CN109633333A - 省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，对实时电网运行方式下，各级各类减负荷方案进行梳理，对大容量多直流馈入、大规模新能源并网背景下，减负荷策略存在失配和欠控风险进行分析和评估，该方法可紧密跟踪电网实时运行方式，定量分析各类切负荷信息之间的配置冲突，对电网可控量进行控制量是否足额在线判断，并在此基础上对预想故障集进行切负荷精确模拟，精确计算切负荷的冲突量，为调度运行人员提供技术支撑。

Description

省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法

技术领域

本发明涉及一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，属于电力系统控制技术领域。

背景技术

以往省级及以上电网减负荷方案基于离线方式分析，进行安稳装置自动减负荷策略和调控减负荷预案制定，随着大容量多直流馈入、大规模新能源并网背景下电网运行方式复杂多变，减负荷策略存在失配和欠控风险。

各级调度主要考虑安全稳定约束进行减负荷策略的制定，第二、三道防线自动减负荷策略、调控紧急减负荷预案独立制定，缺乏多类减负荷措施的统一有效监视和综合协调决策支持，存在失配和欠控风险。

目前，亟需提出能够省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，用于电力系统在线分析和控制。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，具体步骤如下：

步骤1：梳理省级及以上电网各电压等级可切负荷类型、轮次信息，明确电网可切除负荷可分为以下5类：①毫秒级响应，可快速由安稳控制装置(简称安控)按轮次切除的负荷，属于第二道防线；②秒级响应，可由负荷控制系统(简称负控)按轮次切除的负荷；③低频减载装置、低压减载装置满足动作条件后按轮次切除的负荷，属于第三道防线；④限电拉路序位表中事故限电拉路负荷；⑤限电拉路序位表中超供电能力限电负荷；每类可切除的负荷按照动作条件不同，切除时序不同分为一轮或多轮切除。

步骤2：针对系统实时工况、母线接线方式、开关刀闸状态进行低电压等级负荷至供电线路拓扑分析，明确110kV线路给可切除负荷(控制负荷对象)供电的数量，对低于110kV电压等级的可切除负荷及负荷量，通过拓扑分析其供电线路，按照功率折算公式，将低电压等级的可切除负荷量折算至110kV电压等级的供电线路功率值。

步骤3：根据当前实时工况分析各类可切除负荷(控制负荷对象)交叉配置情况，统计各类可切除负荷措施冲突量，具体步骤如下：

3.1：分析控制负荷对象属于第二道防线装置、负荷控制系统、第三道防线装置、事故限电拉路负荷线路、超限限电拉路负荷线路中哪一类控制对象，在各类措施的可控制量为多少；

3.1.1：当控制负荷对象受控于第二道防线装置时，分析控制负荷对象是否属于多个安稳系统策略模型，当同一个控制负荷对象属于两个及以上的安稳系统策略模型时，认为本控制负荷对象在第二道防线装置存在配置冲突；

3.1.2：当控制负荷对象受控于第三道防线装置时，分析控制负荷对象是否即属于低频减载控制对象，又属于低压减载控制对象，当同一控制负荷对象属于以上两种控制类型，则认为本控制负荷对象在第三道防线装置存在配置冲突。

3.1.3：当控制负荷对象属于限电拉路序位表时，统计控制负荷对象是否属于负荷控制系统或事故限电拉路序位表控制对象，当同一控制负荷对象属于两个或以上的控制类型时，认为本控制负荷对象在限电拉路序位表存在配置冲突。

3.2：统计多个第二道防线装置之间的控制负荷对象冲突量、多类第三道防线装置之间的控制负荷对象冲突量、限电拉路序位表之间的控制负荷对象冲突量；

3.3：统计第二道防线与第三道防线控制负荷对象冲突量、第二道防线与限电拉路序位表控制负荷对象冲突量、第三道防线与限电拉路序位表控制负荷对象的冲突量。

3.4：当步骤3.2、步骤3.3中任两种控制负荷对象冲突量达到告警阈值时(可根据实际情况设定)，告警提醒调度运行人员，存在控制负荷对象冲突。

步骤4：针对系统实时工况，预先设定的多重严重故障集，计算分析预想故障后各类负荷切除量，按照最严重切负荷量情况统计各类负荷间配置冲突量，并计算冲突比例；

步骤5：基于系统实时工况，对预先设定多重严重故障集进行仿真分析，对各类切负荷措施精确模拟，切除负荷后，若仍然存在安全稳定问题，且存在切负荷信息配置冲突，判断切负荷措施是否足额，若不足，告警提醒调度运行人员。

所述步骤2中不高于110kV电压等级的控制负荷对象归算方法如下：

2.1：若控制负荷对象为110kV线路，则直接将线路功率作为等量负荷；

2.2：若控制负荷对象为110kV线路以下线路，需根据控制负荷对象电压V、有功功率P、无功功率Q、支路阻抗参数R+jX，计算出110kV上网点功率P′,作为负荷冲突量。

所述步骤3中根据当前实时工况分析各类负荷交叉配置情况，冲突量计算步骤如下：

3.5：针对确定的各类型可切除负荷的负荷量，按照厂站内母线接线方式和开关刀闸状态，进行拓扑分析，确定本类型可切除负荷用户/线路和其他类型可切除负荷用户/线路是否存在配置冲突，配置冲突指公用了同一条110kV及以上线路。

(1)统计多个第二道防线装置之间的控制对象冲突量、多类第三道防线装置之间的控制对象冲突量、限电拉路序位表之间的控制对象冲突量；统计第二道防线与第三道防线控制对象冲突量、第二道防线与限电拉路序位表控制对象冲突量、第三道防线与限电拉路序位表控制对象的冲突量。

分别设置安稳控制装置切除的负荷为P₁，负荷控制系统切除的负荷为P₂，低频减载装置、低压减载装置可切除负荷为P₃和P₄，事故限电拉路负荷为P₅，超供电能力限电负荷为P₆，设置轮次为k，轮次总数为n，k∈n。P_ik代表第i种第k轮切除负荷，i∈(1，2，3，4，5，6)。例如，若P₁安稳控制装置切除的负荷分为6轮，则分别计为P₁₁-P₁₆。

(2)针对某个预想严重故障，仿真模拟各类措施的限负荷或切负控措施动作，按照各类负荷动作先后次序，统计各类负荷配置冲突量，例如，直流故障后，达到安稳控制装置快速切除大负荷用户动作条件，切除量P₁，约400ms动作结束；仍存在断面越限，按照负荷控制系统秒级控制切除负荷大用户，原负荷控制系统秒级可切量P₂需减去与P₁冲突配置的量，其实际动作负荷P^’ ₂为实际动作负荷量。

其公式如下：设安稳负荷用户可切量为P_lm，设秒级负荷用户可切量为P_2k，通过拓扑分析，判断P_2k与P_lm是否共用一条上网线，若共用，按动作时间先后次序，安稳装置先动作，然后负控系统在秒级后切除，这两类负荷冲突量为两类共用控制对象可切量之和。修正后秒级实际控制量P^’ ₂＝∑P_2k(k:1...n)-∑P_lm(m:1...j)。n为秒级负荷用户可切总负荷数，j为安稳控制对象与负控系统控制对象一致的负荷个数。

所述步骤4中针对系统实时工况数据，预先设定的多重严重故障集，计算分析预想故障后各类负荷量切除量，按照最严重切负荷量情况确定各类负荷间配置冲突量和比例。

某类负荷冲突比例＝全地区该类型与之前动作冲突量/全地区原可控总量╳100％。

所述步骤5中基于系统实时工况，对预先设定的多重严重故障进行仿真分析，对各类切负荷措施精准模拟，切除负荷后，若仍然存在各类安全稳定问题(设备过载、断面越限、暂态失稳、频率不安全或电压不安全等)，则说明控制措施不足额，输出各类切负荷信息配置冲突量，告警提醒调度运行人员。

有益效果：本发明提供的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，对实时电网运行方式下，各级各类减负荷方案进行梳理，对大容量多直流馈入、大规模新能源并网背景下，减负荷策略存在失配和欠控风险进行分析和评估，该方法可紧密跟踪电网实时运行方式，定量分析各类切负荷信息之间的配置冲突，对电网可控量进行控制量是否足额在线判断，并在此基础上对预想故障集进行切负荷精确模拟，精确计算切负荷的冲突量，为调度运行人员提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，具体包括如下步骤：

图1中步骤1：梳理省级及以上电网各电压等级可切负荷类型、轮次信息，明确电网可切除负荷可分为以下5类：①毫秒级响应，可快速由安稳控制装置(简称安控)按轮次切除的负荷，属于第二道防线；②秒级响应，可由负荷控制系统(简称负控)按轮次切除的负荷；③低频减载装置、低压减载装置满足动作条件后按轮次切除的负荷，属于第三道防线；④限电拉路序位表中事故限电拉路负荷；⑤限电拉路序位表中超供电能力限电负荷。每类可切除的负荷按照动作条件不同，切除时序不同分为一轮或多轮切除。

每类可切除的负荷按照动作条件或动作时间如表1所示：

表1可切除负荷类型分类表

分别设置安稳控制装置切除的负荷为P₁，负荷控制系统切除的负荷为P₂，低频减载装置、低压减载装置可切除负荷为P₃和P₄，事故限电拉路负荷为P₅，超供电能力限电负荷为P₆，设置轮次为k，轮次总数为n，k∈n。P_ik代表第i种第k轮切除负荷，i∈(1，2，3，4，5，6)。例如，若P₁安稳控制装置切除的负荷分为6轮，则分别计为P₁₁-P₁₆。

图1中步骤2：针对实时工况数据，基于110kV及以上电压等级厂站内拓扑分析，确定可切除负荷与供电线路拓扑关系，确定当前工况下各类负荷交叉配置情况。

图1中步骤3针对系统实时工况数据，预先设定的多重严重故障集，计算分析预想故障后各类负荷量切除量，按照最严重切负荷量情况确定各类负荷间配置冲突量和比例，某类负荷冲突比例＝全地区该类型与之前动作冲突量/全地区原可控总量╳100％。

图1中步骤4基于系统实时工况，对预先设定的多重严重故障进行仿真分析，对各类切负荷措施精准模拟，切除负荷后，若仍然存在各类安全稳定问题(设备过载、断面越限、暂态失稳、频率不安全或电压不安全等)，则说明控制措施不足额，输出各类切负荷信息配置冲突量，告警提醒调度运行人员。

以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：梳理省级及以上电网各电压等级可切负荷类型、轮次信息，明确电网可切除负荷可分为以下5类：①毫秒级响应，可快速由安稳控制装置按轮次切除的负荷，属于第二道防线；②秒级响应，可由负荷控制系统按轮次切除的负荷；③低频减载装置、低压减载装置满足动作条件后按轮次切除的负荷，属于第三道防线；④限电拉路序位表中事故限电拉路负荷；⑤限电拉路序位表中超供电能力限电负荷；每类可切除的负荷按照动作条件不同，切除时序不同分为一轮或多轮切除；

步骤2：针对系统实时工况、母线接线方式、开关刀闸状态进行低电压等级负荷至供电线路拓扑分析，明确110kV线路给可切除负荷供电的数量，对低于110kV电压等级的可切除负荷及负荷量，通过拓扑分析其供电线路，按照功率折算公式，将低电压等级的可切除负荷量折算至110kV电压等级的供电线路功率值；

步骤3：根据当前实时工况分析各类可切除负荷交叉配置情况，统计各类可切除负荷措施冲突量；

步骤4：针对系统实时工况，预先设定的多重严重故障集，计算分析预想故障后各类负荷切除量，按照最严重切负荷量情况统计各类负荷间配置冲突量，并计算冲突比例；

步骤5：基于系统实时工况，对预先设定多重严重故障集进行仿真分析，对各类切负荷措施精确模拟，切除负荷后，若仍然存在安全稳定问题，且存在切负荷信息配置冲突，判断切负荷措施是否足额，若不足，告警提醒调度运行人员。

2.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步聚1中每类可切除的负荷按照动作条件不同，切除时序不同分为一轮或多轮切除；如表1所示：

表1可切除负荷类型分类表。

3.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步骤3，具体步骤如下：

3.1：分析控制负荷对象属于第二道防线装置、负荷控制系统、第三道防线装置、事故限电拉路负荷线路、超限限电拉路负荷线路中哪一类控制对象，在各类措施的可控制量为多少；

3.1.1：当控制负荷对象受控于第二道防线装置时，分析控制负荷对象是否属于多个安稳系统策略模型，当同一个控制负荷对象属于两个及以上的安稳系统策略模型时，认为本控制负荷对象在第二道防线装置存在配置冲突；

3.1.2：当控制负荷对象受控于第三道防线装置时，分析控制负荷对象是否即属于低频减载控制对象，又属于低压减载控制对象，当同一控制负荷对象属于以上两种控制类型，则认为本控制负荷对象在第三道防线装置存在配置冲突。

3.1.3：当控制负荷对象属于限电拉路序位表时，统计控制负荷对象是否属于负荷控制系统或事故限电拉路序位表控制对象，当同一控制负荷对象属于两个或以上的控制类型时，认为本控制负荷对象在限电拉路序位表存在配置冲突。

3.2：统计多个第二道防线装置之间的控制负荷对象冲突量、多类第三道防线装置之间的控制负荷对象冲突量、限电拉路序位表之间的控制负荷对象冲突量；

3.3：统计第二道防线与第三道防线控制负荷对象冲突量、第二道防线与限电拉路序位表控制负荷对象冲突量、第三道防线与限电拉路序位表控制负荷对象的冲突量。

3.4：当步骤3.2、步骤3.3中任两种控制负荷对象冲突量达到告警阈值时，告警提醒调度运行人员，存在控制负荷对象冲突。

4.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步骤2中不高于110kV电压等级的控制负荷对象归算方法如下：

2.1：若控制负荷对象为110kV线路，则直接将线路功率作为等量负荷；

2.2：若控制负荷对象为110kV线路以下线路，需根据控制负荷对象电压V、有功功率P、无功功率Q、支路阻抗参数R+jX，计算出110kV上网点功率P′,作为负荷冲突量；

5.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步骤3中根据当前实时工况分析各类负荷交叉配置情况，冲突量计算步骤如下：

3.5：针对确定的各类型可切除负荷的负荷量，按照厂站内母线接线方式和开关刀闸状态，进行拓扑分析，确定本类型可切除负荷用户/线路和其他类型可切除负荷用户/线路是否存在配置冲突，配置冲突指公用了同一条110kV及以上线路；

3.5.1：统计多个第二道防线装置之间的控制对象冲突量、多类第三道防线装置之间的控制对象冲突量、限电拉路序位表之间的控制对象冲突量；统计第二道防线与第三道防线控制对象冲突量、第二道防线与限电拉路序位表控制对象冲突量、第三道防线与限电拉路序位表控制对象的冲突量；

分别设置安稳控制装置切除的负荷为P₁，负荷控制系统切除的负荷为P₂，低频减载装置、低压减载装置可切除负荷为P₃和P₄，事故限电拉路负荷为P₅，超供电能力限电负荷为P₆，设置轮次为k，轮次总数为n，k∈n；P_ik代表第i种第k轮切除负荷，i∈(1，2，3，4，5，6)；例如，若P₁安稳控制装置切除的负荷分为6轮，则分别计为P₁₁-P₁₆；

3.5.2：针对某个预想严重故障，仿真模拟各类措施的限负荷或切负控措施动作，按照各类负荷动作先后次序，统计各类负荷配置冲突量，例如，直流故障后，达到安稳控制装置快速切除大负荷用户动作条件，切除量P₁，约400ms动作结束；仍存在断面越限，按照负荷控制系统秒级控制切除负荷大用户，原负荷控制系统秒级可切量P₂需减去与P₁冲突配置的量，其实际动作负荷P’₂为实际动作负荷量；其公式如下：

设安稳负荷用户可切量为P_lm，设秒级负荷用户可切量为P_2k，通过拓扑分析，判断P_2k与P_lm是否共用一条上网线，若共用，按动作时间先后次序，安稳装置先动作，然后负控系统在秒级后切除，这两类负荷冲突量为两类共用控制对象可切量之和；修正后秒级实际控制量P’₂＝∑P_2k(k:1...n)-∑P_lm(m:1...j)。n为秒级负荷用户可切总负荷数，j为安稳控制对象与负控系统控制对象一致的负荷个数。

6.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步骤4中针对系统实时工况数据，预先设定的多重严重故障集，计算分析预想故障后各类负荷量切除量，按照最严重切负荷量情况确定各类负荷间配置冲突量和比例，其公式如下：

某类负荷冲突比例＝全地区该类型与之前动作冲突量/全地区原可控总量╳100％。

7.根据权利要求1所述的省级及以上电网各类切负荷量冲突检测及协调校验方法，其特征在于：所述步骤5中基于系统实时工况，对预先设定的多重严重故障进行仿真分析，对各类切负荷措施精准模拟，切除负荷后，若仍然存在各类安全稳定问题，则说明控制措施不足额，输出各类切负荷信息配置冲突量，告警提醒调度运行人员。