CN110492613A - 一种断面失步解列判别控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断面失步解列判别控制系统，包括：主站和多个子站；子站包括：采集模块采集出线的电流和电压数据；逻辑判别模块根据电流和电压数据进行失步判别；第一发送模块将各条线路失步状态发送到主站；动作出口模块接收执行主站的解列指令；主站包括：通道判失步模块根据所有线路失步状态判断各通道失步状态；断面判失步模块将各通道失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断得到断面失步状态；第二发送模块向各个解列站点发送解列指令；本发明通过将子站部署在断面每个通道两侧，采集所有线路的电流和电压值并进行失步判断，应对振荡中心迁移导致失步解列装置无法动作；通过开放断面失步判别通道数定值，灵活适应于各种运行网架。

Description

一种断面失步解列判别控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，尤其涉及一种断面失步解列判别控制系统及方法。

背景技术

电力系统在遭遇严重故障或多重性事故时可能失去同步，如果未及时采取有效措施，事故将会扩大，甚至出现大面积停电的严重后果。失步解列作为防御系统崩溃的最后一道防线，对于消除振荡、防止大停电事故具有重要意义。

现有失步解列装置通常是根据事先大量的离线计算，在可能的失步断面配置解列装置，当系统发生失步振荡时，失步解列装置根据就地的量测信息，判断系统失步后解列系统。该解列配置方案具有不依赖于通信的优点，但存在的不足是：没有考虑振荡中心的迁移，当失步振荡中心迁移至解列装置动作范围之外，失步解列装置无法动作；而对于有多个级联失步断面或某个失步断面有多个变电站级联的电网，若配置不当，存在解列装置无序解列的潜在风险。

发明内容

本发明提供了一种断面失步解列判别控制系统及方法，通过将子站部署在断面每个通道两侧，采集所有线路的电流和电压值并进行失步判断，以解决现有的失步解列方法没有考虑振荡中心的迁移，当失步振荡中心迁移至解列装置动作范围之外，导致失步解列装置无法动作的技术问题，从而结合失步振荡中心迁移情况，避免该通道失步解列装置无法动作的问题，实现防止大面积停电；通过开放断面失步判别通道数定值(可整定)，灵活适应于各种运行网架及运行方式，避免随着运行网架及运行方式的不断变化，需要经常修改基于断面的失步解列控制策略及判据的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种断面失步解列判别控制系统，包括：主站和多个子站，所述子站部署在断面每个通道的两侧处，所述子站与所述主站之间通信连接；

所述子站包括采集模块、逻辑判别模块、第一发送模块和动作出口模块；所述采集模块用于采集部署所在通道的所有出线的电流和电压数据；所述逻辑判别模块用于对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别，得到各条线路的失步状态；所述第一发送模块用于将所述各条线路的失步状态信息发送到所述主站；所述动作出口模块用于接收并执行所述主站下发的解列指令，通过现场出口压板的投退来确定解列相应线路；

所述主站包括接收模块、通道判失步模块、断面判失步模块和第二发送模块；所述接收模块用于接收各子站上传的所述各条线路的失步状态信息；所述通道判失步模块用于根据各通道线路两侧子站上传的所有线路失步状态信息进行分别判断各通道的失步状态；其中，每个通道的两侧子站为解列站点；所述断面判失步模块用于将所述各通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值进行比较，判断得到断面的失步状态；所述第二发送模块用于当判断所述断面的状态为失步时，分别向各个解列站点发送解列指令。

作为优选方案，所述通道判失步模块包括多个通道判失步单元，所述通道判失步单元的数量等于通道数量，一个所述通道判失步单元对应一个通道进行判断；所述通道判失步单元根据通道线路两侧子站上传的所有线路的失步状态判断该通道的失步状态。

作为优选方案，所述预设的断面失步判别通道数定值为非固定值。

作为优选方案，所述解列指令还用于指示各个解列站点同时执行解列操作。

作为优选方案，所述逻辑判别模块基于判别原理或阻抗循序判别原理对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别。

作为优选方案，所述子站与所述主站通过光纤线缆进行通信连接。

本发明实施例还提供了一种断面失步解列判别控制方法，包括：

根据采集得到的所有线路的电压和电流信息对各线路进行判别，得到各线路的失步状态；

根据所述各线路的失步状态判断得到断面每个通道的失步状态；当每个通道任一侧子站的任一回线路确认为失步状态，则该通道确认为失步状态；

根据所述判断得到断面每个通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断断面的失步状态；

当所述断面的失步状态判断确定为失步后，向所述断面每个通道两侧子站发送解列指令，以使所述断面每个通道两侧子站控制现场出口压板的投退来解列相应线路。

作为优选方案，所述根据所述判断得到断面每个通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断断面的失步状态，包括：

步骤1，确定断面的总通道数值；

步骤2，根据所述判断得到断面每个通道的失步状态计算得到断面通道失步个数值；

步骤3，实时计算断面的在运行通道数值；

步骤4，设置断面失步判别通道数定值，所述断面失步判别通道数定值小于所述总通道数值；当所述在运行通道数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤5；当所述在运行通道数值小于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤6；

步骤5，判断确定所述断面通道失步个数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，确定该断面为失步状态；

步骤6，判断确定所述断面通道失步个数等于所述在运行通道数时，确定该断面为失步状态。

作为优选方案，所述实时计算断面的在运行通道数值，包括：

确定断面的不在运行通道数值；

将所述总通道数值减去所述不在运行通道数值，计算得到断面的在运行通道数值。

作为优选方案，所述断面的不在运行通道数值的确定方法，具体包括：

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路投入检修压板时，确定该通道为不在运行状态；

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路的有功功率之和低于投运功率定值，同时，所述起点和终点一致的每回线路电流也均低于投运电流定值时，确定该通道为不在运行状态。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明通过将子站部署在断面每个通道两侧，采集所有线路的电流和电压值并进行失步判断，以解决现有的失步解列方法没有考虑振荡中心的迁移，当失步振荡中心迁移至解列装置动作范围之外，导致失步解列装置无法动作的技术问题，从而结合失步振荡中心迁移情况，避免该通道失步解列装置无法动作的问题，实现防止大面积停电。

本发明通过开放断面失步判别通道数(可整定)，灵活适应于各种运行网架及运行方式，避免随着运行网架及运行方式的不断变化，需要修改基于断面的失步解列控制策略及判据的问题。

附图说明

图1：为本发明实施例中的区域电网布置示意图；

图2：为本发明实施例中的断面失步解列判别控制系统结构示意图；

图3：为本发明实施例中的通道判别失步的逻辑示意图；

图4：为本发明实施例中的断面通道失步个数值的计算原理示意图；

图5：为本发明实施例中的断面失步解列判别控制方法步骤流程图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图4，本发明优选实施例提供了一种断面失步解列判别控制系统，包括：主站和多个子站，所述子站部署在断面每个通道的两侧处，所述子站与所述主站之间通信连接；在本实施例中，所述子站与所述主站通过光纤线缆进行通信连接。

所述子站包括采集模块、逻辑判别模块、第一发送模块和动作出口模块；所述采集模块用于采集部署所在通道的所有出线的电流和电压数据；所述逻辑判别模块用于对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别，得到各条线路的失步状态；所述第一发送模块用于将所述各条线路的失步状态信息发送到所述主站；所述动作出口模块用于接收并执行所述主站下发的解列指令，通过现场出口压板的投退来确定解列相应线路；在本实施例中，所述逻辑判别模块基于判别原理或阻抗循序判别原理对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别。

所述主站包括接收模块、通道判失步模块、断面判失步模块和第二发送模块；所述接收模块用于接收各子站上传的所述各条线路的失步状态信息；所述通道判失步模块用于根据各通道线路两侧子站上传的所有线路失步状态信息进行分别判断各通道的失步状态；其中，每个通道的两侧子站为解列站点；所述断面判失步模块用于将所述各通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值进行比较，判断得到断面的失步状态；在本实施例中，所述预设的断面失步判别通道数定值为非固定值；所述第二发送模块用于当判断所述断面的状态为失步时，分别向各个解列站点发送解列指令。在本实施例中，所述解列指令还用于指示各个解列站点同时执行解列操作。

本发明融合就地量测与全局信息，实现集中决策与分散控制，能够有效避免断面不能完全解列及断面各通道解列时间不一致的情况，防止大面积停电。

在另一实施例中，所述通道判失步模块包括多个通道判失步单元，所述通道判失步单元的数量等于通道数量，一个所述通道判失步单元对应一个通道进行判断；所述通道判失步单元根据通道线路两侧子站上传的所有线路的失步状态判断该通道的失步状态。

请参照图5，本发明实施例还提供了一种断面失步解列判别控制方法，包括：

S1,根据采集得到的所有线路的电压和电流信息对各线路进行判别，得到各线路的失步状态；

S2,根据所述各线路的失步状态判断得到断面每个通道的失步状态；当每个通道任一侧子站的任一回线路确认为失步状态，则该通道确认为失步状态；

S3,根据所述判断得到断面每个通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断断面的失步状态；

S4,当所述断面的失步状态判断确定为失步后，向所述断面每个通道两侧子站发送解列指令，以使所述断面每个通道两侧子站控制现场出口压板的投退来解列相应线路。

其中，关于子站部署方案和采集信息量方面，考虑到振荡中心会在联络断面的前段、后段发生迁移，提出子站部署在断面每个通道两侧，且每个子站就地采集所有线路的电流、电压量，可实现振荡中心所在断面及断面前段、后段线路的采集。在通道判失步模块，以断面每个通道作为一个通道判别单元，每个通道任一侧子站的任一回线路判出失步，即认为该通道失步。该方法可实现联络断面的前段、后段均用于判别断面的失步中。可有效避免振荡中心迁移，导致该通道失步解列装置无法动作的情况。

在另一实施例中，所述步骤S3，包括：

步骤1，确定断面的总通道数值；

步骤2，根据所述判断得到断面每个通道的失步状态计算得到断面通道失步个数值；

步骤3，实时计算断面的在运行通道数值；在本实施例中，所述实时计算断面的在运行通道数值，包括：步骤3.1，确定断面的不在运行通道数值；步骤3.2，将所述总通道数值减去所述不在运行通道数值，计算得到断面的在运行通道数值。

在本实施例中，所述断面的不在运行通道数值的确定方法，具体包括：

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路投入检修压板时，确定该通道为不在运行状态；

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路的有功功率之和低于投运功率定值，同时，所述起点和终点一致的每回线路电流也均低于投运电流定值时，确定该通道为不在运行状态。

步骤4，设置断面失步判别通道数定值，所述断面失步判别通道数定值小于所述总通道数值；当所述在运行通道数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤5；当所述在运行通道数值小于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤6；

步骤5，判断确定所述断面通道失步个数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，确定该断面为失步状态；

步骤6，判断确定所述断面通道失步个数等于所述在运行通道数时，确定该断面为失步状态。

其中，关于断面失步判别通道数定值，考虑到失步振荡特性与电网网架结构、运行方式密切相关，为灵活适应于各种运行网架及运行方式，提出开放断面失步判别通道数，而不采取固定值的模式。同时断面失步判别通道数定值原则上宜小于断面总通道数，否则就无法解决断面上个别通道判不出而导致断面解列不开的问题。至于断面失步判别通道数定值如何整定，需在具体网架情况下，深入分析、总结各种典型故障情况下失步振荡特性来确定。

下面结合具体的实施例，对本发明进行详细说明。

结合图1，本发明实施例提供的断面失步解列判别控制方法，包括以下步骤：

步骤1：接收线路失步状态；线路失步状态是子站利用本站采集所有线路的电压、电流信息判别出的；子站为位于区域交流断面通道两侧的变电站；

在一个实例中，接收站1～8采集所有线路的失步状态。如接收子站1上送线路1、2、3、4的失步状态，子站2上送的上送的线路3、4、5、6的失步状态，……，子站8上送的线路21、22、23、24的失步状态；

步骤2：以断面每个通道作为一个通道判别单元，每个通道任一侧子站的任一回线路判出失步，即认为该通道失步。

在一个实例中，由4个通道判别单元组成。以通道1为例，通道失步判别方法为站1侧线路1、2、3、4任一回线路判出或者站2侧线路3、4、5、6任一回线路判出，即通道1失步，通道失步判别逻辑详见图3。其他通道判别方法以此类推。

步骤3：根据预先设定的断面失步判别通道数定值来判别断面是否失步。具体如下：

步骤3-1：确定断面总通道数为N。该值仅与网架结构有关，与运行方式无关。

步骤3-2：以步骤2各通道的失步判别结果作为输入，实时计算断面通道失步个数L。

步骤3-3：实时计算断面在运行通道数R。断面在运行通道数为断面总通道数N减去不在运行通道数S。其中，不在运行通道数S的确定，具体原则是若检测到该通道起点和终点一致的所有线路投入检修压板，或者该通道起点和终点一致的所有线路的有功功率之和低于投运功率定值同时起点和终点一致的每回线路电流也均低于投运电流定值时，认为该通道为不在运行状态。

步骤3-4：断面失步判别通道数定值M可人为整定，要求小于断面总通道数N。当运行通道数R大于等于失步判别通道数定值M时，执行步骤3-5，反之执行步骤3-6。

步骤3-5：断面通道失步个数L大于等于断面失步判别通道数定值M时，即该断面失步；

步骤3-6：断面通道失步个数L等于断面在运行通道数R时，即该断面失步。

在一个实例中：

步骤3-1：断面总通道数N为4；

步骤3-2：假设实时计算断面通道失步个数L为3，实时计算逻辑详见图4；

步骤3-3：假设检测到线路21、22均投入了检修压板或者线路21、22同时发生短路故障导致该通道线路21、22的有功功率之和低于定值，同时每回线路电流也均低于定值，认为通道4为不运行状态，不在运行通道数S为1，断面在运行通道数R等于3；

步骤3-4：

若断面失步判别通道数定值M人为整定为4。运行通道数R小于断面失步判别通道数定值M，执行步骤3-6。由于断面失步通道个数L不等于断面失步判别通道数定值M，认为该断面不失步。

若断面失步判别通道数定值M人为整定为3。运行通道数R等于断面失步判别通道数定值M，执行步骤3-5。由于断面失步通道个数L等于断面失步判别通道数定值M，认为该断面失步。

若断面失步判别通道数定值M人为整定为2。运行通道数R大于断面失步判别通道数定值M，执行步骤3-5。由于断面失步通道个数L大于断面失步判别通道数定值M，认为该断面失步。

在该振荡模式下，断面失步判别通道数定值M可整定为3或2。

步骤4：确定该断面失步后，主站同时向断面每个通道两侧子站发送解列命令。

在一个实例中：

判定断面失步后，主站会向子站1～8发送解列命令。

步骤5：各子站接收主站下发的解列命令后，根据现场出口压板的投退来解列相应线路。

在一个实例中：

若站1线路3、4的出口压板退出，站2线路3、4的出口压板投入。则站1接收到解列命令不会出口解列线路3、4，而站2接收到解列命令出口解列线路3、4。其他站点以此类推。

本发明技术方案带来的有益效果在于：

(1)通过在区域联络线两侧扩大失步解列装置配置及信息采集范围，实现振荡中心附近多条线路信息量的采集，可有效应对振荡中心迁移导致该通道失步解列装置无法动作的情况。

(2)提出开放断面失步判别通道数，而不采取固定值的模式，可灵活适应于各种运行网架及运行方式，避免随着运行网架及运行方式的不断变化，需要修改基于断面的失步解列控制策略及判据的问题。

(3)融合就地量测与全局信息，实现集中决策与分散控制，能够有效避免断面不能完全解列及断面各通道解列时间不一致的情况，防止大面积停电。

(4)算法简单，易于实现，工程可实施性强。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种断面失步解列判别控制系统，其特征在于，包括：主站和多个子站，所述子站部署在断面每个通道的两侧处，所述子站与所述主站之间通信连接；

所述子站包括采集模块、逻辑判别模块、第一发送模块和动作出口模块；所述采集模块用于采集部署所在通道的所有出线的电流和电压数据；所述逻辑判别模块用于对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别，得到各条线路的失步状态；所述第一发送模块用于将所述各条线路的失步状态信息发送到所述主站；所述动作出口模块用于接收并执行所述主站下发的解列指令，通过现场出口压板的投退来确定解列相应线路；

所述主站包括接收模块、通道判失步模块、断面判失步模块和第二发送模块；所述接收模块用于接收各子站上传的所述各条线路的失步状态信息；所述通道判失步模块用于根据各通道线路两侧子站上传的所有线路失步状态信息进行分别判断各通道的失步状态；其中，每个通道的两侧子站为解列站点；所述断面判失步模块用于将所述各通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值进行比较，判断得到断面的失步状态；所述第二发送模块用于当判断所述断面的状态为失步时，分别向各个解列站点发送解列指令。

2.如权利要求1所述的断面失步解列判别控制系统，其特征在于，所述通道判失步模块包括多个通道判失步单元，所述通道判失步单元的数量等于通道数量，一个所述通道判失步单元对应一个通道进行判断；所述通道判失步单元根据通道线路两侧子站上传的所有线路的失步状态判断该通道的失步状态。

3.如权利要求1所述的断面失步解列判别控制系统，其特征在于，所述预设的断面失步判别通道数定值为非固定值。

4.如权利要求1所述的断面失步解列判别控制系统，其特征在于，所述解列指令还用于指示各个解列站点同时执行解列操作。

5.如权利要求1所述的断面失步解列判别控制系统，其特征在于，所述逻辑判别模块基于判别原理或阻抗循序判别原理对采集到的所述电流和电压数据进行失步逻辑判别。

6.如权利要求1所述的断面失步解列判别控制系统，其特征在于，所述子站与所述主站通过光纤线缆进行通信连接。

7.一种基于权利要求1至权利要求6中任一项所述断面失步解列判别控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

根据采集得到的所有线路的电压和电流信息对各线路进行判别，得到各线路的失步状态；

根据所述各线路的失步状态判断得到断面每个通道的失步状态；当每个通道任一侧子站的任一回线路确认为失步状态，则该通道确认为失步状态；

根据所述判断得到断面每个通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断断面的失步状态；

当所述断面的失步状态判断确定为失步后，向所述断面每个通道两侧子站发送解列指令，以使所述断面每个通道两侧子站控制现场出口压板的投退来解列相应线路。

8.如权利要求7所述的断面失步解列判别控制方法，其特征在于，所述根据所述判断得到断面每个通道的失步状态和预设的断面失步判别通道数定值判断断面的失步状态，包括：

步骤1，确定断面的总通道数值；

步骤2，根据所述判断得到断面每个通道的失步状态计算得到断面通道失步个数值；

步骤3，实时计算断面的在运行通道数值；

步骤4，设置断面失步判别通道数定值，所述断面失步判别通道数定值小于所述总通道数值；当所述在运行通道数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤5；当所述在运行通道数值小于所述断面失步判别通道数定值时，执行步骤6；

步骤5，判断确定所述断面通道失步个数值大于或等于所述断面失步判别通道数定值时，确定该断面为失步状态；

步骤6，判断确定所述断面通道失步个数等于所述在运行通道数时，确定该断面为失步状态。

9.如权利要求8所述的断面失步解列判别控制方法，其特征在于，所述实时计算断面的在运行通道数值，包括：

确定断面的不在运行通道数值；

将所述总通道数值减去所述不在运行通道数值，计算得到断面的在运行通道数值。

10.如权利要求9所述的断面失步解列判别控制方法，其特征在于，所述断面的不在运行通道数值的确定方法，具体包括：

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路投入检修压板时，确定该通道为不在运行状态；

检测判断该通道起点和终点一致的所有线路的有功功率之和低于投运功率定值，同时，所述起点和终点一致的每回线路电流也均低于投运电流定值时，确定该通道为不在运行状态。