CN112421579A - 一种基于低频低压的主动解列控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低频低压的主动解列控制方法及系统，包括：实时地获取目标负荷母线的频率值和电压值；当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时器进行计时；当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。本发明能够解决弱小地方电网故障后的稳定问题，只基于频率电压测量的低频低压快速解列措施，简单易行，能够在故障后迅速切除冗余线路，可靠的保障重要负荷的持续供电，维持电网的功率平衡。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统运行控制技术领域，并且更具体地，涉及一种基于低频低压的主动解列控制方法及系统。
背景技术
对于从外部电网受入功率的受端电网，当其受入功率的通道发生故障时，往往会导致频率下降并超过电网运行允许值，对于该问题，一般需要布置低周减载策略，在频率下降到给定值时切除部分负载，以防止电力系统崩溃。然而，对于部分本地电源较少、电网较弱的地方电力系统，当受入功率的通道发生故障时，仅仅利用低周减载切除负载的方式有可能不足以帮助系统恢复并找到一个新的工作点，低周减载有可能出现无法防止系统崩溃的情况，无法保障故障后系统的稳定运行。此时快速解列可以作为故障发生后防止系统崩溃、维持电网稳定的重要保护措施。快速解列可以通过主动或被动切除线路以及次要负荷来快速消除系统异步运行，从而保住关键负荷不间断供电，降低故障冲击下对系统稳定性的影响。
失步解列是最初出现作为被动保护动作来保护电网安全的解列方式，但随着电网结构日益复杂，越来越多的研究指向了主动解列。目前已经出现的解列控制策略有：以孤岛间有功冲击电流最小为目标的主动解列控制，基于图论的电力系统主动解列控制，基于轨迹特征根的主动解列分群控制以及对失稳状态下电力系统进行有计划地在线主动解列控制。但这些算法均针对耦合量多的大电网，结构复杂，运算缓慢。并没有针对地方的弱电网进行分析的快速解列策略。
发明内容
本发明提出一种基于低频低压的主动解列控制方法及系统，以解决如何精准地进行主动解列，保障电网安全稳定运行的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于低频低压的主动解列控制方法，所述方法包括：
步骤1，对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值；
步骤2，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时器进行计时；
步骤3，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；
步骤4，根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
优选地，其中所述方法还包括：
当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并返回步骤2重新计算。
优选地，其中所述方法还包括：
在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于低频低压的主动解列控制系统，所述系统包括：
数据获取单元，用于对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值；
计时启动单元，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时；
判断单元，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；
快速解列执行单元，用于根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
优选地，其中所述系统还包括：
计时清零单元，用于当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并进入计时启动单元重新计算。
优选地，其中所述系统还包括：
主动解列上报单元，用于在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
本发明提供了一种基于低频低压的主动解列控制方法及系统，包括：实时地获取目标负荷母线的频率值和电压值；当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时器进行计时；当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。本发明能够解决弱小地方电网故障后的稳定问题，只基于频率电压测量的低频低压快速解列措施，简单易行，能够在故障后迅速切除冗余线路，可靠的保障重要负荷的持续供电，维持电网的功率平衡；相比于低周减载，作为电力系统第三道防线更加安全可靠，能够更好地保证故障后电力系统的安全稳定运行。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的基于低频低压的主动解列控制方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的低频低压快速解列系统结构的示意图；
图3为根据本发明实施方式的基于低频低压快速解列执行的流程图；
图4为联网枯大方式，吉隆-萨嘎断面低周减载狮泉河母线频率偏差图；
图5为根据本发明实施方式的联网枯大方式，吉隆-萨嘎断面低周减载狮泉河母线电压偏差图；
图6为联网枯大方式，萨嘎吉隆断面低频低压解列狮泉河母线频率偏差图；
图7为根据本发明实施方式的联网枯大方式，萨嘎吉隆断面低频低压解列狮泉河母线电压偏差图；
图8为根据本发明实施方式的联网枯腰方式，多林查务断面解环运行低频低压解列狮泉河母线频率偏差图；
图9为根据本发明实施方式的联网枯腰方式，多林查务断面解环运行低频低压解列狮泉河母线电压偏差图；
图10为根据本发明实施方式的基于低频低压的主动解列控制系统1000的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的基于低频低压的主动解列控制方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于低频低压的主动解列控制方法，能够解决弱小地方电网故障后的稳定问题，只基于频率电压测量的低频低压快速解列措施，简单易行，能够在故障后迅速切除冗余线路，可靠的保障重要负荷的持续供电，维持电网的功率平衡；相比于低周减载，作为电力系统第三道防线更加安全可靠，能够更好地保证故障后电力系统的安全稳定运行。本发明实施方式提供的基于低频低压的主动解列控制方法100，从步骤101处开始，在步骤101，对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值。
在步骤102，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时器进行计时。
在步骤103，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号。
在步骤104，根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
优选地，其中所述方法还包括：
当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并返回步骤2重新计算。
当一个相对较弱的地方电力系统发生故障，仅通过低周减载可能不足以帮助系统恢复并找到一个新的工作点，无法防止系统崩溃，无法保障故障后系统的稳定运行。因此，本申请提出一种基于低频低压主动解列的控制方法，以保障电网的安全稳定运行。
对于电源匮乏的电网，在故障后系统仅仅能够勉强保住核心负荷的正常运行，因此，其余线路及负荷全部切除。由于电网故障后最受关心的是频率和电压稳定问题，因此，将电网系统主动解列的条件设置为频率跌落的幅值。针对某些特殊故障，由于故障后电压无法恢复，导致故障后负荷功率处于较低水平，系统频率无法跌落至阈值，此时可以通过电压跌落作为解列的第二动作条件。由低频及低压双重条件下的解列可以完善的保证故障后系统的安全稳定运行。
由于本发明针对地方电网，因此关注的频率及电压均是重要负荷母线上所测得的频率f(Hz)及电压U(pu)，规定母线频率波动最低阈值不得低于fmin(Hz)，电压运行最低阈值为Umin(pu)。为防止在频率电压不稳定的情况下，瞬时的低值所引起的误解列，设定频率及电压低于阈值的延时需为T(s)。低频低压快速解列系统可大致分为两部分，量测判断与控制模块和快速解列执行单元两个部分，其系统结构如图2所示。
如图3所示，低频低压快速解列的具体动作步骤为：
步骤一：检测重要负荷母线的频率f及电压U；判断是否存在频率或电压中的任一值低于设定阈值fmin或Umin。
步骤二：若满足频率f小于等于预设的频率阈值fmin或电压U小于等于预设的电压阈值(即f≤fmin或U≤Umin)，则开始计时t。
步骤三：(1)若频率f或电压U持续低于预设的阈值，始终未恢复至正常运行值，并且持续时间达到预设的延时时间T，即t＝T，则生成低频低压解列动作信号，并根据所述低频低压解列动作信号立刻执行主动解列动作。
(2)若频率f或电压U在延时的T时间内恢复至正常值，即满足持续时间t小于预设的延时时间T，则将计时清零，并回到步骤2，重新计算，判断频率和电压是否处在正常范围内。
优选地，其中所述方法还包括：
在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
以下具体举例说明本发明的实施方式
在阿里地区电网与藏中电网联网的运行检测中发现，若第二道防线安全控制措施未能正确动作，依靠低周减载无法作为第三道防线保护阿里地区电网安全稳定运行。
如图4和图5所示，以枯大方式下的吉隆-萨嘎线路故障为例，仿真得出低周减载方式下的系统频率、电压均失稳。
如图6和图7所示，若采用低频低压解列的方式，将频率的低频阈值fmin设置为48.6Hz，电压的低压阈值Umin设置为0.4pu，延时时间T设置为为150ms，同样在枯大方式下，萨嘎-吉隆断故障时，频率问题更加严峻，低频解列被迅速触发。此时虽然狮泉河母线电压也跌下电压阈值，但由于持续时间未超过设定延时T，系统已经因为低频解列而恢复，因此低压解列未被触发。
如图8和图9所示同样的设置，当多林-查务解环运行时，联网枯腰方式下此线路故障后有故障后频率上升的情况，此时无法触发低频解列动作。因此需要低压解列完成系统第三道防线动作。频率电压的快速恢复保证了系统的稳定运行。
通过仿真实验可知，低频低压解列可以保证电网故障后的安全稳定运行。因此本发明低频低压主动解列具有能够快速响应、可靠性强特点。
图10为根据本发明实施方式的基于低频低压的主动解列控制系统1000的结构示意图。如图10所示，本发明实施方式提供的基于低频低压的主动解列控制系统1000，包括：数据获取单元1001、计时启动单元1002、判断单元1003和快速解列执行单元1004。
优选地，所述数据获取单元1001，用于对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值。
优选地，所述计时启动单元1002，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时。
优选地，所述判断单元1003，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号。
优选地，所述快速解列执行单元1004，用于根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
优选地，其中所述系统还包括：
计时清零单元，用于当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并进入计时启动单元重新计算。
优选地，其中所述系统还包括：
主动解列上报单元，用于在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
本发明的实施例的基于低频低压的主动解列控制系统1000与本发明的另一个实施例的基于低频低压的主动解列控制方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于低频低压的主动解列控制方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值；
步骤2，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时器进行计时；
步骤3，当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；
步骤4，根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并返回步骤2重新计算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
4.一种基于低频低压的主动解列控制系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取单元，用于对目标负荷母线的频率信号和电压信号进行监测，实时地获取所述目标负荷母线的频率值和电压值；
计时启动单元，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值时，启动计时；
判断单元，用于当所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间等于预设的延时时间时，生成低频低压解列动作信号；
快速解列执行单元，用于根据所述低频低压解列动作信号执行主动解列。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
计时清零单元，用于当所述目标负荷母线的频率恢复至预设的频率正常阈值或电压恢复至预设的电压正常阈值时，若所述目标负荷母线的频率值小于等于预设的频率阈值或所述目标负荷母线的电压值小于等于预设的电压阈值的持续时间满足小于预设的延时时间，则将计时器的时间清零，并进入计时启动单元重新计算。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
主动解列上报单元，用于在执行主动解列时，发送主动解列信息至主控制站。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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