CN107785890A - 一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，包括如下步骤：步骤1、设定判断是否切负荷的动作门槛比例定值K_门槛；步骤2、计算局部电网内受功率与本地区负荷总功率的受电比例K；步骤3、当电网发生故障导致局部电网的内受通道断开时，根据事故前的受电比例K判断是否需要切负荷，当K≥K_门槛时，采取切负荷措施。其可提高局部电网内受通道断开后的切负荷量计算精度，并为检同期并网创造条件。

Description

一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法。

背景技术

电力紧缺的局部电网正常运行时从系统受电，当联网线发生故障导致受电断面断开时，若受电比例较大则需要采取适当的控制措施，以维持局部电网的功率平衡，为检同期并网创造条件，或维持局部孤网的稳定运行。若控制措施采取不当，可能导致故障后局部电网的频率反复振荡，并最终导致被孤立的小网垮网，例如若切负荷时欠切量过大，会导致孤立小网的频率降低，小网频率降低后会导致低频切负荷装置切负荷，低频切负荷动作的可控性较差并可能过切，过切又导致系统频率升高，系统频率升高后可能导致高周切机装置动作，高周切机可能过切并导致系统频率再次下降，如此反复振荡并最终导致局部电网崩溃，故障后的局部电网频率振荡并导致最终垮网的事故在国内外均有发生。

目前针对局部电网受电通道断开的故障，大多采用根据故障前受入功率采取控制措施的方案，其控制量的计算标准是孤网事故前受入的功率的大小，该方案无法充分考虑电网运行方式的变化导致判断的门槛整定难度较大，例如电网运行在用电高峰时段时，整个电网的用电负荷与发电机的出力都比较大，对于相同的内受功率，若考虑发电机与负荷的频率调节效应，则内受通道断开后对被孤立的小网的影响就比较小，但在用电低谷时段，整个电网的用电负荷与发电机的出力都比较小，对于相同的内受功率，则内受通道断开后对被孤立的小网的影响就比较大。

另外目前的方法仅采取一次控制措施，希望采取控制措施后孤立小网能保持稳定运行，但孤立小网即使能保持稳定运行，由于其抗冲击能力较差，若再发生其它故障，很容易导致其崩溃。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其可提高局部电网内受通道断开后的切负荷量计算精度，并为检同期并网创造条件。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，包括如下步骤：

步骤1、设定判断是否切负荷的动作门槛比例定值K_门槛；

步骤2、计算局部电网内受功率与本地区负荷总功率的受电比例K；

步骤3、当电网发生故障导致局部电网的内受通道断开时，根据事故前的受电比例K判断是否需要切负荷，当K≥K_门槛时，采取切负荷措施。

优选，受电比例K的计算公式是：

K＝P_receive÷P_sum

其中，P_receive表示局部电网内受功率，P_sum表示本地区负荷总功率。

优选，步骤3中，设定允许功率不平衡比例系数K_set，当K≥K_门槛时，采取立即切负荷措施，且立即切负荷量dP₀的计算公式为：

dP₀＝(K-Kset)×P_sum。

优选，若立即切负荷后不能使频率恢复正常，则经过延时T_延时后进行逐次逼近切负荷，具体步骤如下：

01)令i＝1；

02)判断距离上次切负荷时的延时是否等于T_延时，若等于，则进入03)，否则，继续等待；

03)计算第i次逐次逼近切负荷动作的切负荷量dP_i

dP_i＝Kset×P_sum÷2ⁱ

04)判断第i次切负荷动作后能否使频率恢复正常，若可以恢复正常，则算法结束，否则，令i的值加1并进入02)。

优选，T_延时为200至800毫秒。

优选，本地区负荷总功率包括电网内损耗。

本发明的有益效果是：

采用上述方案后，本发明通过局部电网内受通道断开前的受电比例判断是否需要切负荷，充分考虑了电网运行方式变化时电网自身的频率调节效应，提高了判断与控制量计算精度。其中，立即切负荷的控制量比较大，同时留有一定裕度，可确保故障后孤网频率变化在可控范围内，并留有抗后续可能发生故障的风险的能力；以后各次动作的控制量逐步递减并逼近功率基本平衡，为准同期并网创造条件，使孤网尽快与主网并网，避免后续故障可能导致的电网崩溃事故。

附图说明

图1是本发明一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，包括如下步骤：

步骤1、设定判断是否切负荷的动作门槛比例定值K_门槛；

步骤2、计算局部电网内受功率与本地区负荷总功率的受电比例K；

步骤3、当电网发生故障导致局部电网的内受通道断开时，根据事故前的受电比例K判断是否需要切负荷，当K≥K_门槛时，采取切负荷措施。

设局部电网正常运行时本地区负荷总功率为P_sum(包括电网内损耗)，内部发电机出力为P_gen，局部电网内受功率为P_receive，它们之间的关系如式(1)所示：

P_sum＝P_gen+P_receive (1)

本地区负荷总功率为P_sum的计算公式如式(2)所示：

其中，P_lj表示本地区第j个负荷功率，其中j＝1,2,…,n，n表示本地区负荷的个数。

根据式(3)计算局部电网内受功率P_receive与本地区负荷总功率P_sum的受电比例K：

K＝P_receive÷P_sum (3)

当电网发生故障导致局部电网的内受通道断开时，根据事故前的受电比例判断是否需要切负荷，其判别式如式(4)所示：

K≥K_门槛 (4)

其中，K_门槛是开放给用户整定的定值，是预先设定的判断是否切负荷的动作门槛比例定值。

优选，步骤3中，设定允许功率不平衡比例系数K_set，当K≥K_门槛时，采取立即切负荷措施，且立即切负荷量dP₀的计算公式为：

dP₀＝(K-Kset)×P_sum。

若立即切负荷后不能使频率恢复正常，则经过延时T_延时后进行逐次逼近切负荷，具体步骤如下：

01)令i＝1；

02)判断距离上次切负荷时的延时是否等于T_延时，若等于，则进入03)，否则，继续等待，其中，T_延时优选为200至800毫秒。

03)计算第i次逐次逼近切负荷动作的切负荷量dP_i

dP_i＝Kset×P_sum÷2ⁱ

04)判断第i次切负荷动作后能否使频率恢复正常，若可以恢复正常，则算法结束，否则，令i的值加1并进入02)。

下面结合图1具体的实施例进行详细描述。

在本实施例中，采用逐次逼近的方案进行切负荷，为检同期并网或保持孤网稳定运行创造条件。首先设定允许功率不平衡比例系数K_set，结合图1所示，在t1时刻局部电网被孤立，需要采取控制措施，将功率不平衡量占负荷总功率的比例控制在K_set范围以内(切负荷量为dP₀)，立即切负荷量的计算公式如式(5)所示：

dP₀＝(K-Kset)×P_sum (5)

立即切负荷动作后若孤网频率不能恢复正常无法检同期并网，经过延时后在t2时刻第一次逐次逼近切负荷动作(延时一般取200至800毫秒)，切负荷量为dP₁，第一次逐次逼近切负荷动作后功率不平衡比例将小于K_set/2；第一次逐次逼近切负荷动作后若系统频率仍不能恢复正常无法检同期并网，经过延时后在t3时刻第二次逐次逼近切负荷动作，切负荷量为dP₂，第二次逐次逼近切负荷动作后功率不平衡比例将小于K_set/4，以此类推，直至满足检同期并网条件为止，逐次逼近切负荷量计算公式如式(6)所示：

dP_i＝Kset×P_sum÷2ⁱ (6)

其中，dP_i表示第i次逐次逼近切负荷动作的切负荷量，i为非零自然数，每次切负荷都按照切负荷误差最小的原则选择需要切除的负荷线路。

与传统的用故障前受入功率大小判断是否切负荷与计算切负荷量的方案相比，本发明用受电比例作为判断是否切负荷与切负荷量的计算条件，充分考虑了电网运行方式变化时电网自身的频率调节效应，提高了判断与控制量的计算精度。传统的控制方案基于让故障后的孤立电网稳定运行作为控制前提，其控制方案仅动作一次，未考虑故障过程中负荷运行工况的变化与后续故障的可能性，本发明采用逐次逼近的控制方案，立即切负荷的控制量比较大，同时留有一定裕度，可确保故障后孤网频率变化在可控范围内，并留有抗后续可能发生故障的风险的能力。以后逐次逼近动作的控制量逐步递减并逼近功率基本平衡，为准同期并网创造条件，使孤网尽快与主网并网，避免后续故障可能导致孤网崩溃的事故。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、设定判断是否切负荷的动作门槛比例定值K_门槛；

步骤2、计算局部电网内受功率与本地区负荷总功率的受电比例K；

步骤3、当电网发生故障导致局部电网的内受通道断开时，根据事故前的受电比例K判断是否需要切负荷，当K≥K_门槛时，采取切负荷措施。

2.根据权利要求1所述的一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，受电比例K的计算公式是：

K＝P_receive÷P_sum

其中，P_receive表示局部电网内受功率，P_sum表示本地区负荷总功率。

3.根据权利要求2所述的一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，步骤3中，设定允许功率不平衡比例系数K_set，当K≥K_门槛时，采取立即切负荷措施，且立即切负荷量dP₀的计算公式为：

dP₀＝(K-Kset)×P_sum。

4.根据权利要求3所述的一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，若立即切负荷后不能使频率恢复正常，则经过延时T_延时后进行逐次逼近切负荷，具体步骤如下：

01)令i＝1；

02)判断距离上次切负荷时的延时是否等于T_延时，若等于，则进入03)，否则，继续等待；

03)计算第i次逐次逼近切负荷动作的切负荷量dP_i

dP_i＝Kset×P_sum÷2ⁱ

04)判断第i次切负荷动作后能否使频率恢复正常，若可以恢复正常，则算法结束，否则，令i的值加1并进入02)。

5.根据权利要求4所述的一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，T_延时为200至800毫秒。

6.根据权利要求4所述的一种基于受电比例逐次逼近式切负荷量控制方法，其特征在于，本地区负荷总功率包括电网内损耗。