CN107612021B - 一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，包括定义区域备自投模型；从EMS系统读取电网运行状态、各断路器开断状态，直接匹配一组子备自投；设置某一设备发生故障，保护动作跳闸；确认故障点和开环点之间是否存在小电源；判断小电源能否带负荷独立运行形成孤岛；若满足，则等待远方准同期合闸并网；若不满足孤岛运行条件，选取合适的小电源进行调频，同时按照优先级切除部分负荷；在给定时间内，再次检验是否满足孤岛运行条件，若不满足，则切掉所有上网小电源；基于结果生成相应的不同区域备自投动作逻辑，从而完成故障切除，恢复母线供电；本发明减少了负荷损失，缩短供电恢复时间，提高了电网的供电可靠性和资源利用率。

Description

一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法
技术领域
本发明属于电力系统输配电保护控制技术领域，具体是一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法。
背景技术
随着电网规模的不断扩大，配电网结构的日益复杂，用电需求也逐渐增加，保证供电的可靠性尤为重要。目前，110kV电网中存在接入大量小电源的链式网络，中间开环运行，当发生故障跳闸时，按照传统方式，小电源均首先切除，对于小电源大量存在的配网其负荷损失较大。为了最大限度地保证供电的可靠性和持续性，需要考虑大量小电源存在的电网的备自投策略。
当某一变电站出线故障跳闸时，由于大量小电源的存在，可能造成变电站孤网运行或缓慢失压。当变电站失去主供电源后，因小电源的支撑作用变电站母线不满足失压条件，即不满足备自投的动作逻辑条件，将会导致备自投误动或拒动。因此，区域备自投与站内备自投相互协调控制，同时考虑大量小电源接入地方电网的情况，是目前电网结构复杂地区面临的问题并亟待解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，实现故障后快速恢复供电、尽可能减少损失负荷，负荷供电不间断最大化，利用各小电源与站内备自投及区域备自投的配合功能。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，包括如下步骤：
步骤1：定义区域备自投模型；
步骤2：从EMS系统读取电网运行状态、各断路器开断状态，直接匹配一组子备自投，即一对工作断路器和备用断路器；
步骤3：根据实际运行跳闸情况，确定故障点并隔离；故障发生，站内保护动作跳闸；
步骤4：确认故障点和开环点之间是否存在小电源；若不存在，则直接通过区域备自投动作逻辑进行判断是否发出动作指令，直接跳到步骤7；若存在，则跳到步骤5；
步骤5：判断小电源能否带负荷独立运行形成孤岛；所述步骤5判断独立网和主网间的频率差及合环点两侧的电压差是否在并网条件允许范围之内，若在并网条件允许范围之内则符合孤岛运行条件，通过机组调速系统进行调整，并向智能准同期并网装置下发准同期合闸指令；若不满足，跳到步骤6；
步骤6：若不满足孤岛运行条件，则根据水电厂调频功能选取合适的小电源进行调频，同时按照优先级切除部分负荷，在给定时间内，跳到步骤5再次检验是否满足孤岛运行条件，若仍不满足，则切掉所有上网小电源；
步骤7：生成相应的不同区域备自投动作逻辑，从而完成故障切除，恢复母线供电；当故障点开关电流值超过额定电流的n倍，故障变电站母线电压小于额定电压的x％，备自投立即执行动作，当安稳装置动作切负荷或小电源联切，形成孤网运行时，则闭锁备自投。
作为本发明进一步方案，步骤1所述的区域备自投模型定义为：定义区域备自投充电、闭锁、动作逻辑条件；当某一工作断路器跳闸，另一备用断路器闭合可以恢复工作断路器断开后连接的失压母线电压，则定义该工作断路器和备用断路器为一组匹配的备自投。
作为本发明进一步方案，所述步骤2中电网运行状态包括主变、线路带电状态，开关、刀闸分合状态，针对已判别出的一组备自投，根据逻辑条件匹配对应状态，通过EMS系统实时采集的信息判断是否满足区域备自投动作条件，若满足可自动执行。
作为本发明进一步方案，步骤6若不满足同期并网条件，选择部分小电源进行频率调整，选择部分小电源进行频率调整的方法是：优先选择容量较大的小水电机组承担调频任务，剩余其他小电源承担调功任务，同时按照优先级切除部分负荷，尽量抑制频率波动的幅度，缩短频率趋于稳定的时间，根据频率差和电压差判断是否可以形成孤岛并稳定运行，符合同期合闸条件；
作为本发明进一步方案，步骤6切除部分负荷的方法是：设定由安全稳定装置远方控制切除部分负荷，按照负荷优先级，优先切除三级负荷，或依照调度回复指令进行切除，尽量减少负荷损失，使得小电源机组可以满足负荷需求，在给定时间内，跳到步骤5再次检验是否满足孤岛运行条件，若仍不满足，则切掉所有上网小电源，加速母线的失压，满足区域备自投动作条件。
作为本发明进一步方案，步骤7区域备自投动作由站内备自投和区域备自投配合使母线快速恢复供电，配合原则为：当满足备自投动作条件，若站内装有备自投装置，动作失败或未安装备自投装置均启动区域备自投；若站内备自投动作成功，则向区域备自投发送闭锁指令，区域备自投不动作。
本发明的有益效果是：本发明打破原有含小电源地方电网发生故障时直接联切小电源、再投入备自投的方式；当发生故障保护跳闸时，为尽可能少的减少负荷损失，则尽可能使小电源满足孤网运行条件，不以牺牲小电源作为快速恢复供电的代价；本发明提出了可选取部分小电源进行调频、其余小电源承担调功任务的方法；基于此电网频率能够更快趋于稳定，更易满足小电源孤岛运行条件，最终避免出现母线失压的情况，若仍不满足再切掉部分优先级较低负荷，减少总负荷的损失，尽可能使可持续供电负荷最大化。当上述动作仍不能满足孤岛运行条件，再切断所有上网小电源。根据实际运行情况生成相应的区域备自投控制策略，解决了大量小电源接入地方电网发生故障后恢复供电缓慢甚至大面积失电、或孤网运行电能质量低下等问题，缩短了小电源富集地区故障后恢复供电的时间，提高了电网的供电可靠性和资源利用率。
附图说明
图1是本发明适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投新制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明是基于站内备自投、区域备自投以及小电源(水电)调频的配合提出的一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投新型控制方法，具体按以下步骤实施：
步骤1：定义区域备自投模型：定义区域备自投充电、闭锁、动作逻辑条件；当某一工作断路器跳闸，另一备用断路器闭合可以恢复工作断路器断开后连接的失压母线电压，则定义该工作断路器和备用断路器为一组匹配的备自投。
步骤2：从EMS系统读取电网运行状态、各断路器开断状态，直接匹配一组子备自投，即一对工作断路器和备用断路器：运行状态包括主变、线路带电状态，开关、刀闸分合状态等。针对已判别出的一组备自投，根据逻辑条件匹配对应状态，通过EMS系统实时采集的信息判断是否满足区域备自投动作条件，若满足可自动执行。
步骤3：某一设备发生故障，根据实际运行跳闸情况，确定故障点并隔离：故障发生，站内保护动作跳闸。
步骤4：确认故障点和开环点之间是否存在小电源：若不存在，则直接通过区域备自投动作逻辑进行判断是否发出动作指令，直接跳到步骤7；若存在，则跳到步骤5。
步骤5：判断小电源能否带负荷独立运行形成孤岛：判断独立网和主网间的频率差及合环点两侧的电压差是否在并网条件允许范围之内。若在并网条件允许范围之内则符合孤岛运行条件，通过机组调速系统进行调整，并向智能准同期并网装置下发准同期合闸指令；若不满足，跳到步骤6。
步骤6：若不满足孤岛运行条件，则根据水电厂调频功能选取合适的小电源进行调频，同时按照优先级切除部分负荷。在给定时间内，跳到步骤5再次检验是否满足孤岛运行条件，如仍不满足，则切掉所有上网小电源：不满足同期并网条件，选择部分小电源(水电)进行频率调整，通常选择容量较大的小水电机组的水电厂承担调频任务，剩余其他小电源承担调功任务，同时由安全稳定装置远方控制切除部分负荷，按照负荷优先级，优先切除三级负荷，或依照调度回复指令进行切除，尽量减少负荷损失，使得小电源机组可以满足负荷需求；再根据频率差和电压差范围判断是否符合同期合闸条件，可以稳定运行形成孤岛；若仍不满足，则切掉全部上网小电源，加速母线的失压，使得区域备自投满足动作条件。
步骤7：生成相应的不同区域备自投动作逻辑，从而完成故障切除，恢复母线供电：针对所有预定故障生成相应的区域备自投控制策略，即充电条件、放电条件及动作条件；当故障点开关电流值超过额定电流的n倍，故障变电站母线电压小于额定电压的x％，若站内装有备自投装置，动作失败或未安装备自投装置均启动区域备自投；若站内备自投动作成功，则向区域备自投发送闭锁指令，区域备自投不动作；当安稳装置动作切负荷或小电源联切，可形成孤网运行时，则闭锁备自投。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：定义区域备自投模型；
步骤2：从EMS系统读取电网运行状态、各断路器开断状态，直接匹配一组子备自投，即一对工作断路器和备用断路器；
步骤3：根据实际运行跳闸情况，确定故障点并隔离；故障发生，站内保护动作跳闸；
步骤4：确认故障点和开环点之间是否存在小电源；若不存在，则直接通过区域备自投动作逻辑进行判断是否发出动作指令，直接跳到步骤7；若存在，则跳到步骤5；
步骤5：判断小电源能否带负荷独立运行形成孤岛；所述步骤5判断独立网和主网间的频率差及合环点两侧的电压差是否在并网条件允许范围之内，若在并网条件允许范围之内则符合孤岛运行条件，通过机组调速系统进行调整，并向智能准同期并网装置下发准同期合闸指令；若不满足孤岛运行条件，跳到步骤6；
步骤6：若不满足孤岛运行条件，则根据水电厂调频功能选取合适的小电源进行调频，同时按照优先级切除部分负荷，在给定时间内，跳到步骤5再次检验是否满足孤岛运行条件，若仍不满足，则切掉所有上网小电源；
步骤7：生成相应的不同区域备自投动作逻辑，从而完成故障切除，恢复母线供电；当故障点开关电流值超过额定电流的n倍，故障变电站母线电压小于额定电压的x％，备自投立即执行动作，当安稳装置动作切负荷或小电源联切，形成孤网运行时，则闭锁备自投；区域备自投动作由站内备自投和区域备自投配合使母线快速恢复供电，配合原则为：当满足备自投动作条件，若站内装有备自投装置，动作失败或未安装备自投装置均启动区域备自投；若站内备自投动作成功，则向区域备自投发送闭锁指令，区域备自投不动作。
2.根据权利要求1所述的适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，其特征在于，步骤1所述的区域备自投模型定义为：定义区域备自投充电、闭锁、动作逻辑条件；当某一工作断路器跳闸，另一备用断路器闭合可以恢复工作断路器断开后连接的失压母线电压，则定义该工作断路器和备用断路器为一组匹配的备自投。
3.根据权利要求1所述的适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，其特征在于，所述步骤2中电网运行状态包括主变、线路带电状态，开关、刀闸分合状态，针对已判别出的一组备自投，根据逻辑条件匹配对应状态，通过EMS系统实时采集的信息判断是否满足区域备自投动作条件，若满足可自动执行。
4.根据权利要求1所述的适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，其特征在于，步骤6若不满足孤岛运行条件，选择部分小电源进行频率调整，选择部分小电源进行频率调整的方法是：优先选择容量较大的水电机组承担调频任务，剩余其他小电源承担调功任务，同时按照优先级切除部分负荷，尽量抑制频率波动的幅度，缩短频率趋于稳定的时间，根据频率差和电压差判断是否可以形成孤岛并稳定运行，符合同期合闸条件。
5.根据权利要求1所述的适用于大量小电源接入地方电网的区域备自投控制方法，其特征在于，步骤6切除部分负荷的方法是：设定由安全稳定装置远方控制切除部分负荷，按照负荷优先级，优先切除三级负荷，或依照调度回复指令进行切除，尽量减少负荷损失使得小电源机组可以满足负荷需求，在给定时间内，跳到步骤5再次检验是否满足孤岛运行条件，若仍不满足，则切掉所有上网小电源，加速母线的失压，满足区域备自投动作条件。
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