CN107591810A - 交直流混联电网多系统协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交直流混联电网多系统协调控制方法，交直流混联电网包括自动发电控制系统、自动电压控制系统、直流有功自动控制系统和抽蓄机组有功自动控制系统，还包括用于全网潮流优化计算和优化结果输出的潮流优化计算系统，潮流优化计算系统定期获取各个系统控制参数信息，经过优化计算后，再将优化结果发送给各个系统，由各个功能系统实施协调控制。本发明的交直流混联电网多系统协调控制方法，在电网正常运行状态下通过各个系统的协调配合，实现电网的经济运行；在电网发生直流闭锁、大机组跳闸等严重事故时，通过各个模块的紧急启动、快速调节，能够保证电网频率的快速恢复以及断面潮流的安全有序转移，保障电网的安全、优质和经济运行。

Description

交直流混联电网多系统协调控制方法

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，特别涉及一种交直流混联电网多系统协调控制方法。

背景技术

针对特高压交直流混联电网安全运行需求，电网公司通过开展大量电网自动控制手段研究，并建设了包括自动发电系统、自动电压控制系统、抽蓄机组有功自动控制系统、直流有功自动控制系统等多种电网自动控制功能，但这些功能都是针对电网的特定需求建设的单一功能，缺乏多系统、多对象的协调控制，不能提前对电网进行自动预控，只能依靠调度员人工经验进行协调，大大提高了调度员人工工作量，同时也不能更好的保障电网安全、优质和经济运行。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种交直流混联电网多系统协调控制方法。所述技术方案如下：

一方面，一种交直流混联电网多系统协调控制方法，所述交直流混联电网包括自动发电控制系统、自动电压控制系统、直流有功自动控制系统和抽蓄机组有功自动控制系统，所述交直流混联电网还包括用于全网潮流优化计算和优化结果输出的潮流优化计算系统，潮流优化计算系统定期获取各个系统控制参数信息，经过优化计算后，再将优化结果发送给各个系统，由各个功能系统实施协调控制。

进一步的，在电网正常运行状态下，潮流优化计算系统与自动发电控制系统、自动电压控制系统和直流有功自动控制系统之间定期交互数据，各系统间的数据交互方式采用文件方式，文件里包括设备名称，设备参数和设备实时数据；

在电网发生故障状态下，潮流优化计算系统与自动发电控制系统、直流有功自动控制系统和抽蓄机组有功自动控制系统之间实时进行数据交互，各系统间的数据交互方式采用消息结构，通过消息的实时传送保证电网紧急控制的时效性要求。

具体的，在电网正常运行状态下的优化控制方法具体包括以下步骤：

自动发电控制系统给潮流优化计算系统提供各个机组的调节范围，调节能力和控制参数；

自动电压控制系统给潮流优化计算系统提供各个电网关键节点电压的安全范围和电压调节能力；

直流有功自动控制系统给潮流优化计算系统提供特高压直流设备的优化基础参数；

潮流优化计算系统根据全网实时潮流分布情况，以全网网损最小或运行成本最低为优化目标，通过优化计算得出直流最优运行点，常规机组优化运行点和电网关键节点电压运行点；

潮流优化计算系统将常规机组优化运行点发送给自动发电控制系统，自动发电控制系统将常规机组优化运行点作为机组的经济调度基点，再基于基点对机组实施有功自动控制；

潮流优化计算系统将电网关键节点电压运行点发送给自动电压控制系统，自动电压控制系统根据电网关键节点电压运行点调节关键节点电压；

潮流优化计算系统将直流最优运行点发送给直流有功自动控制系统，直流有功自动控制系统将直流的控制目标设置为直流最优运行点，对直流有功进行功率调制。

具体的，在电网发生故障状态下的优化控制方法具体包括以下步骤：

自动发电控制系统将调管范围内的机组出力、运行状态和调节范围参数发送到潮流优化计算系统；

直流有功控制系统将直流的运行状态、可控范围和调节性能参数发送到潮流优化计算系统；

抽蓄机组有功自动控制系统将抽蓄机组的运行状态和调节能力参数发送到潮流优化计算系统；

潮流优化计算系统根据自动发电控制系统发送过来的故障信息，立即开展直流功率实施转移、功率缺失量紧急平衡和电网断面潮流安全约束控制优化计算，实时优化计算得到抽蓄机组功率目标、直流快速功率支援目标和常规机组紧急调节目标；

潮流优化计算系统将抽蓄机组功率目标发送给抽蓄机组有功自动控制系统，抽蓄机组有功自动控制系统根据接收到的抽蓄机组功率目标，实施抽蓄机组自动开停机，快速弥补电网缺少功率；

潮流优化计算系统将直流快速功率支援目标发送给直流有功自动控制系统，直流有功自动控制系统根据接收到的直流快速功率支援目标，实施直流有功快速调制，保证电网潮流的快速转移；

潮流优化计算系统将常规机组紧急调节目标发送给自动发电控制系统，自动发电控制系统将常规机组紧急控制目标作为机组的调节下限，通过修改机组的调节下限，实现对常规机组有功的指定目标控制，同时又保证电网常规机组具备一定的调节空间，能够对电网频率和联络线功率实施控制。

进一步的，当电网恢复正常运行状态后，发生故障状态下的优化控制切换回正常运行状态下的优化控制。

具体的，电网正常状态下每5分钟闭环运行一次，潮流优化计算系统在每个整5分钟的前一分钟获取各个系统控制参数信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的交直流混联电网多系统协调控制方法，在电网正常运行状态下通过各个系统的协调配合，实现电网的经济运行；在电网发生直流闭锁、大机组跳闸等严重事故时，通过各个模块的紧急启动、快速调节，能够保证电网频率的快速恢复以及断面潮流的安全有序转移。因此，本发明能够保障电网的安全、优质和经济运行。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明提供了一种交直流混联电网多系统协调控制方法。该方法的所应用的交直流混联电网包括：

自动发电控制系统，负责电网频率和联络线功率控制。

自动电压控制系统，负责电网无功电压的整体平衡和安全控制。

潮流优化计算系统，负责全网潮流优化计算和优化结果输出。

直流有功自动控制系统，负责对电网范围内可控制特高压直流设备的有功调制。

抽蓄机组有功自动控制系统，负责对电网调管范围内的抽蓄机组实施自动开停机。

潮流优化计算系统定期获取各个系统控制参数信息，经过优化计算后，再将优化结果发送给各个系统，由各个功能系统实施协调控制。

根据电网运行状态，可以具体分为以下两种情况：

(1)在电网正常运行状态下，潮流优化计算系统与自动发电控制系统、自动电压控制系统和直流有功自动控制系统之间定期交互数据，各系统间的数据交互方式采用文件方式，文件里包括设备名称，设备参数和设备实时数据，通过各个独立控制系统的协调配合实现电网的经济调度与控制。

①自动发电控制系统给潮流优化计算系统提供各个机组的调节范围，调节能力和控制参数。

②自动电压控制系统给潮流优化计算系统提供各个电网关键节点电压的安全范围和电压调节能力。

③直流有功自动控制系统给潮流优化计算系统提供特高压直流设备的调节能力、调节范围等优化基础参数。

④潮流优化计算系统根据全网实时潮流分布情况，以全网网损最小或运行成本最低为优化目标，通过优化计算得出直流最优运行点，常规机组优化运行点和电网关键节点电压运行点。

⑤潮流优化计算系统将计算出的直流最优运行点发送给直流有功自动控制系统，直流有功自动控制系统根据给定的直流最优运行点，将直流的控制目标设置为优化运行点，对直流有功进行功率调制。

⑥潮流优化计算系统将计算出的电网关键节点电压运行点发送给自动电压控制系统，由自动电压控制系统负责关键节点电压满足优化结果要求。

⑦潮流优化计算系统将计算出的常规机组优化运行点发送给自动发电控制系统，自动发电控制系统将常规机组优化运行点作为机组的经济调度基点，再基于该运行基点对机组实施有功自动控制。

电网正常运行状态下的优化结果每5分钟闭环运行一次，潮流优化计算系统在每个整5分钟的前一分钟获取各个功能系统控制参数信息，经过优化计算后，再将优化结果发送给各个功能系统，由各个功能系统实施对应的控制功能，满足电网安全、经济运行的需要。

(2)在电网发生直流闭锁、大机组跳闸等严重故障的情况下，潮流优化计算系统与自动发电控制系统、直流有功自动控制系统和抽蓄机组有功自动控制系统之间的数据交互为实时控制进行，各系统间的数据交互方式采用调度控制系统平台提供的消息结构，通过消息的实时传送保证电网紧急控制的时效性要求。通过调度中心各个功能系统的协调配合，共同保障电网潮流的快速、安全转移和频率的快速恢复。

①自动发电控制系统将调管范围内的机组出力、运行状态和调节范围等参数发送到潮流优化计算系统。

②直流有功控制系统将直流的运行状态、可控范围和调节性能等参数发送到潮流优化计算系统。

③抽蓄机组有功自动控制系统将抽蓄机组的运行状态和调节能力等参数发送到潮流优化计算系统。

④在电网运行过程中，自动发电控制系统实时监视电网各个关键元件(包括直流、大容量机组)的运行状态，如果发生直流闭锁、大机组跳闸等大功率缺少故障，自动发电控制系统通过基础平台提供的消息机制将扰动信息实时发送给潮流优化计算系统。

⑤潮流优化计算系统根据自动发电控制系统发送过来的故障信息，立即开展直流功率实施转移、功率缺失量紧急平衡和电网断面潮流安全约束控制优化计算，实时优化计算得到抽蓄机组功率目标、直流快速功率支援目标和常规机组紧急调节目标，再分别发送给抽蓄机组有功自动控制系统、直流有功自动控制系统和自动发电控制系统。

⑥抽蓄机组有功自动控制系统接收到潮流优化计算系统实时发送过来的抽蓄机组功率目标后，自动实施抽蓄机组自动开停机，快速弥补电网缺少功率。

⑦直流有功自动控制系统接收到潮流优化计算系统实时发送过来的直流快速功率支援目标后，实施直流有功快速调制，保证电网潮流的快速转移。

⑧自动发电控制系统接收到潮流优化计算系统实时发送过来的常规机组紧急调节目标后，自动将常规机组紧急控制目标作为机组的调节下限，通过自动修改机组的调节下限，实现对常规机组有功的指定目标控制，同时又保证电网常规机组具备一定的调节空间，能够对电网频率和联络线功率实施控制。

⑨当电网频率恢复正常后，发生故障状态下的优化控制切换回正常运行状态下的经济优化控制。

本发明的交直流混联电网多系统协调控制方法，在电网正常运行状态下通过各个系统的协调配合，实现电网的经济运行；在电网发生直流闭锁、大机组跳闸等严重事故时，通过各个模块的紧急启动、快速调节，能够保证电网频率的快速恢复以及断面潮流的安全有序转移。因此，本发明能够保障电网的安全、优质和经济运行。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种交直流混联电网多系统协调控制方法，所述交直流混联电网包括自动发电控制系统、自动电压控制系统、直流有功自动控制系统和抽蓄机组有功自动控制系统，其特征在于，所述交直流混联电网还包括用于全网潮流优化计算和优化结果输出的潮流优化计算系统，所述潮流优化计算系统定期获取各个系统控制参数信息，经过优化计算后，再将优化结果发送给各个系统，由各个功能系统实施协调控制。

2.如权利要求1所述的交直流混联电网多系统协调控制方法，其特征在于，

在电网正常运行状态下，所述潮流优化计算系统与所述自动发电控制系统、所述自动电压控制系统和所述直流有功自动控制系统之间定期交互数据，各系统间的数据交互方式采用文件方式，文件里包括设备名称，设备参数和设备实时数据；

在电网发生故障状态下，所述潮流优化计算系统与所述自动发电控制系统、所述直流有功自动控制系统和所述抽蓄机组有功自动控制系统之间实时进行数据交互，各系统间的数据交互方式采用消息结构，通过消息的实时传送保证电网紧急控制的时效性要求。

3.如权利要求2所述的交直流混联电网多系统协调控制方法，其特征在于，在电网正常运行状态下的优化控制方法具体包括以下步骤：

所述自动发电控制系统给所述潮流优化计算系统提供各个机组的调节范围，调节能力和控制参数；

所述自动电压控制系统给所述潮流优化计算系统提供各个电网关键节点电压的安全范围和电压调节能力；

所述直流有功自动控制系统给所述潮流优化计算系统提供特高压直流设备的优化基础参数；

所述潮流优化计算系统根据全网实时潮流分布情况，通过优化计算得出直流最优运行点，常规机组优化运行点和电网关键节点电压运行点；

所述潮流优化计算系统将所述常规机组优化运行点发送给所述自动发电控制系统，所述自动发电控制系统将所述常规机组优化运行点作为机组的经济调度基点，再基于所述基点对机组实施有功自动控制；

所述潮流优化计算系统将所述电网关键节点电压运行点发送给所述自动电压控制系统，所述自动电压控制系统根据所述电网关键节点电压运行点调节关键节点电压；

所述潮流优化计算系统将所述直流最优运行点发送给所述直流有功自动控制系统，所述直流有功自动控制系统将直流的控制目标设置为所述直流最优运行点，对直流有功进行功率调制。

4.如权利要求2或3任一项所述的交直流混联电网多系统协调控制方法，其特征在于，在电网发生故障状态下的优化控制方法具体包括以下步骤：

所述自动发电控制系统将调管范围内的机组出力、运行状态和调节范围参数发送到潮流优化计算系统；

所述直流有功控制系统将直流的运行状态、可控范围和调节性能参数发送到潮流优化计算系统；

所述抽蓄机组有功自动控制系统将抽蓄机组的运行状态和调节能力参数发送到潮流优化计算系统；

潮流优化计算系统根据自动发电控制系统发送过来的信息，立即开展直流功率实施转移、功率缺失量紧急平衡和电网断面潮流安全约束控制优化计算，实时优化计算得到抽蓄机组功率目标、直流快速功率支援目标和常规机组紧急调节目标；

所述潮流优化计算系统将所述抽蓄机组功率目标发送给所述抽蓄机组有功自动控制系统，所述抽蓄机组有功自动控制系统根据接收到的所述抽蓄机组功率目标，实施抽蓄机组自动开停机，快速弥补电网缺少功率；

所述潮流优化计算系统将所述直流快速功率支援目标发送给所述直流有功自动控制系统，所述直流有功自动控制系统根据接收到的直流快速功率支援目标，实施直流有功快速调制，保证电网潮流的快速转移；

所述潮流优化计算系统将所述常规机组紧急调节目标发送给所述自动发电控制系统，所述自动发电控制系统将常规机组紧急控制目标作为机组的调节下限，通过修改机组的调节下限，实现对常规机组有功的指定目标控制，同时又保证电网常规机组具备一定的调节空间，能够对电网频率和联络线功率实施控制。

5.如权利要求4所述的交直流混联电网多系统协调控制方法，其特征在于，当所述电网恢复正常运行状态后，发生故障状态下的优化控制切换回正常运行状态下的优化控制。

6.如权利要求5所述的交直流混联电网多系统协调控制方法，其特征在于，所述电网正常状态下每5分钟闭环运行一次，潮流优化计算系统在每个整5分钟的前一分钟获取各个系统控制参数信息。