明
图1是本发明的负荷控制系统架构图；
图2是本发明的主站切负荷策略流程图；
图3是本发明的子站切负荷策略流程图；
图4是本发明的控制策略启动示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明进行详细介绍。
本发明提供了一种切负荷控制实现方法，如图1所示，为负荷控制系统架构图，主站主机接收总站主机下行的主站切负荷控制命令，主站装置按子站规模n预设n个自定义控制字，用于设置n个子站的切负荷优先级顺序，从低到高对应1～n个优先级，主站进行策略选择后，按照切负荷优先级从低到高的顺序切除子站负荷。每个子站的用户负荷均具有预设由低到高的用户切负荷优先级(1～N)，切除顺序优先级从1～N执行。每个子站装置设置最小过切自定义控制字，当该控制字为1时，按照子站执行策略和最小过切原则以预设的优先级顺序切除负控终端所带负荷，当该控制字为0时，按照子站执行策略和最小欠切原则以预设的优先级顺序切除负控终端所带负荷。
下面对切负荷控制实现方法的控制过程进行详细介绍，控制流程图如图2所示：
第一步，总站向主站下发包括需要切除的负荷总量的主站切负荷控制命令。
其中，主站切负荷控制命令包含有需要切除的负荷总量Pxq。
第二步，主站接收总站下发的主站切负荷控制命令，按照子站的负荷重要性将各个子站的负荷划分为至少两个层级，根据划分的各层级顺序确定各个子站中各层级的负荷切除优先级顺序。
第三步，根据需要切除的负荷总量Pxq按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量。
其中，确定各个子站的各层级的负荷切除量的步骤包括：
步骤3-1，将各个子站按照各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到各个子站的前i层级的负荷量之和不小于需要切除的负荷总量Pxq，其表达式为：
∑P＝P1+P2+·Pi≥Rxq
其中，Pi表示各个子站的第i层级的负荷量之和，ΣP表示各个子站的前i层级的负荷量之和。
步骤3-2，各个子站的前i-1层级的负荷全部切除，各个子站的第i层级所需要切除的负荷量Pxqi等于需要切除的负荷总量Pxq与各个子站的前i-1层级的负荷量之和的差值，其表达式为：
Rxqi＝Pxq-(P1+P2+…Pi-1)
步骤3-3，在对各个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第i层级对应的各个子站的负荷重要性确定各个子站的负荷切除优先级顺序，按照第i层级对应的各个子站的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到前m个子站的第i层级的负荷量之和不小于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量Pxqi，其表达式为：
ΣPi＝Pi，1+Pi，2+…+Pi，m≥Rxqi
其中，ΣPi表示前m个子站的第i层级的负荷量之和，Pi，m表示第m个子站的第i层级的负荷量。
步骤3-4，前m-1个子站的第i层级的负荷全部切除，第m个子站的第i层级需要切除的负荷量等于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量Pxqi与前m-1个子站的第i层级的负荷量之和的差值，其表达式为：
Rxqim＝Rxqi-(Pi，1+Pi，2+…+Pi，m-1)
其中，Pxqim表示第m个子站的第i层级需要切除的负荷量，Pi,m表示第m个子站的第i层级的负荷量。
步骤3-5，在对第m个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性确定第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级顺序，按照第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和不小于第m个子站的第i层级需要切除的负荷量，其表达式为：
∑Pim＝Pim，1+Pim，2+…Pim，k≥Pxqim
其中，∑Pim表示第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和，Pim,k表示第m个子站中第k个负控终端的第i层级的负荷量。
步骤3-6，按照最小欠切原则，第m个子站中前k-1个负控终端的第i层级的负荷全部切除；按照最小过切原则，第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷全部切除。
也就是，若该子站不满足最小过切原则，即最小过切自定义控制字设为0，此时只需要切除第m个子站前k-1个负控终端的第i层级的负荷。若子站满足最小过切原则，即最小过切自定义控制字设为1，除了切除第m个子站前k-1个负控终端的第i层级的全部负荷外，还需要切除第m个子站第k个负控终端的第i层级的负荷。
下面举例进行说明切负荷控制实现方法的具体实施方案。
假如，精准切负荷控制系统包括4个子站(对应1～n优先级)，每个子站包含6个层级(对应1～N优先级)，4个子站1～6个层级的可切负荷量如表1所示，子站1～4切除负荷优先级的顺序为1～4的顺序，层级1～6切除负荷优先级的顺序为1～6的顺序。负控终端可切除负荷由低到高分为1～6个优先级，切除时按照从1到6的优先级顺序依次切除。
表1
从表1可以看出，当前总站合计可切量为120.5kW。假定总站下发需切除负荷总量为50kW的主站切负荷控制命令，且最小过切自定义控制字设为1，此时按照最小过切原则进行切除负荷。
1)对总站而言，所有子站第1，2，3级可切量合计7.5+11+16＝34.5kW；第1，2，3，4级可切量合计7.5+11+16+24＝58.5kW，超过需切量8.5kW；那么需要在第4级分摊50-34.5＝15.5kW负荷。
2)按照子站优先级从低到高，从子站1～4开始累加，子站1～2第4级可切量6+7＝13kW，小于需切量15.5kW；子站1～3第4级可切量6+7+5＝18kW，大于需切量15.5kW；可确认子站1～2切除第1，2，3，4层级负荷；子站4切除1，2，3层级负荷；子站3第1，2，3级负荷全部切除，子站3第4级需切量15.5-13＝2.5kW。
3)主站向子站1～2下发切除第1，2，3，4级负荷命令；向子站3下发切除第1，2，3，4级负荷命令，切负荷参数为2.5kW；向子站4下发切除第1，2，3级负荷命令。
4)如图3所示，对于子站1、2和4，接收到的切负荷命令中，切负荷参数为0；则直接将切负荷指令转发到各负控终端即可。
5)对于子站3，需要对接入的各负控终端的第4级负荷可切量进行计算，参照2)可以得到需切除1，2，3，4级负荷的负控终端个数和需要切除1，2，3级负荷的负控终端个数。假定子站3下的6个负控终端可切量如表2所示，负控终端1～3第4层级可切量0.4+1.0+0.7＝2.2kW，负控终端1～4第4层级可切量0.4+1.0+0.7+0.9＝3.0kW；按照设定的最小过切原则，负控终端1～4切除第1，2，3，4级负荷；负控终端5～6切除第1，2，3级负荷，最终结果，过切3.0-2.5＝0.5kW。
另外，当最小过切自定义控制字设为0时，此时按照最小欠切原则进行切除负荷，负控终端1～3切除第1，2，3，4级负荷；负控终端4～6切除第1，2，3级负荷，最终结果，欠切2.5-2.2＝0.3kW。
表2
如图4所示，上述的切负荷控制策略根据装置整组动作启动，仅在整组动作信号变化时进行处理，在装置整组动作的上升沿执行一次策略，在下降沿清除切负荷命令和需切负荷量。

Claims (5)

1.一种切负荷控制实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照子站的负荷重要性将各个子站的负荷划分为至少两个层级，根据划分的各层级顺序确定各个子站中各层级的负荷切除优先级顺序；
步骤2，根据需要切除的负荷总量按照子站中各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序确定各个子站中各层级的负荷切除量。
2.根据权利要求1所述的切负荷控制实现方法，其特征在于，步骤2中是将各个子站按照各层级的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到各个子站的前i层级的负荷量之和不小于需要切除的负荷总量，各个子站的前i-1层级的负荷全部切除，各个子站的第i层级所需要切除的负荷量等于需要切除的负荷总量与各个子站的前i-1层级的负荷量之和的差值。
3.根据权利要求2所述的切负荷控制实现方法，其特征在于，在对各个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第i层级对应的各个子站的负荷重要性确定各个子站的负荷切除优先级顺序，按照第i层级对应的各个子站的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到前m个子站的第i层级的负荷量之和不小于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量；前m-1个子站的第i层级的负荷全部切除，第m个子站的第i层级需要切除的负荷量等于各个子站的第i层级所需要切除的负荷量与前m-1个子站的第i层级的负荷量之和的差值。
4.根据权利要求3所述的切负荷控制实现方法，其特征在于，在对第m个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性确定第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级顺序，按照第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和不小于第m个子站的第i层级需要切除的负荷量；按照最小欠切原则，第m个子站中前k-1个负控终端的第i层级的负荷全部切除。
5.根据权利要求3所述的切负荷控制实现方法，其特征在于，在对第m个子站的第i层级进行负荷切除时，根据第m个子站中各个负控终端的第i层级的负荷重要性确定第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级顺序，按照第m个子站中各个负控终端的负荷切除优先级从低到高的顺序依次累加，直到第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷量之和不小于第m个子站的第i层级需要切除的负荷量；按照最小过切原则，第m个子站中前k个负控终端的第i层级的负荷全部切除。
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