CN114362146A - 一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置，所述控制策略包括：步骤S1，将各区域虚拟电厂划分到不同的切负荷轮次中；步骤S2，各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，根据监测得到的装设点的电压基波频率获得装设点当前时刻的基波频率偏差量；步骤S3，根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。

Description

一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置。
背景技术
随着新能源接入比例逐步提高，其随机性、波动性对电力系统安全稳定运行提出新的挑战，尤其频率稳定问题方面。
现有电力系统应对功率缺额导致频率下降问题的处理手段主要包括一、二次调频、直流FLC(Frequency Limit Controller，频率限制器)等自动调节控制装置、稳控切负荷、低频减载装置动作等以使频率回升。大规模新能源接入后，新能源不确定性可能存在备用不足或稳控策略防控不到位的情况，导致出现系统频率低悬问题，而虚拟电厂中可中断负荷具备快速参与调频的能力，但又有其自身特点，如不希望频繁动作，如何协调各虚拟电厂有效参与调频，赚取利益，同时又避免其频繁动作，影响自身正常工作是十分具有现实意义的事情。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置，以有效地解决大规模新能源接入后可能存在的备用不足、稳控策略防控不到位导致的低频悬浮问题。
为达上述目的，本发明提出一种多区域协调的自动脱网控制策略，包括如下步骤：
步骤S1，将各区域虚拟电厂划分到不同的切负荷轮次中；
步骤S2，各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，根据监测得到的装设点的电压基波频率获得装设点当前时刻的基波频率偏差量；
步骤S3，根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
优选地，于步骤S1中，将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中。
优选地，所述切负荷轮次共5轮。
优选地，步骤S1中，统计各区域虚拟电厂总切负荷量，并根据负荷重要程度、可接受断电频次等进行排序，然后根据调度设定的每轮动作量分别划分到5轮动作序列中。
优选地，于步骤S2中，根据监测得到的装设点的电压基波频率与基波标准频率的差值获得各虚拟电厂装设点当前时刻的基波频率偏差量。
优选地，步骤S3进一步包括：
步骤S300，对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则低频脱网装置动作切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S301，对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S302，对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
步骤S303，对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
步骤S304，对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作。
为达到上述目的，本发明还提供一种多区域协调的自动脱网控制装置，包括：
轮级划分单元，用于将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中；
基波频率偏差量获取单元，用于获取各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测到的装设点电压基波频率，根据各虚拟电厂监测得到的装设点的电压基波频率获得各虚拟电厂装设点当前时刻的基波频率偏差量
控制单元，用于根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
优选地，所述控制单元用于：
对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则低频脱网装置动作切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作。
与现有技术相比，本发明一种多区域协调的自动脱网控制策略及装置通过将各区域虚拟电厂划分到不同的切负荷轮次中，然后各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，根据监测得到的装设点的电压基波频率获得装设点当前时刻的基波频率偏差量，最后根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束，通过本发明能够有效地解决大规模新能源接入后可能存在的备用不足、稳控策略防控不到位导致的低频悬浮问题，十分适合用于以新能源为主体的新型电力系统中，具备实际应用价值。
附图说明
图1为本发明一种多区域协调的自动脱网控制策略的步骤流程图；
图2为本发明一种多区域协调的自动脱网控制装置的系统结构图；
图3为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种多区域协调的自动脱网控制策略的步骤流程图。如图1所示，本发明一种多区域协调的自动脱网控制策略，包括如下步骤：
步骤S1，将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中；
在本发明具体实施例中，统计各区域虚拟电厂总切负荷量，并根据负荷重要程度、可接受断电频次等进行排序，然后根据调度设定的每轮动作量分别划分到5轮动作序列中。
步骤S2，各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，根据监测得到的装设点的电压基波频率获得装设点当前时刻的基波频率偏差量。
在本发明具体实施例中，采用如下计算公式获得装设点k在t时刻的基波频率偏差量：
Figure BDA0003397657530000051
其中，
Figure BDA0003397657530000052
为装设点k在t时刻的基波频率偏差量，f0为基波标准频率，一般取50Hz，
Figure BDA0003397657530000053
为节点k在t时刻的基波频率测量值，即通过低频脱网装置在t时刻监测到的装设点(节点k)的电压基波频率。
步骤S3，根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
在本发明中，每轮动作量如Pn(n＝1～5)根据调度需要人为制定和调整，各虚拟电厂的动作轮级可根据负荷重要程度等设定和调整，既解决新能源电力系统可能存在频率低悬问题，又能保证各虚拟电厂有效参与调频，赚取利益，同时又避免其频繁动作，影响自身正常工作。具体地，步骤S3进一步包括：
步骤S300，对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值(如0.5Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P1(P1值可预设)，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S301，对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值(如0.6Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P2(P2值可预设)，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S302，对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值(如0.7Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值)之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P3(P3值可预设)，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S303，对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值(如0.8Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P4(P4值可预设)，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S304，对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值(如0.9Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P5(P5值可预设)，否则，控制低频脱网装置不动作。
图2为本发明一种多区域协调的自动脱网控制装置的系统架构图。如图2所示，本发明一种多区域协调的自动脱网控制装置，包括：
轮级划分单元201，用于将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中；
在本发明具体实施例中，轮级划分单元201统计各区域虚拟电厂总切负荷量，并根据负荷重要程度、可接受断电频次等进行排序，然后根据调度设定的每轮动作量分别划分到5轮动作序列中。
基波频率偏差量获取单元202，用于获取各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测到的装设点电压基波频率，根据各虚拟电厂监测得到的装设点的电压基波频率获得各虚拟电厂装设点当前时刻的基波频率偏差量。
在本发明具体实施例中，基波频率偏差量获取单元202采用如下计算公式获得各虚拟电厂装设点k在t时刻的基波频率偏差量：
Figure BDA0003397657530000061
其中，
Figure BDA0003397657530000062
为装设点k在t时刻的基波频率偏差量，f0为基波标准频率，一般取50Hz，
Figure BDA0003397657530000063
为节点k在t时刻的基波频率测量值，即通过低频脱网装置在t时刻监测到的装设点(节点k)的电压基波频率。
控制单元203，用于根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
在本发明中，每轮动作量如Pn(n＝1～5)根据调度需要人为制定和调整，各虚拟电厂的动作轮级可根据负荷重要程度等设定和调整，既解决新能源电力系统可能存在频率低悬问题，又能保证各虚拟电厂有效参与调频，赚取利益，同时又避免其频繁动作，影响自身正常工作。具体地，控制单元203具体用于：
对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值(如0.5Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P1，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值(如0.6Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P2，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值(如0.7Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P3，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值(如0.8Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P4，否则控制低频脱网装置不动作。
对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值(如0.9Hz)和第三道防线动作阈值(如1.0Hz)或低周减载基本轮启动门槛值)之间，持续时间超过某一时间定值，如0.02s，则低频脱网装置动作切除一定量的可中断负荷P5，否则，控制低频脱网装置不动作。
实施例
图3为本发明实施例的流程图。在本实施例中，一种多区域协调的自动脱网控制策略，其过程如下：
步骤1，统计各区域虚拟电厂总切负荷量，并根据负荷重要程度、可接受断电频次等进行排序，然后根据调度设定的每轮动作量分别划分到5轮动作序列中；
步骤2，各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，计算基波频率偏差量，计算公式为
Figure BDA0003397657530000081
其中，
Figure BDA0003397657530000082
为装设点k在t时刻的基波频率偏差量，f0为基波标准频率，一般取50Hz，
Figure BDA0003397657530000083
为节点k在t时刻的基波频率测量值。
步骤3：如果系统频率低于49.5Hz但高于49.4Hz，且持续时间超过0.02s，则处于第一轮序列的虚拟电厂动作，切除一定负荷量(≤P1)；
步骤4：如果系统频率低于49.4Hz但高于49.3Hz，且持续时间超过0.02s，则处于第一、二轮序列的虚拟电厂动作，切除一定负荷量(≤P1+P2)；
步骤5：如果系统频率低于49.3Hz但高于49.2Hz，且持续时间超过0.02s，则处于第一、二、三轮序列的虚拟电厂动作，切除一定负荷量(≤P1+P2+P3)；
步骤6：如果系统频率低于49.2Hz但高于49.1Hz，且持续时间超过0.02s，则处于第一、二、三、四轮序列的虚拟电厂动作，切除一定负荷量(≤P1+P2+P3+P4)；
步骤7：如果系统频率低于49.1Hz但高于49Hz，且持续时间超过0.02s，则处于第一、二、三、四、五轮序列的虚拟电厂动作，切除一定负荷量(≤P1+P2+P3+P4+P5)；
步骤8：其他情况，低频减载装置不动作。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种多区域协调的自动脱网控制策略，包括如下步骤：
步骤S1，将各区域虚拟电厂划分到不同的切负荷轮次中；
步骤S2，各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测装设点电压基波频率，根据监测得到的装设点的电压基波频率获得装设点当前时刻的基波频率偏差量；
步骤S3，根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
2.如权利要求1所述的一种多区域协调的自动脱网控制策略，其特征在于，于步骤S1中，将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中。
3.如权利要求2所述的一种多区域协调的自动脱网控制策略，其特征在于：所述切负荷轮次共5轮。
4.如权利要求3所述的一种多区域协调的自动脱网控制策略，其特征在于：于步骤S1中，统计各区域虚拟电厂总切负荷量，并根据负荷重要程度、可接受断电频次等进行排序，然后根据调度设定的每轮动作量分别划分到5轮动作序列中。
5.如权利要求4所述的一种多区域协调的自动脱网控制策略，其特征在于：于步骤S2中，根据监测得到的装设点的电压基波频率与基波标准频率的差值获得各虚拟电厂装设点当前时刻的基波频率偏差量。
6.如权利要求4所述的一种多区域协调的自动脱网控制策略，其特征在于，步骤S3进一步包括：
步骤S300，对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则低频脱网装置动作切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S301，对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
步骤S302，对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
步骤S303，对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
步骤S304，对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作。
7.一种多区域协调的自动脱网控制装置，包括：
轮级划分单元，用于将各区域虚拟电厂根据负荷重要程度、可接受断电频次等划分到不同的切负荷轮次中；
基波频率偏差量获取单元，用于获取各虚拟电厂通过低频脱网装置实时监测到的装设点电压基波频率，根据各虚拟电厂监测得到的装设点的电压基波频率获得各虚拟电厂装设点当前时刻的基波频率偏差量
控制单元，用于根据各虚拟电厂获得的基波频率偏差量以及各虚拟电厂所处的轮序列，对各虚拟电厂动作行为分轮级进行约束。
8.如权利要求7所述的一种多区域协调的自动脱网控制装置，其特征在于，所述控制单元用于：
对于属于第一轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第一阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则低频脱网装置动作切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第二轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第二阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则控制低频脱网装置不动作；
对于属于第三轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第三阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
对于属于第四轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第四阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作；
对于属于第五轮的虚拟电厂，若其获得的基波频率偏差量在第五阈值和第三道防线动作阈值或低周减载基本轮启动门槛值之间，且持续时间超过预设值，则切除预设数量的可中断负荷，否则，控制低频脱网装置不动作。
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