CN109033644B - 一种功率缺额计算方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率缺额计算方法及装置。本发明分别计算不同的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系，之后获取电力系统的实际系统负荷容量，得到其对应的预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，当电力系统发生功率不平衡故障时，根据预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率即可得到系统的功率缺额，此方法根据频率下降过程中的频率平均变化率即可确定功率缺额，无需等到系统的频率下降到动作定值才切除不平衡量，解决了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。

Description

一种功率缺额计算方法及装置
技术领域
本发明涉及电力分析技术领域，尤其涉及一种功率缺额计算方法及装置。
背景技术
当电力系统中出现大功率缺额时，需要尽早判断功率缺额量以及时切除相应的负荷/电源。
目前低频减载和高频切机主要基于频率变化量，由于频率下降到动作定值需要几秒钟的时间，因此往往不能尽早切除不平衡量，不利于系统恢复。
因此，导致了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种功率缺额计算方法及装置，解决了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。
本发明提供了一种功率缺额计算方法，包括：
S1：分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
S2：获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
S3：当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
优选地，还包括：步骤S4；
S4：根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
优选地，预置仿真时间具体为0-0.5s。
本发明提供了一种功率缺额计算装置，包括：
建模仿真单元，用于分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
容量匹配单元，用于获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
频率匹配单元，用于当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
优选地，还包括：措施制定单元；
措施制定单元，用于根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
优选地，预置仿真时间具体为0-0.5s。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种功率缺额计算方法，包括：S1：分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；S2：获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；S3：当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
本发明分别对不同的预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，并在各个缺额仿真模型中对电力系统处于不同的预置功率不平衡量的情况进行仿真，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系，之后获取电力系统的实际系统负荷容量，得到其对应的预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，当电力系统发生功率不平衡故障时，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率即可得到系统的功率缺额，此方法根据频率下降过程中的频率平均变化率即可确定功率缺额，无需等到系统的频率下降到动作定值才切除不平衡量，可以尽早切除不平衡量，使得系统能够尽快恢复，解决了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种功率缺额计算方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种功率缺额计算装置的一个实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的某预置系统负荷容量功率缺额仿真模型在不同功率缺额的情况下电力系统的频率变化曲线图；
图4为本发明实施例提供的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系的拟合曲线图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种功率缺额计算方法及装置，解决了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种功率缺额计算方法的一个实施例，包括：
步骤101：分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
需要说明的是，预置系统负荷容量PLOAD-n的数量和数值可以根据需要进行选择，对应不同的预置系统负荷容量PLOAD-n建立不同的功率缺额仿真模型。
对每一个功率缺额仿真模型可以进行功率缺额仿真实验，设置多个预置功率不平衡量ΔPn，例如预置功率不平衡量ΔPn可以设置为1至50％PLOAD-n，步长可以选择为1％PLOAD-n。
从而得到该预置系统负荷容量PLOAD-n处于不同的预置功率不平衡量ΔPn时在预置时间段内的仿真频率平均变化率Δdfn，预置仿真时间具体为0-0.5s。
图3为某预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型在不同功率缺额的情况下电力系统的频率变化曲线图，其中曲线1对应预置功率不平衡量ΔPn为3.386％PLOAD-n，曲线2对应预置功率不平衡量ΔPn为4.856％PLOAD-n，曲线3对应预置功率不平衡量ΔPn为6.752％PLOAD-n，曲线4对应预置功率不平衡量ΔPn为8.347％PLOAD-n，曲线5对应预置功率不平衡量ΔPn为12.669％PLOAD-n，曲线6对应预置功率不平衡量ΔPn为18.474％PLOAD-n。
通过图3可知该电力系统在发生5％至25％内的功率缺额时，无法依靠自身的频率调节作用(发电机和负荷)使频率稳定在49Hz以上。
对该系统进行更多预置功率不平衡量ΔPn的仿真可得0至0.5s内预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn的关系，如表1所示：
表1. 0-0.5s内预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn
序号 仿真频率平均变化率Δdf<sub>n</sub> 预置功率不平衡量ΔP<sub>n</sub>(％)
1 -0.14 3.39
2 -0.18 4.72
3 -0.22 5.39
4 -0.25 6.75
5 -0.27 7.45
6 -0.33 8.35
7 -0.53 13.42
8 -0.61 15.68
9 -0.69 17.68
10 -0.72 18.47
11 -0.84 21.17
12 -0.87 21.87
13 -0.94 23.20
从表1可大致得出结论：在联络线功率缺额开始到持续0.5s的时间段内，频率平均变化率与功率缺额大致呈线性关系。
通过最小二乘法对此线性关系进行拟合分析，即可通过在线监测功率缺额开始到0.5s时间段内的实际频率平均变化率来估计出对应的功率缺额，拟合结果如图4所示，拟合的一次多项式为：y＝0.0026-0.25x。
步骤102：获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
需要说明的是，得到了各个预置系统负荷容量PLOAD-n对应的预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn的关系之后，还需要获取电力系统实际运行时的实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量PLOAD-n对应的预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn的关系。
步骤103：当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额；
需要说明的是，得到了实际系统负荷容量对应的预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn的关系之后，当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据实际频率平均变化率以及预置功率不平衡量ΔPn与仿真频率平均变化率Δdfn的关系即可求得实际频率平均变化率对应的电力系统的功率缺额。
以上述的一次多项式y＝0.0026-0.25x为例，当实际频率平均变化率为-30％(x＝-0.3)时，电力系统的功率缺额(y)为0.0776PLOAD-n(7.76％PLOAD-n)。
步骤104：根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
需要说明的是，计算得到电力系统的功率缺额之后，即可根据电力系统的功率缺额制定对应的切机措施或者切负荷措施。
本实施例分别对不同的预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，并在各个缺额仿真模型中对电力系统处于不同的预置功率不平衡量的情况进行仿真，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系，之后获取电力系统的实际系统负荷容量，得到其对应的预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，当电力系统发生功率不平衡故障时，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率即可得到系统的功率缺额，此方法根据频率下降过程中的频率平均变化率即可确定功率缺额，无需等到系统的频率下降到动作定值才切除不平衡量，可以尽早切除不平衡量，使得系统能够尽快恢复，解决了当前的大功率缺额时，无法及时判断功率缺额导致难以尽早切除不平衡量，不利于系统恢复的技术问题。
以上为本发明实施例提供的一种功率缺额计算方法的一个实施例，以下为本发明实施例提供的一种功率缺额计算装置的一个实施例。
请参阅图2，本发明实施例提供了一种功率缺额计算装置的一个实施例，包括：
建模仿真单元201，用于分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
容量匹配单元202，用于获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
频率匹配单元203，用于当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
进一步地，还包括：措施制定单元204；
措施制定单元204，用于根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
进一步地，预置仿真时间具体为0-0.5s。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种功率缺额计算方法，其特征在于，包括：
S1：分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
S2：获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
S3：当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
2.根据权利要求1所述的一种功率缺额计算方法，其特征在于，还包括：步骤S4；
S4：根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
3.根据权利要求1所述的一种功率缺额计算方法，其特征在于，预置仿真时间具体为0-0.5s。
4.一种功率缺额计算装置，其特征在于，包括：
建模仿真单元，用于分别根据各个预置系统负荷容量建立功率缺额仿真模型，通过功率缺额仿真模型进行仿真得到当各个预置系统负荷容量处于各个预置功率不平衡量时在预置时间段内的仿真频率平均变化率，得到各个预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
容量匹配单元，用于获取电力系统实际运行时实际系统负荷容量，得到与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系；
频率匹配单元，用于当电力系统发生功率不平衡故障时，获取电力系统在预置时间段内的实际频率平均变化率，根据与实际系统负荷容量一致的预置系统负荷容量对应的预置功率不平衡量与仿真频率平均变化率的关系以及实际频率平均变化率得到电力系统的功率缺额。
5.根据权利要求4所述的一种功率缺额计算装置，其特征在于，还包括：措施制定单元；
措施制定单元，用于根据电力系统的功率缺额制定切机措施或者切负荷措施。
6.根据权利要求4所述的一种功率缺额计算装置，其特征在于，预置仿真时间具体为0-0.5s。
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