[发明专利]基于多源数据的电网电压越限和设备过载紧急控制方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统紧急控制技术领域，更准确的说，本发明适用于安全稳定紧急控制装置检测到电压越限、设备过载后的控制策略计算及紧急控制。

背景技术

随着社会经济发展结构的调整、节能减排力度的进一步加大，新能源发电并网规模在快速增大，电网负荷峰谷也在逐渐增大，电网运行趋势的不确定性持续增加，电网输电潜力又需要进一步挖掘，电压越限、设备过载已逐渐成为制约电网安全可靠、经济运行的主要问题，急需进一步提升电网调度运行控制技术及装备水平。在电网的调度运行与控制中，针对电网中母线电压越限和设备过载的不同程度，采用的控制手段也不同。若设备过载的程度较轻，允许的持续运行时间较长（例如30分钟），则由调度人员通过下达调度命令对电网实施控制，例如调整发电机出力、转供负荷等；若设备过载的程度较重，允许的持续运行时间较短（例如5分钟），则由安全稳定紧急控制系统（简称为安控系统）对电网实施自动控制，例如切发电机、切负荷、紧急调制直流系统功率等；若设备过载的程度特别严重，允许的持续运行时间非常短（例如1分钟以内），则由继电保护装置对电网实施控制，例如切除过载设备等。若母线电压越限的程度较轻，则由调度人员通过下达调度命令对电网实施控制或由自动电压控制系统/装置对电网实施自动控制，例如调整发电机无功出力、投切容抗器等；若母线电压越限的程度较重，则由安控系统对电网实施自动控制，例如切负荷、投切容抗器等；若母线电压越限的程度特别严重，则由安全稳定控紧急制装置（第三道安全防线）对电网实施自动控制，例如切负荷、解列等。

本发明针对的是电网运行中出现的上述设备过载程度较重和母线电压越限程度较重的问题。现有的主要技术手段是通过电网的离线分析计算，制定离线控制策略表，由安控系统在检测到母线电压越限、设备过载时，根据离线控制策略表查找相应的控制策略，并对电网实施控制。该技术手段不仅分析计算量巨大，而且不可避免由于电网实际运行方式与离线研究的运行方式之间的差异，而带来的过控和欠控，乃至引发连锁故障，造成电网大面积停电。为此，专利“大电网过载集中决策实时紧急控制方法”（ZL 200710135096.2）提出以安控装置实测数据为准，对能量管理系统EMS状态估计数据进行调整，形成电网运行断面数据，采用基于发电机和负荷控制措施消除线路和变压器过载的综合性能指标的算法，计算出优化的紧急控制方案，通过安控装置实施该控制方案。

为了进一步提高实时控制的可靠性、实时性和优化性能，拓展对直流功率紧急调制、投切容抗器和解列小电网控制措施以及对电网母线电压越限控制的适应性，并满足电网输电断面的安全稳定约束要求，本发明采用调度中心站、控制主站、控制子站和控制执行站四层结构，构建覆盖电网关键厂站的安全稳定控制系统，通过融合RTU、PMU和安控系统等多源实时数据辨识电网实时运行状态，基于电网潮流计算分析，提出切发电机、切负荷、紧急调制直流系统功率、投切容抗器和解列小电网措施对消除母线电压越限、设备过载的综合性能指标，对可选控制措施进行筛选，再通过控制措施的枚举组合及基于控制效果预估技术的筛选，并对余下的控制措施组合采用集群计算模式进行控制效果的快速量化评估，得到实时控制优化策略，以离线控制策略与实时控制优化策略协调追加的控制方式，可实现对电网母线电压越限、设备过载的快速、可靠、精确控制。

发明内容

本发明的目的是：基于电网远程终端单元（RTU）、相量测量单元（PMU）和安控系统多源实时数据，辨识电网实时运行状态，采用离线控制策略与实时控制优化策略协调追加的控制方式，实现对电网母线电压越限、设备过载的快速、可靠、精确控制。

具体地说，本发明是采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1）安控系统的各控制主站接受相应控制子站、控制执行站以及其它控制主站的安控实时信息，调度中心站接受各控制主站上送的安控实时信息，所述安控实时信息是指安控系统采集的电网运行实时数据和安控系统的自身信息；

2）若有控制主站已检查到电网中同1条母线电压越限持续时间超过相应的设定值或同1个设备过载的持续时间超过相应的设定值，则判定需要采取紧急控制进入步骤3）；否则，返回步骤1）进行安控实时信息的汇集；

3）若安控系统的控制模式是离线策略控制、无实时控制优化策略控制追加，或者控制模式是离线策略控制优先、实时控制优化策略控制追加，则在步骤2）中判定需要采取紧急控制的控制主站根据安控实时信息从离线策略表中搜索相应的离线策略，进入步骤4）；否则，进入步骤5）；