CN108539750A - 一种基于稳控技术的精准负荷控制系统及方法 - Google Patents

一种基于稳控技术的精准负荷控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于稳控技术的精准负荷控制系统及方法,系统包括切负荷控制终端、控制子站和负荷控制主站,切负荷控制终端实时采集可切负荷并按照负荷的重要性分类后分别上传至控制子站,控制子站对可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站,控制子站按照切除优先级顺序向切负荷控制终端发送切负荷命令,切负荷控制终端根据切负荷命令进行负荷切除。本发明可以解决电网故障初期频率快速跌落、主干通道潮流越限、省际联络线功率超用、电网旋转备用不足等问题,确保大电网的安全、可靠运行。

Description

一种基于稳控技术的精准负荷控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电力系统控制技术领域,具体地说是一种基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统及方法。
背景技术
随着交直流混联电网格局与电源结构的深刻变化,系统稳定问题由局部、孤立向全局、连锁方向演化。传统的就地安全稳定控制手段难以满足需要,电网稳定运行面临较大风险。为应对新形势下复杂的系统稳定问题,通过“系统保护级”的精准切负荷控制手段,解决电网故障初期频率快速跌落、主干通道潮流越限等问题,可确保大电网的安全、可靠运行。
采用过去的事故后负荷控制方式,通过安全自动装置或人工直接拉停变电站出线,常常包含工业、居民等混合线路,未考虑被切负荷的种类、分布,无法有效区分用户负荷的重要等级,易导致用户重要负荷断电、大面积居民停电等次生事故,造成严重的社会影响。因此,传统的就地安全稳定控制手段难以满足需要,电网稳定运行面临较大风险。
针对目前特高压直流闭锁风险加大等特点,本专利提出了一种基于稳控技术的精准负荷控制措施。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种基于稳控技术的精准负荷控制系统及方法,通过“系统保护级”的精准切负荷控制手段,可以解决电网故障初期频率快速跌落、主干通道潮流越限、省际联络线功率超用、电网旋转备用不足等问题,确保大电网的安全、可靠运行。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是:
一方面,本发明实施例提供的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统包括切负荷控制终端、控制子站和负荷控制主站,所述切负荷控制终端装设在大用户侧,用于实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后分别上传至设置在220kV变电站的控制子站,所述控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;所述负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站,控制子站按照切除优先级顺序向切负荷控制终端发送切负荷命令,所述切负荷控制终端根据切负荷命令进行负荷切除。作为本实施例一种可能的实现方式,所述负荷控制主站与负荷协控总站连接,接收负荷协控总站的切负荷容量命令,并根据故障类型、事故时运行方式和相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,发送远切负荷命令进行切除电网内可切负荷。
所述控制策略表中预先设定的控制策略为负荷控制主站按照下辖控制子站的可切负荷容量加权比例分配策略。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述控制子站通过通信网络直接控制大量的切负荷控制终端,机械负荷柔性切除;控制子站用于收集所辖大用户的可切负荷量,针对控制终端分别设置切除优先级,汇总后上送至负荷控制主站,并执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级顺序分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。作为本实施例一种可能的实现方式,所述切负荷控制终端分布在10kV开闭所、10kV大用户站和380V用户站侧,用于采集可切负荷并上传至控制子站,并接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述切负荷控制终端通过光纤通道就近接入变电站,所述控制子站与切负荷控制终端之间利用市级电力通信网进行双向通信,所述负荷控制主站与控制子站之间通过省级电力通信网进行双向通信。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述可切负荷包括非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,才能执行切负荷命令。
另一方面,本发明实施例提供的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法包括以下步骤:
步骤1,根据客户内部用电负荷的重要程度,将客户用电负荷分为不可中断负荷和可中断负荷,并将可中断负荷划分为非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷;
步骤2、切负荷控制终端实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后上传至控制子站;
步骤3、控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;
步骤4、负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站;
步骤5、控制子站执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级分配至具体大用户侧的切负荷控制终端;
步骤6、切负荷控制终端接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
作为本实施例一种可能的实现方式,当馈入直流功率速降或闭锁时,负荷控制主站根据故障类型、事故时运行方式和相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,计算出可切负荷总量并向控制子站发送远切负荷命令进行切除电网内可切负荷。所述步骤4的具体过程为:
负荷控制主站在汇总控制子站上送的信息后,依次得出非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷总量,将要切除负荷量按照三类可切负荷总量依次分配,如果某一类负荷全部切除之后仍然不足,则将这一类负荷全部切除之后继续进行下一组的负荷切除,被选择的最后一类负荷按照可切负荷权重分配,使切除的负荷量精准匹配系统需切的负荷量;
假设第j类负荷是选择切除的最后一类负荷,也就是说,负荷控制主站按顺序切除1,…,j-1类负荷后,剩余的要切量切第j类负荷已经足够,在控制子站中的第j类负荷进行选择时,控制子站i的所要切除第j类负荷容量按以下公式计算:
其中,Pyqj为需切j类负荷量,Pij为第i个子站的j类可切负荷总量,Ki为第i个子站的切负荷权重系数,dPij为计算得出的第i个子站j类需切负荷量,j≤3,i为大于2的自然数。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述步骤5的具体过程为:
所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,控制子站才执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。
本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下:
本发明实施例技术方案的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统包括切负荷控制终端、控制子站和负荷控制主站,所述切负荷控制终端装设在大用户侧,用于实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后分别上传至设置在220kV变电站的控制子站,所述控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;所述负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站,所述控制子站直接控制切负荷控制终端进行负荷切除。本发明实施例技术方案通过“系统保护级”的精准切负荷控制手段,可以解决电网故障初期频率快速跌落、主干通道潮流越限、省际联络线功率超用、电网旋转备用不足等问题,确保大电网的安全、可靠运行。
本发明实施例技术方案采用精准切负荷技术有效拓展了电网故障时的可控资源,进一步丰富和完善了大电网安全控制手段,具有点多面广、选择性强、对用户影响小等优势,是保证未来电网安全的重要技术手段。建设精准、快速切负荷系统,有利于推动能源供给侧结构性改革和清洁能源大规模开发利用,培育和建立良性的市场化需求响应机制,提升了社会效益和经济效益。
与现有技术相比较,本发明具有以下特点:
(1)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统能够实现毫秒级可中断负荷精准实时控制,为大受端电网解决故障情况下电网频率问题提供了良好解决方案,改善了安全稳定控制效果;最大限度地减少对用户停电的干扰,提升了网荷友好互动性。
(2)通过D5000平台(新一代的智能电网调度技术支持系统基础平台)对负荷控制的可视化展示,实现了全景状态感知,提升了电网稳态及受扰后状态可观测性,为实时运行、事故分析提供同步数据支撑,提升了全网性能。
(3)切负荷控制终端接入变电站至控制子站的通道建设,使用更高效的组播式通信协议,利用PTN全程以太网格式传输。采用PTN通道,每个接入变电站PTN仅占用2个以太网口,在控制子站PTN仅占用2个以太网口。在通信资源占用上,节省了大量设备安装控件、通信端口和缆线布放等资源。同时将控制子站至负控终端出口之间的时延控制在10ms以内(其中PTN时延3ms,负控终端时延7ms),比SDH通道传输至少节省了49ms的时延,为精准负荷控制系统快速动作节省了宝贵时间。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统的示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法的流程图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统的通信示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统的示意图。如图1所示,本发明实施例提供的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统包括切负荷控制终端、控制子站和负荷控制主站,所述切负荷控制终端装设在大用户侧,用于实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后分别上传至设置在220kV变电站的控制子站,所述控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;所述负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站,控制子站按照切除优先级顺序向切负荷控制终端发送切负荷命令,所述切负荷控制终端根据切负荷命令进行负荷切除。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述负荷控制主站与负荷协控总站连接,接收负荷协控总站的切负荷容量命令,并根据故障类型、事故时运行方式和相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,发送远切负荷命令进行切除电网内可切负荷。
所述控制策略表中预先设定的控制策略为负荷控制主站按照下辖控制子站的可切负荷容量加权比例分配策略。
在一种可能的实现方式中,所述控制子站通过通信网络直接控制大量的切负荷控制终端,机械负荷柔性切除;控制子站用于收集所辖大用户的可切负荷量,针对控制终端分别设置切除优先级,汇总后上送至负荷控制主站,并执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级顺序分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。在一种可能的实现方式中,所述切负荷控制终端分布在10kV开闭所、10kV大用户站和380V用户站侧,用于采集可切负荷并上传至控制子站,并接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
在一种可能的实现方式中,所述切负荷控制终端通过光纤通道就近接入变电站,所述控制子站与切负荷控制终端之间利用市级电力通信网进行双向通信,所述负荷控制主站与控制子站之间通过省级电力通信网进行双向通信。
在一种可能的实现方式中,所述可切负荷包括非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷。
在一种可能的实现方式中,所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,才能执行切负荷命令。
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法的流程图。如图2所示,本发明实施例提供的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法包括以下步骤:
步骤1,根据客户内部用电负荷的重要程度,将客户用电负荷分为不可中断负荷和可中断负荷,并将可中断负荷划分为非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷;
步骤2、切负荷控制终端实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后上传至控制子站;
步骤3、控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;
步骤4、负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站;
步骤5、控制子站执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级分配至具体大用户侧的切负荷控制终端;
步骤6、切负荷控制终端接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
作为本实施例一种可能的实现方式,当馈入直流功率速降或闭锁时,负荷控制主站根据故障类型、事故时运行方式和相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,计算出可切负荷总量并向控制子站发送远切负荷命令进行切除电网内可切负荷。所述步骤4的具体过程为:
负荷控制主站在汇总控制子站上送的信息后,依次得出非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷总量,将要切除负荷量按照三类可切负荷总量依次分配,如果某一类负荷全部切除之后仍然不足,则将这一类负荷全部切除之后继续进行下一组的负荷切除,被选择的最后一类负荷按照可切负荷权重分配,使切除的负荷量精准匹配系统需切的负荷量;
假设第j类负荷是选择切除的最后一类负荷,也就是说,负荷控制主站按顺序切除1,…,j-1类负荷后,剩余的要切量切第j类负荷已经足够,在控制子站中的第j类负荷进行选择时,控制子站i的所要切除第j类负荷容量按以下公式计算:
其中,Pyqj为需切j类负荷量,Pij为第i个子站的j类可切负荷总量,Ki为第i个子站的切负荷权重系数,dPij为计算得出的第i个子站j类需切负荷量,j≤3,i为大于2的自然数。
作为本实施例一种可能的实现方式,所述步骤5的具体过程为:
所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,控制子站才执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。
下面结合山东电网精准负荷控制系统的建设来对本发明基于稳控技术的精准负荷控制系统进行详细说明。
1技术架构
1.1精准切负荷策略
根据客户内部用电负荷的重要程度,将客户用电负荷主要分为不可中断负荷和可中断负荷。可中断负荷又可分为三类:第一类为非生产负荷,如厂区照明、非生产性中央空调、办公照明、办公电器、生活用电等;第二类为辅助负荷,如车间空调、风机、传送带等;第三类为主要生产负荷。其中,非生产负荷及辅助负荷中断后,不应对用户造成人身安全危险及较大的经济损失;主要生产负荷中断后,不应对用户造成人身安全危险,但将造成一定的经济损失。
精准负荷控制系统正常运行时,装设在大用户侧的控制终端实时采集可切负荷量,并按照负荷的重要性将可切负荷量分为三类,分别上传至设在220kV变电站的地区控制子站,每个控制子站对大用户侧终端上传的可切负荷量进行分类汇总,将每类负荷的总量上传至华北负荷协控主站。山东电网负荷分类层级如图1所示。
当华北负荷协控主站判断出鲁固直流、昭沂直流、银东直流功率速降或闭锁时,根据山东功率缺额、长南Ⅰ线功率及其方向、直流可调制量、可切泵量,计算出山东切负荷总量,将切负荷命令发送至负荷协控主站,再由负荷协控主站向山东电网精准切负荷系统、常规切负荷系统发送切负荷命令。
1.2精准负荷控制系统整体框架
精准负荷控制系统是华北电网系统保护的一个重要组成部分。银东、扎青、昭沂(上山)直流系统故障时,主站根据故障类型、事故时运行方式、相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,发送切抽蓄电站水泵和远切山东负荷命令,其中为了将切除山东电网负荷对社会造成的影响降低到最低,通过精准负荷控制系统快速、准确地切除电网内380V可中断负荷。
山东电网系统保护精准负荷控制系统架构如图2所示。按照输配电一体化的思路设计,山东电网精准负荷控制系统由切负荷主站、子站、用户站三层结构构成,从电网故障到开关动作切除负荷,整组动作时间控制在200ms以内,可以实时监测可切负荷量,发生故障时,切负荷子站通过通信网络直接控制大量切负荷控制终端,实现精准切负荷。
1.3通道组织建设
通信系统结构如图3所示。山东电网精准负荷控制系统在用户站部署控制终端,通过光纤通道就近接入变电站。控制子站与控制终端之间利用市级电力通信网进行双向通信,控制子站和控制主站之间通过省级电力通信网进行双向通信。
用户接入变电站至控制子站的通道建设,使用了更高效的组播式通信协议,利用PTN全程以太网格式传输。若采用SDH通道,每个控制终端接入SDH前需经接口转换装置将以太网光口转换为2×E1电口,每个接入变电站需为每个用户配置接口转换装置,用户站SDH需占用2倍于此站接入用户的2M端口,在控制子站SDH需占用2倍于总用户数的2M端口。而采用PTN通道,每个接入变电站PTN仅占用2个以太网口,在控制子站PTN仅占用2个以太网口。在通信资源占用上,节省了大量设备安装控件、通信端口和缆线布放等资源。同时将控制子站至负控终端出口之间的时延控制在10ms以内(其中PTN时延3ms,负控终端时延7ms),比SDH通道传输至少节省了49ms的时延,为精准负荷控制系统快速动作节省了宝贵时间。
2系统功能介绍
2.1负荷控制主站
山东电网精准负荷控制系统在青州换流站、临沂换流站均设置双套切负荷主站,与华北系统保护负荷协控总站间进行信息交互。精准切负荷主站接收华北系统保护负荷协控总站的切负荷容量命令,在山东境内组织全网可中断负荷进行选择切除。
表1山东电网精准负荷控制系统切负荷子站上送主站信息
表1为山东电网精准负荷控制系统切负荷子站上送主站信息。主站在汇总各子站上送的信息后,依次得出山东电网第1类、2类、3类可中断负荷总量。切负荷主站将要切量按照全地区3类负荷总量依次分配,若某一类负荷全切之后仍然不足,则将这一类负荷全部切除之后继续进行下一组的选切,被选择的最后一类负荷按照可切负荷权重分配,使选切的负荷量精准匹配系统需切的负荷量。
假设第j类负荷是选择的最后一类负荷,也就是说,切负荷主站按顺序切除1,…,j-1类负荷后,剩余的要切量切第j类负荷已经足够。在各切负荷子站中的第j类负荷进行选择时,子站i的要切第j类负荷容量按以下公式计算:
Pyqj:需切j类负荷量
Pij:第i个子站的j类可切负荷总量
Ki:第i个子站的切负荷权重系数
dPij:计算得出的第i个子站j类需切负荷量
切负荷主站计算得出各切负荷子站的各类切负荷容量后,向切负荷子站发送以下信息,如表2所示。
表2山东电网精准负荷控制系统切负荷子站接收主站命令
其中,若j类负荷需要全切时,切i子站的j类负荷容量就是i子站的j类负荷可切量,即dPij=Pij。若j类负荷只需要切除部分负荷时,dPij按上述公式分配。
2.2负荷控制子站
山东电网切负荷主站下设19个切负荷子站,每个切负荷子站均双套配置控制子站装置,切负荷子站通过通信网络直接控制大量切负荷控制终端,实现柔性切负荷。子站的功能为收集所辖大用户的可切负荷量,汇总后上送至负荷协控主站;执行负荷协控主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量分配至具体的大用户。
为提高子站装置的可靠性,避免误动作导致切除大量负荷,按照“二取二”原则判断是否执行上级发来的切负荷命令。“二取二”原则是指:负荷协控主站装有A、B两套装置,子站中也有A、B两套装置,且一一对应,即主站A套装置与子站A套装置通信,主站B套装置与子站B套装置通信。子站中A、B两套装置互相通信,每套装置接受到上级对应主站发来的切负荷命令后,均需将此事件通知另一套装置。当每套装置均接受到主站命令且接受到另一套装置发来的通知后,才能执行切负荷命令。
假设每个切负荷子站下辖所有大用户共有n个控制终端,切负荷子站经接入变电站,与各控制终端通信,接收各控制终端上送的3类负荷量,如表3所示,从而得出3类负荷的总量。
表3山东电网精准负荷控制系统控制终端上送子站信息
切负荷子站接收各控制终端各类负荷信息之后,针对控制终端分别设置切除优先级,如表4所示。
表4山东电网精准负荷控制系统子站优先级定值
同类负荷内按照优先级由小到大的顺序选切。若全切某类负荷,则向各控制终端发送全切该类负荷的命令。若某类负荷够切,则按照优先级顺序切除各站的该类负荷,直到满足要切量为止。若不够则切除全部1类负荷,再判别2类是否够切,依次类推,直至满足容量为止,最终形成各控制终端的切负荷指令,按命令形式下发执行。
切负荷子站计算得出各控制终端的各类切负荷容量后,向各控制终端发送以下信息,如表5所示。
表5山东电网精准负荷控制系统控制终端接收子站命令
子站切除控制终端的各类负荷时,若负荷够切,最后1个选中负荷的要切量dP′ij,就是子站的要切量减去其余负荷的要切量,排在前面的其余终端的切除容量就是负荷可切量,即P′ij=P′ij
2.3负荷控制终端
山东电网精准负荷控制系统控制终端分布在10kV开闭所、10kV大用户站、380V用户站等,能够精准切除380V分支回路的可中断负荷。控制终端执行负荷协控主站经控制子站、接入变电站,发来的切负荷命令,将本区域的3类负荷信息上送,并接收切负荷子站的切各类负荷命令,然后选出该类负荷线路,执行命令出口跳闸。
控制终端为每条负荷线设置负荷分类定值,分类上送可切功率。精准切负荷主站切负荷量的分配,按照下辖220kV子站可切负荷容量加权比例分配,控制终端只需要将3类负荷的各级总量上送,由切负荷子站统一处理。
该精准负荷控制系统具有以下优点:
(1)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统,该系统能够实现毫秒级可中断负荷精准实时控制。由切负荷主站、子站、用户站三层结构构成,从电网故障到开关动作切除负荷,整组动作时间控制在200ms以内,可以实时监测可切负荷量,发生故障时,切负荷子站通过通信网络直接控制大量切负荷控制终端,实现精准切负荷。
(2)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统,该系统能够实现毫秒级可中断负荷精准实时控制。用户接入变电站至控制子站的通道建设,使用更高效的组播式通信协议,利用PTN全程以太网格式传输。采用PTN通道,每个接入变电站PTN仅占用2个以太网口,在控制子站PTN仅占用2个以太网口。在通信资源占用上,节省了大量设备安装控件、通信端口和缆线布放等资源。同时将控制子站至负控终端出口之间的时延控制在10ms以内(其中PTN时延3ms,负控终端时延7ms),比SDH通道传输至少节省了49ms的时延,为精准负荷控制系统快速动作节省了宝贵时间。
(3)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统,采用省调D5000作为可视化展示平台,对电网备用信息、预想故障功率损失、精准切负荷、事故拉闸负荷、特高压交直流运行信息等关键信息集中展示,能够确保调控运行人员全面、准确地掌握电网的运行状况和负荷控制能力
(4)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统,在负荷控制终端屏采用智能压板技术,负控终端在统计可切除负荷量时,结合出口压板投退情况进行优化统计,出口压板退出的分支线路负荷不统计在内,只把保证能切除的分支负荷线路负荷统计上送,保证精准切负荷系统动作时,可切除负荷量足够,保证整个控制措施实施的有效性。
(5)基于稳控技术的毫秒级精准负荷控制系统,在控制子站所在220kV变电站或地市公司设立大用户负荷控制终端监视管理系统。通过监视管理系统,能够远程实现用户负控终端中的分支线路定值的管理、跳闸出口压板投退的远方监控、负控终端运行状态的远方监控等,可以实时掌控负控终端的运行状态,有利于对负控终端的故障诊断定位和精准维护,减少到大用户的上门维护次数,实现对电网的柔性调控。
以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,包括切负荷控制终端、控制子站和负荷控制主站,所述切负荷控制终端装设在大用户侧,用于实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后分别上传至设置在220kV变电站的控制子站,所述控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;所述负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站,控制子站按照切除优先级顺序向切负荷控制终端发送切负荷命令,所述切负荷控制终端根据切负荷命令进行负荷切除。
2.如权利要求1所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述负荷控制主站与负荷协控总站连接,接收负荷协控总站的切负荷容量命令,并根据故障类型、事故时运行方式和相关监测断面功率,查找预先设定的控制策略表,发送远切负荷命令进行切除电网内可切负荷。
3.如权利要求1所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述控制子站通过通信网络直接控制大量的切负荷控制终端,机械负荷柔性切除;控制子站用于收集所辖大用户的可切负荷量,针对控制终端分别设置切除优先级,汇总后上送至负荷控制主站,并执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级顺序分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。
4.如权利要求1所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述切负荷控制终端分布在10kV开闭所、10kV大用户站和380V用户站侧,用于采集可切负荷并上传至控制子站,并接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
5.如权利要求1至4任意一项所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述切负荷控制终端通过光纤通道就近接入变电站,所述控制子站与切负荷控制终端之间利用市级电力通信网进行双向通信,所述负荷控制主站与控制子站之间通过省级电力通信网进行双向通信。
6.如权利要求1至4任意一项所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述可切负荷包括非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷。
7.如权利要求1至4任意一项所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制系统,其特征是,所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,才能执行切负荷命令。
8.一种基于稳控技术的精准负荷控制方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤1,根据客户内部用电负荷的重要程度,将客户用电负荷分为不可中断负荷和可中断负荷,并将可中断负荷划分为非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷;
步骤2、切负荷控制终端实时采集可切负荷并按照负荷的重要性将可切负荷分类后上传至控制子站;
步骤3、控制子站对控制终端上传的可切负荷进行分类汇总,针对控制终端分别设置切除优先级,并将每类可切负荷的总量上传至负荷控制主站;
步骤4、负荷控制主站判断馈入直流功率速降或闭锁时,计算可切负荷总量并将切负荷命令发送至控制子站;
步骤5、控制子站执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量按照切除优先级分配至具体大用户侧的切负荷控制终端;
步骤6、切负荷控制终端接收控制子站的切负荷命令,并对所切负荷线路进行出口跳闸,进行切除380V分支回路的可中断负荷。
9.如权利要求8所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法,其特征是,所述步骤4的具体过程为:
负荷控制主站在汇总控制子站上送的信息后,依次得出非生产负荷、辅助负荷和主要生产负荷三类可切负荷总量,将要切除负荷量按照三类可切负荷总量依次分配,如果某一类负荷全部切除之后仍然不足,则将这一类负荷全部切除之后继续进行下一组的负荷切除,被选择的最后一类负荷按照可切负荷权重分配,使切除的负荷量精准匹配系统需切的负荷量;
假设第j类负荷是选择切除的最后一类负荷,也就是说,负荷控制主站按顺序切除1,…,j-1类负荷后,剩余的要切量切第j类负荷已经足够,在控制子站中的第j类负荷进行选择时,控制子站i的所要切除第j类负荷容量按以下公式计算:
其中,Pyqj为需切j类负荷量,Pij为第i个子站的j类可切负荷总量,Ki为第i个子站的切负荷权重系数,dPij为计算得出的第i个子站j类需切负荷量,j≤3,i为大于2的自然数。
10.如权利要求8或9所述的一种基于稳控技术的精准负荷控制方法,其特征是,所述步骤5的具体过程为:
所述控制子站和负荷控制主站均设置为A、B两套装置,负荷控制主站的A套装置分别与其下辖控制子站的A套装置连接,负荷控制主站的B套装置分别与其下辖控制子站的B套装置连接;所述控制子站的A套装置与其B套装置互相通信,其中一套装置接受到上级对应负荷控制主站发来的切负荷命令后通知另一套装置,当A套装置与B套装置都接受到负荷控制主站发来的切负荷命令且接受到对方发来的通知后,控制子站才执行负荷控制主站发来的切负荷命令,将所需切负荷量分配至具体大用户侧的切负荷控制终端。
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