[发明专利]基于分布式馈线自动化的切负荷控制系统和切负荷方法

说明书

本发明公开一种基于分布式馈线自动化的紧急精准切负荷控制系统和切负荷方法，包括区域电网频率控制总站、切负荷控制主站、多个切负荷控制子站、多个切负荷执行站和分布式馈线自动化子系统；分布式馈线自动化子系统包括多个设置于各10kV馈线的电源站和各配网支路的分布式馈线终端。本发明运用分层自治的思想，将切负荷量层层计算并定位到底层的馈线终端，完成需切负荷量与实际切除负荷量的匹配。同时本发明改变了传统电网安全稳控装置以110kV线路为对象的集中切负荷控制思路，而以10kV可中断负荷为切负荷控制对象，实现了大规模10kV配网层毫秒级的精准切负荷控制，解决了110kV集中切负荷的欠切或者过切问题，可缓解多直流受端电网双极闭锁故障后的频率失稳问题，确保大电网的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定控制技术领域，特别是一种基于分布式馈线自动化的紧急精准切负荷控制系统和切负荷方法。

背景技术

随着高压交直流电网的快速发展以及大规模可再生能源不断接入电力系统，复杂大电网运行方式的时变性和复杂性问题日益凸显，极大地增加了电网的运行风险和控制难度。在我国，以江苏省为代表的东部沿海经济发达地区的电力负荷相对集中，而发电能力则由于当地能源资源和环境的限制相对匮乏，以致电网对外部电源依赖严重。近年来江苏特高压直流输电发展迅速，一定程度上缓解了电力短缺的问题。然而大规模直流输电工程落地也为电网的安全稳定运行带来新的挑战，因交流系统故障导致的换相失败是可能出现的主要问题。若换相失败导致多回直流同时发生双极闭锁，电网将出现大量有功缺额，从而出现电网频率下降，甚至可能导致系统频率崩溃。因此迫切需要对电网提供频率和电压支撑，必要时需采取紧急切负荷控制策略，以保证电网的安全运行。

经济发达地区的大规模负荷也为电网灵活调控提供了巨大的潜力空间。若能紧急切除电网内的一定量负荷，则可减少故障发生后其他输电线路的功率传输，有利于频率快速恢复，预防区域电网发生连锁故障而崩溃。

分布式馈线自动化系统(分布式FA)的每台终端仅与和其一次拓扑相接的终端进行通信，与非相邻终端的数据交互依靠相邻终端代理，各终端互为代理后则形成了全局数据交互通道。自动化信息沿交互通道逐级蔓延，实现全网信息的快速传递和共享。这个技术使单台终端可以接收到网格内的全部所需信息，同时又不必对网格内远处某点的变动做出修改，当网格内出现节点增删时，仅对其相邻区域产生影响，这样可在工程实施中对一次网架更新在最大限度维持原有状态下快速反应，同时随着网格内节点数量的增加，通信量仅以正比例加法的规模平滑增长，利于电网后期的规划发展。

基于对等通信技术通过两两通信实现智能分布式FA全局数据交换方式，将通信限制在相邻终端两两之间，与非相邻终端的数据交互则依靠相邻终端代理，各终端互为代理后则形成了全局数据交互的通道。

借鉴IEC61850标准在数字化变电站领域运行的成功经验，结合智能分布式FA系统的具体需求，以GOOSE作为智能分布式FA系统终端间数据通信的机制。GOOSE主要用于实现多配电终端之间的信息传递，具有较高的传输速率，GOOSE的可靠性、实时性、安全性可以满足智能分布式FA系统的数据传输性能要求。智能分布式系统基于“对等通讯”模式运行，其逻辑算法的核心为分布式保护、分布式馈线自动化，这些核心逻辑均建立在对等通讯基础之上，可以使系统在故障发生后的毫秒级时间之内完成故障隔离操作。利用GOOSE通讯可靠、实时的特性，将智能分布式FA系统的对等通讯建立在GOOSE网络的基础上，为智能分布式FA系统提供可靠的支撑，使智能分布式FA系统的高级控制逻辑算法可以稳定、实时的运行，为整个系统的可靠运行奠定了基础。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：基于分布式馈线自动化技术实现多回直流故障时的紧急精准切负荷控制，以10kV可中断负荷为切负荷控制对象，实现快速批量的负荷精准控制，缓解多直流受端电网的频率失稳问题，确保大电网的安全稳定运行。