CN107276075A - 一种计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明根据电网减负荷离线策略，基于电网实际运行方式进行在线校核，并计及599号令对各分区减负荷量进行各分区减负荷风险等级评估。针对事故风险等级违反要求的分区，综合考虑减负荷灵敏度、负荷重要程度以及负荷调整代价等因素进行减负荷量的分摊，将存在安全事故风险分区的减负荷量分配给其它优先级高且安全事故风险小的分区，以降低或规避电力安全事故风险等级。本发明将大力推动大电网在安全稳定分析与风险评估方面的工程应用。
Description
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体地说本发明涉及一种计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法。
背景技术
紧急减负荷控制是应对电网严重故障和紧急状态的重要技术措施，也是保障大电网安全稳定运行的重要技术手段之一。针对紧急减负荷控制措施，目前电网实现了针对各类紧急减负荷控制手段的接入和监视。但现有电网紧急减负荷控制策略主要基于电网离线典型方式通过人工分析计算，考虑电力系统安全稳定导则的故障形式来制定，然而电力系统的实际运行方式与离线典型方式存在较大偏差，随着间隙性新能源发电的大量接入、电力市场的逐步推进和未来能源互联网的实施，这种偏差会越来越大，离线策略的适应性值得商榷。
此外，2011年颁布施行的我国《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(国务院第599号令)对减负荷控制决策有着重要影响。条例规定，系统切负荷等同于故障损失负荷，按照减供负荷占当地负荷的比例来评定事故等级，并按特别重大、重大、较大和一般事故对涉事企业处以相应罚款。现有各级电网运行控制部门对599号令还没有系统全面的技术手段支撑，一般依据其进行事后的事故等级评定。在进行减负荷控制时，若仅强调切负荷量最少或切负荷导致的经济损失最小，势必将减负荷地点集中于灵敏度较大或经济代价较小的负荷区域，然而减负荷地点过于集中必然导致该部分负荷减供比例过高，电力企业的事故评级变差，所需缴纳的罚款额增加。因此，在选择减负荷方案时，有必要兼顾切负荷损失及事故评级的影响，考虑各减负荷区域的协同，以达到切负荷量最小，同时事故风险等级最低的目标。
发明内容
本发明目的是：为了解决现有紧急减负荷控制措施存在的各分区减负荷措施独立考虑、减负荷地点过于集中，容易造成电网事故风险的问题，提供了一种计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，能实现对电力系统减负荷造成事故风险等级过高的情况下，进行多分区减负荷手段的协同优化计算，降低电网事故风险等级，同时尽可能的减少失负荷量，以提高电力系统安全稳定运行水平。经长期滚动校核后，也可为电网后续制定和修改策略提供技术支撑。
本发明方法根据电网减负荷离线策略，基于电网实际运行方式进行在线校核，并计及599号令对各分区减负荷量进行事故风险等级评定。针对事故风险等级违反要求的分区，综合考虑减负荷灵敏度、负荷重要程度以及负荷调整代价等因素进行减负荷量的分摊，将存在安全事故风险分区的减负荷量分配给其它优先级高且安全事故风险小的分区，以降低或规避电力安全事故风险等级。
具体而言，本发明公开的技术方案，包括以下步骤：
1)针对电网典型方式制定的离线策略，基于电网实时运行方式进行策略在线校核；
2)针对离线策略实施后电网的失负荷量进行统计；
3)针对各分区减负荷情况，依据599号令标准进行事故风险等级评估；
4)进行各分区减负荷造成事故风险等级的判定，如果全部分区均未达到599号令规定的电网各级事故安全风险等级标准的要求，则转入步骤7)，否则进入步骤5)；
5)将安全事故风险等级不满足要求的分区减负荷量分摊给其它安全事故风险小的分区；
6)针对分摊后的各分区进行安全稳定校核，以确保负荷重新分配后的各分区不存在安全风险，如果负荷重新分配后电网存在安全稳定问题，则转入步骤5)，否则进入下一步；
7)输出各分区减负荷措施。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤1)中电网典型方式制定的离线策略主要包括第二道防线安控切负荷策略、第三道防线低频低压减载策略和精准切负荷控制策略。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤2)中的失负荷量的统计方法为：
首先，根据故障元件统计故障直接导致的负荷损失量lt和对应的负荷设备，根据安控装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc1和对应的负荷设备，根据低频低压减载装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc2和对应的负荷设备，如果低频低压减载后相应系统仍不安全，则认为该系统不能稳定运行，该系统的全部负荷计入负荷损失量中，根据精准切负荷控制系统的动作情况统计相应的负荷损失量lc3和对应的负荷设备；最后，在统计总切负荷量lc＝lc1+lc2+lc3基础上，累加故障直接导致的负荷损失量lt，计算电网的失负荷量。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)中事故风险等级的评估方法为：
首先，根据以下公式计算减供负荷比例：
其中，p为减供负荷比例；lall为故障前系统总负荷量；
然后，根据减供负荷比例p与事故风险评级标准，确定事故风险等级，事故风险评级标准根据599号令划定。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤5)中将安全事故风险等级不满足要求的分区减负荷量分摊给其它安全事故风险小的分区，具体方法为：
5-1)确定需要分摊的总负荷量：对安全事故风险等级不满足599号令安全要求的各分区，依据599号令对负荷损失量的要求，计算各分区超出事故风险等级部分的负荷量，设ΔPHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区超出事故风险等级部分的负荷量，则需要分摊的负荷总量为n为所有超出599号令安全要求的分区总数，其中负荷来源为第三道防线低频低压减载造成的负荷损失量暂不考虑，不计及到超出事故风险等级部分的负荷量中，如第三道防线减供负荷比例超出599号令对负荷损失比例的要求，则提示告警，转至步骤7)；
5-2)针对安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的各分区，在满足599号令对事故风险要求和电网各类安全约束的前提下，计算各分区可分摊负荷临界量，设ΔPLjlim为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区可分摊负荷临界量，则可分摊负荷总量为m为安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区总数；
5-3)将需要分摊的总负荷量优先分配给优先级高的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，以确保分配后电网减负荷总量最小；对于优先级相同的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，则根据各分区可分摊临界负荷量采用等比例削减原则，进行负荷转移分配以分散事故风险，最大程度上降低或规避电力安全事故风险等级；其中，各安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级需综合考虑减负荷灵敏度因子、负荷重要程度以及负荷调整代价因素进行判别，按以下公式计算：
以上式中，PRILj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级；SLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的灵敏度因子，dXLj表示第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区减负荷的有功/无功变化量，dXKey表示出现安全稳定问题的关键元件有功/无功变化量，其中第三道防线造成的减负荷根据系统电压、频率整定得出，认为其灵敏度优先级最低表示不可调；KLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷重要程度，KLj越高，优先级越低；CLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷调整代价，CLj越高，优先级越低；
最终各分区的减负荷分摊量应满足：
其中，k为分摊量修正系数，SHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区的灵敏度因子，ΔPLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的减负荷分摊量。
本发明的有益效果如下：本发明一方面基于电网实际运行方式，计及599号令对电网事故风险的考核标准，对离线策略的适用性进行在线校核，给出离线策略实施后各分区的安全风险等级，实现风险等级的在线预警；另一方面针对减负荷风险高的分区，综合考虑各分区减负荷安全稳定影响因子、负荷类型、负荷代价等因素，进行各分区减负荷量的协调优化，避免因单一分区风险过高带来的电网安全隐患，具有计算结果可靠、减负荷总体最小、风险最低的优点，有效解决传统各分区减负荷独立考虑、负荷分配比例不均的失衡问题，实现控制措施的最优化。经长期滚动校核后，可为电网后续制定和修改策略提供技术支撑。本发明将大力推动大电网在安全稳定分析与风险评估技术的工程应用。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本发明的一个实施例，其步骤如图1所示：
图1中步骤1描述的是针对电网典型方式制定的离线策略，基于电网实时运行方式进行策略在线校核，其中电网典型方式制定的离线策略主要包括：第二道防线安控切负荷策略、第三道防线低频低压减载策略和精准切负荷控制策略。
图1中步骤2描述的是针对离线策略实施后电网的失负荷量进行统计，具体为：
a)根据故障元件统计故障直接导致的负荷损失量lt和对应的负荷设备；
b)根据安控装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc1和对应的负荷设备；
c)根据低频低压减载装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc2和对应的负荷设备，如果低频低压减载后相应系统仍不安全，则认为该系统不能稳定运行，该系统的全部负荷计入失负荷量中；
d)根据精准切负荷控制系统的动作情况统计相应的负荷损失量lc3和对应的负荷设备；
e)在统计总切负荷量lc＝lc1+lc2+lc基础上，累加故障引起的失负荷lt，计算电网的失负荷量。
图1中步骤3描述的是针对各分区减负荷情况，依据599号令标准进行事故风险等级评估，其中事故风险等级评估方法为：
首先，根据以下公式计算减供负荷比例：
其中，p为减供负荷比例；lall为故障前系统总负荷量；
然后，根据减供负荷比例p与事故风险评级标准，确定事故风险等级，事故风险评级标准根据599号令划定。
图1中步骤4描述的是进行各分区减负荷造成事故风险等级的判定，如果全部分区均未达到599号令规定的电网各级事故安全风险等级标准的要求，则转入步骤7，否则进入步骤5。
图1中步骤5描述的是将安全事故风险等级不满足要求的分区减负荷量分摊给其它安全事故风险小的分区，具体方法为：
5-1)确定需要分摊的总负荷量：对安全事故风险等级不满足599号令安全要求的各分区，依据599号令对负荷损失量的要求，计算各分区超出事故风险等级部分的负荷量，设ΔPHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区超出事故风险等级部分的负荷量，则需要分摊的负荷总量为n为所有超出599号令安全要求的分区总数，其中负荷来源为第三道防线低频低压减载造成的负荷损失量暂不考虑，不计及到超出事故风险等级部分的负荷量中，如第三道防线减供负荷比例超出599号令对负荷损失比例的要求，则提示告警，转至步骤7；
5-2)针对安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的各分区，在满足599号令对事故风险要求和电网各类安全约束的前提下，计算各分区可分摊负荷临界量，设ΔPLjlim为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区可分摊负荷临界量，则可分摊负荷总量为m为安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区总数
5-3)将需要分摊的总负荷量优先分配给优先级高的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，以确保分配后电网减负荷总量最小；对于优先级相同的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，则根据各分区可分摊临界负荷量采用等比例削减原则，进行负荷转移分配以分散事故风险，最大程度上降低或规避电力安全事故风险等级；其中，各安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级需综合考虑减负荷灵敏度因子、负荷重要程度以及负荷调整代价因素进行判别，按以下公式计算：
以上式中，PRILj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级；SLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的灵敏度因子，dXLj表示第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区减负荷的有功/无功变化量，dXKey表示出现安全稳定问题的关键元件有功/无功变化量，其中第三道防线造成的减负荷根据系统电压、频率整定得出，认为其灵敏度优先级最低表示不可调；KLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷重要程度，KLj越高，优先级越低；CLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷调整代价，CLj越高，优先级越低；
最终各分区的减负荷分摊量应满足：
其中，k为分摊量修正系数，默认为1.0；SHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区的灵敏度因子，ΔPLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的减负荷分摊量。
图1中步骤6描述的是针对分摊后的各分区进行安全稳定校核，以确保负荷重新分配后的各分区不存在安全风险，如果负荷重新分配后电网存在安全稳定问题，则转入步骤5，否则进入下一步；
图1中步骤7描述的是输出各分区减负荷措施。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (5)
1.一种计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，包括以下步骤：
1)针对电网典型方式制定的离线策略，基于电网实时运行方式进行策略在线校核；
2)针对离线策略实施后电网的失负荷量进行统计；
3)针对各分区减负荷情况，依据599号令标准进行事故风险等级评估；
4)进行各分区减负荷造成事故风险等级的判定，如果全部分区均未达到599号令规定的电网各级事故安全风险等级标准的要求，则转入步骤7)，否则进入步骤5)；
5)将安全事故风险等级不满足要求的分区减负荷量分摊给其它安全事故风险小的分区；
6)针对分摊后的各分区进行安全稳定校核，以确保负荷重新分配后的各分区不存在安全风险，如果负荷重新分配后电网存在安全稳定问题，则转入步骤5)，否则进入下一步；
7)输出各分区减负荷措施。
2.根据权利要求1所述的计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，其特征在于，所述步骤1)中电网典型方式制定的离线策略主要包括第二道防线安控切负荷策略、第三道防线低频低压减载策略和精准切负荷控制策略。
3.根据权利要求1所述的计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，其特征在于，所述步骤2)中的失负荷量的统计方法为：
首先，根据故障元件统计故障直接导致的负荷损失量lt和对应的负荷设备，根据安控装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc1和对应的负荷设备，根据低频低压减载装置的动作情况统计相应的负荷损失量lc2和对应的负荷设备，如果低频低压减载后相应系统仍不安全，则认为该系统不能稳定运行，该系统的全部负荷计入负荷损失量中，根据精准切负荷控制系统的动作情况统计相应的负荷损失量lc3和对应的负荷设备；最后，在统计总切负荷量lc＝lc1+lc2+lc3基础上，累加故障直接导致的负荷损失量lt，计算电网的失负荷量。
4.根据权利要求1所述的计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，其特征在于，所述步骤3)中事故风险等级的评估方法为：
首先，根据以下公式计算减供负荷比例：
<mrow>
<mi>p</mi>
<mo>=</mo>
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</mfrac>
<mo>&times;</mo>
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<mi>%</mi>
</mrow>
其中，p为减供负荷比例；lall为故障前系统总负荷量；
然后，根据减供负荷比例p与事故风险评级标准，确定事故风险等级，事故风险评级标准根据599号令划定。
5.根据权利要求1所述的计及电网事故风险等级的多区域减负荷协同决策方法，其特征在于，所述步骤5)中将安全事故风险等级不满足要求的分区减负荷量分摊给其它安全事故风险小的分区，具体方法为：
5-1)确定需要分摊的总负荷量：对安全事故风险等级不满足599号令安全要求的各分区，依据599号令对负荷损失量的要求，计算各分区超出事故风险等级部分的负荷量，设ΔPHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区超出事故风险等级部分的负荷量，则需要分摊的负荷总量为n为所有超出599号令安全要求的分区总数，其中负荷来源为第三道防线低频低压减载造成的负荷损失量暂不考虑，不计及到超出事故风险等级部分的负荷量中，如第三道防线减供负荷比例超出599号令对负荷损失比例的要求，则提示告警，转至步骤7)；
5-2)针对安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的各分区，在满足599号令对事故风险要求和电网各类安全约束的前提下，计算各分区可分摊负荷临界量，设ΔPLjlim为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区可分摊负荷临界量，则可分摊负荷总量为m为安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区总数；
5-3)将需要分摊的总负荷量优先分配给优先级高的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，以确保分配后电网减负荷总量最小；对于优先级相同的安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区，则根据各分区可分摊临界负荷量采用等比例削减原则，进行负荷转移分配以分散事故风险，最大程度上降低或规避电力安全事故风险等级；其中，各安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级需综合考虑减负荷灵敏度因子、负荷重要程度以及负荷调整代价因素进行判别，按以下公式计算：
<mrow>
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<mi>C</mi>
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</mrow>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
以上式中，PRILj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的优先级；SLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的灵敏度因子，dXLj表示第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区减负荷的有功/无功变化量，dXKey表示出现安全稳定问题的关键元件有功/无功变化量，其中第三道防线造成的减负荷根据系统电压、频率整定得出，认为其灵敏度优先级最低表示不可调；KLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷重要程度，KLj越高，优先级越低；CLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的负荷调整代价，CLj越高，优先级越低；
最终各分区的减负荷分摊量应满足：
<mfenced open = "{" close = "">
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<mo>=</mo>
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<mtr>
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</mfenced>
其中，k为分摊量修正系数，SHi为第i个安全事故风险等级不满足599号令安全要求的分区的灵敏度因子，ΔPLj为第j个安全事故风险等级小且能够参与负荷分摊的分区的减负荷分摊量。
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