CN109066758B - 电能管理调控装置及高压直流输电系统 - Google Patents

电能管理调控装置及高压直流输电系统 Download PDF

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Abstract

本发明适用于高压直流输电技术领域，公开了一种电能管理调控装置，包括：电能调控模块和至少两个能量供需监测模块；所述电能调控模块分别与所述能量供需检测模块信号连接；所述能量供需监测模块用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块；所述电能调控模块用于根据所述能量供需监测模块提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。本发明能在电网处于紧急运行状态时控制直流输电系统根据送/受端电网实时供/需水平传输电能功率，调节直流传输效率，以满足送/受端电网的电力需求，从而提高直流输电系统所在电网的可靠性与经济性，进而提高直流送端系统电源的能源利用率。

Description

电能管理调控装置及高压直流输电系统
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种电能管理调控装置及高压直流输电系统。
背景技术
我国煤炭资源主要分布在西部和北部地区，水能资源主要集中在西南地区，东部地区的一次能源资源匮乏、用电负荷相对集中，需要把煤炭、水能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。高压直流输电技术可有效进行远距离输送电能。对于合理配置资源、减轻环境压力、优化能源结构、促进我国社会经济可持续发展发挥了重要作用。
目前，国内高压直流输电工程运行过程中，普遍采取了按照调控部门制定送电计划，按照预先设定的功率曲线输送功率的方式。然而，在实施本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在高压直流输电系统的直流受端区域的电网因高温、台风等极端情况的存在，将导致电网负荷快速增长；或是在大型机组切除时，无法通过直流输电的功率自动调节功能来临时增加输送功率，从而导致受端电网功率不足，电网的可靠性较差。
发明内容
本发明提出一种电能管理调控装置及系统，其能利用直流输电系统功率调节功能满足送/受端电网电力需求，从而提高直流输电系统所在电网的可靠性与经济性，进而提高直流送端系统电源的能源利用率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电能管理调控装置，包括：
电能调控模块和至少两个能量供需监测模块；
所述电能调控模块分别与所述能量供需检测模块信号连接；
所述能量供需监测模块用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块；
所述电能调控模块用于根据所述能量供需监测模块提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。
作为优化方案，所述电能调控模块包括：电网状态判定单元和直流功率控制单元；
所述电网状态判定单元分别与所述能量供需监测模块信号连接，用于根据所述能量供需监测模块提供的所述电网状态的信息，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
所述直流功率控制单元的一端与所述电网状态判定单元电连接，所述直流功率控制单元的另一端与直流输电装置电连接，所述直流功率控制单元用于在所述电网状态判定单元判定所述电网处于紧急运行状态时，调节所述直流输电装置的输送功率。
作为优化方案，所述直流功率控制单元还用于实时监测直流输电输送功率及输送功率极限，并在所述电网处于紧急运行状态时，计算所述直流输电装置能够提供的瓶颈输送功率。
作为优化方案，所述电网状态判定单元分别与所述能量供需监测模块信号连接，用于根据所述能量供需监测模块提供的信息，判断当前时刻所述电网是否处紧急运行状态具体为：
所述电网状态判定单元用于根据所述能量供需监测模块提供的监测回馈区域的实时能量需求值，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时能量需求值超过预设的能量需求值时，判定所述电网处于紧急运行状态；
所述电网状态判定单元用于根据所述能量供需监测模块提供的监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度达到预设的实时电价的上升速度或上升额度时，判定所述电网处于紧急运行状态。
作为优化方案，所述能量供需监测模块提供的信息还包括：监测区域内的电厂出力能力、电网负荷状态以及储能装置的能量存储值；
当所述能量供需监测模块监测到所述监测区域内的电厂出力能力、储能装置的能量存储值无法满足所述电网的负荷需求时，所述能量供需监测模块向所述电能调控模块发出信号，以显示所述监测区域的电网已经进入紧急运行状态。
作为优化方案，所述电能调控模块设于所述直流输电装置的集控中心，所述能量供需监测模块分别设于所述直流输电装置的换流站近区电网内。
作为优化方案，所述能量供需监测模块与所述直流输电装置的换流站个数一一对应，所述能量供需监测模块的监测范围包括换流站送电区域、供电区域的电网的实时能量供需水平。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种高压直流输电系统，包括上述的电能管理调控装置。
作为优化方案，所述高压直流输电系统为基于半控器件的传统直流输电系统、基于全控器件的柔性直流输电系统、两端直流输电系统、多端直流输电系统中的任一类型或多种类型的组合；
所述高压直流输电系统的直流电压等级为±160kV、±350kV、±400kV、±500kV、±660kV、±800kV以及±1100kV中任一电压等级或多个电压等级的结合。
本发明提供的电能管理调控装置及高压直流输电系统，包括电能调控模块和至少两个能量供需监测模块；所述电能调控模块分别与所述能量供需检测模块信号连接；所述能量供需监测模块用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块；所述电能调控模块用于根据所述能量供需监测模块提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。本发明能在电网处于紧急运行状态时控制直流输电系统根据送/受端电网实时供/需水平传输电能功率，调节直流传输效率，以满足送/受端电网的电力需求，从而提高直流输电系统所在电网的可靠性与经济性，进而提高直流送端系统电源的能源利用率。此外，由于直流输电具有输送距离远的特点，上述电能管理调控装置可应用于跨区电力交易。
附图说明
图1是现有技术中的高压直流输电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中的电能调控管理装置的的结构示意图；
图3是本发明实施例中的电能调控模块的结构示意图；
图4是本发明实施例中的高压直流输电系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
结合图1和图2所示，本发明优选实施例中的一种电能管理调控装置，包括：
电能调控模块1和至少两个能量供需监测模块2；
所述电能调控模块1分别与所述能量供需检测模块2信号连接；
所述能量供需监测模块2用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块1；
所述电能调控模块1用于根据所述能量供需监测模块1提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。
本发明提供的电能管理调控装置，包括电能调控模块1和至少两个能量供需监测模块2；所述电能调控模块1分别与所述能量供需检测模块2信号连接；所述能量供需监测模块2用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块1；所述电能调控模块1用于根据所述能量供需监测模块2提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。本发明能在电网处于紧急运行状态时控制直流输电系统根据送/受端电网实时供/需水平传输电能功率，调节直流传输效率，以满足送/受端电网的电力需求，从而提高直流输电系统所在电网的可靠性与经济性，进而提高直流送端系统电源的能源利用率。
如图3所示，为了更加精准判断电网的运行状态，所述电能调控模块1包括：电网状态判定单元11和直流功率控制单元12；
所述电网状态判定单元11分别与所述能量供需监测模块2信号连接，用于根据所述能量供需监测模块2提供的所述电网状态的信息，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
所述直流功率控制单元12的一端与所述电网状态判定单元11电连接，所述直流功率控制单元11的另一端与直流输电装置电连接，所述直流功率控制单元12用于在所述电网状态判定单元11判定所述电网处于紧急运行状态时，调节所述直流输电装置的输送功率。
在本发明实施例中，所述直流功率控制单元12还用于实时监测直流输电输送功率及输送功率极限，并在所述电网处于紧急运行状态时，计算所述直流输电装置能够提供的瓶颈输送功率。
在本发明实施例中，所述电网状态判定单元11分别与所述能量供需监测模块2信号连接，用于根据所述能量供需监测模块2提供的信息，判断当前时刻所述电网是否处紧急运行状态具体为：
所述电网状态判定单元11用于根据所述能量供需监测模块2提供的监测回馈区域的实时能量需求值，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时能量需求值超过预设的能量需求值时，判定所述电网处于紧急运行状态；
所述电网状态判定单元11用于根据所述能量供需监测模块2提供的监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度达到预设的实时电价的上升速度或上升额度时，判定所述电网处于紧急运行状态。
在本发明实施例中，所述能量供需监测模块2提供的信息还包括：监测区域内的电厂出力能力、电网负荷状态以及储能装置的能量存储值；
当所述能量供需监测模块2监测到所述监测区域内的电厂出力能力、储能装置的能量存储值无法满足所述电网的负荷需求时，所述能量供需监测模块2向所述电能调控模块1发出信号，以显示所述监测区域的电网已经进入紧急运行状态。
在本发明实施例中，在区域电网进入紧急运行状态后，所述电能调控模块1根据所述直流输电系统的实时状态计算剩余输送容量，并将未出现紧急状态区域电网内富余电量通过直流输电系统输送到紧急状态区域内，以满足区域内快速增长的负荷需求或平抑区域内急剧攀升的电价。
在本发明实施例中，所述电能调控模块1设于所述直流输电装置的集控中心，所述能量供需监测模块2分别设于所述直流输电装置的换流站近区电网内。
在本发明实施中，所述能量供需监测模块与所述直流输电装置的换流站个数一一对应，所述能量供需监测模块的监测范围包括换流站送电区域、供电区域的电网的实时能量供需水平。
如图4所示，为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种高压直流输电系统，包括上述的电能管理调控装置。
在本发明实施例中，所述高压直流输电系统为基于半控器件的传统直流输电系统、基于全控器件的柔性直流输电系统、两端直流输电系统、多端直流输电系统中的任一类型或多种类型的组合；
所述高压直流输电系统的直流电压等级为±160kV、±350kV、±400kV、±500kV、±660kV、±800kV以及±1100kV中任一电压等级或多个电压等级的结合。
在本发明实施例中，需要说明的是，在实际应用中，一套电能管理调控装置可与一条直流输电系统的两个换流站相连，也可与多个换流站相连，具体根据需要设置，不做限定。当所调控直流输电系统是多端直流时，所述电能管理调控装置可以与所有换流站相连，也可以与部分换流站相连。
本发明提供的电能管理调控装置及高压直流输电系统，电能调控单元和至少两个能量供需监测单元；所述电能调控单元分别与所述实时能量供需检测单元信号连接；所述能量供需监测单元用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控单元；所述电能调控单元用于根据所述能量供需监测单元提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率。本发明能在电网处于紧急运行状态时控制直流输电系统根据送/受端电网实时供/需水平传输电能功率，调节直流传输效率，以满足送/受端电网的电力需求，从而提高直流输电系统所在电网的可靠性与经济性，进而提高直流送端系统电源的能源利用率。此外，由于直流输电具有输送距离远的特点，上述电能管理调控装置可应用于跨区电力交易。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电能管理调控装置，其特征在于，所述装置包括：电能调控模块和至少两个能量供需监测模块；
所述电能调控模块分别与所述能量供需监测模块信号连接；
所述能量供需监测模块用于实时监测所监测区域内的电网状态，并将所述电网状态的信息发送至所述电能调控模块；
所述电能调控模块用于根据所述能量供需监测模块提供所述电网状态的信息，调节直流传输效率；
其中，所述电能调控模块包括：电网状态判定单元和直流功率控制单元；
所述电网状态判定单元分别与所述能量供需监测模块信号连接，用于根据所述能量供需监测模块提供的所述电网状态的信息，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
所述直流功率控制单元的一端与所述电网状态判定单元电连接，所述直流功率控制单元的另一端与直流输电装置电连接，所述直流功率控制单元用于在所述电网状态判定单元判定所述电网处于紧急运行状态时，调节所述直流输电装置的输送功率；
所述电网状态判定单元分别与所述能量供需监测模块信号连接，用于根据所述能量供需监测模块提供的信息，判断当前时刻所述电网是否处紧急运行状态具体为：
所述电网状态判定单元用于根据所述能量供需监测模块提供的监测回馈区域的实时能量需求值，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时能量需求值超过预设的能量需求值时，判定所述电网处于紧急运行状态；
所述电网状态判定单元用于根据所述能量供需监测模块提供的监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度，判断当前时刻所述电网是否处于紧急运行状态；
当所述监测回馈区域的实时电价的上升速度或上升额度达到预设的实时电价的上升速度或上升额度时，判定所述电网处于紧急运行状态；
其中，所述直流功率控制单元还用于实时监测直流输电输送功率及输送功率极限，并在所述电网处于紧急运行状态时，计算所述直流输电装置能够提供的瓶颈输送功率。
2.如权利要求1所述的电能管理调控装置，其特征在于，所述能量供需监测模块提供的信息还包括：监测区域内的电厂出力能力、电网负荷状态以及储能装置的能量存储值；
当所述能量供需监测模块监测到所述监测区域内的电厂出力能力、储能装置的能量存储值无法满足所述电网的负荷需求时，所述能量供需监测模块向所述电能调控模块发出信号，以显示所述监测区域的电网已经进入紧急运行状态。
3.如权利要求1所述的电能管理调控装置，其特征在于，所述电能调控模块设于所述直流输电装置的集控中心，所述能量供需监测模块分别设于所述直流输电装置的换流站近区电网内。
4.如权利要求3所述的电能管理调控装置，其特征在于，所述能量供需监测模块与所述直流输电装置的换流站个数一一对应，所述能量供需监测模块的监测范围包括换流站送电区域、供电区域的电网的实时能量供需水平。
5.一种高压直流输电系统，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的电能管理调控装置。
6.根据权利要求5所述的高压直流输电系统，其特征在于，
所述高压直流输电系统为基于半控器件的直流输电系统、基于全控器件的柔性直流输电系统、两端直流输电系统、多端直流输电系统中的任一类型或多种类型的组合；
所述高压直流输电系统的直流电压等级为±160kV、±350kV、±400kV、±500kV、±660kV、±800kV以及±1100kV中任一电压等级或多个电压等级的结合。
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