電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法
【專利摘要】電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，涉及一種系統分析方法。目前為止還沒有提出基于詳細的時域仿真直接整定低頻減載量的實用方法。本發明包括下列步驟：分別針對設定時段內的各個計劃方式，將頻率下降幅度大于頻率偏差門檻值的預想故障納入相應的計劃方式待校核故障集；根據計劃方式的持續時間，計算其出現的概率；確定低頻減載裝置減載比例的最大值及每輪減載比例最大值；逐輪確定各低頻減載裝置的減載量，直至待整定計劃方式所對應的待整定故障的暫態頻率安全裕度均大于0或者切負荷無法提高暫態頻率安全裕度；進行待校核故障的暫態頻率安全并行評估。本技術方案計算速度快，提高了整定方案的準確性和適應性。
【專利說明】電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種系統分析方法，尤指電力系統低頻減載基本輪減載量的在線整定方法。
【背景技術】
[0002]電力系統頻率反映有功發電與負荷的平衡情況。當系統出現大的有功缺額時，頻率會發生較大偏移，可能引發連鎖故障和頻率失穩。作為電力系統“三道防線”的重要組成部分，低頻減載裝置對維持頻率穩定具有重要意義。目前廣泛使用的低頻減載裝置采用逐次逼近的控制思想，通過多輪基本輪和特殊輪的組合，能夠適應較大范圍擾動。傳統低頻減載方案整定方法在無備用方式下利用單機帶集中負荷模型進行整定，方法簡便，但存在方案偏保守、適應性差的缺陷。實際電網中需要優化配置低頻減載裝置，在保證電網安全穩定的前提下優化減載量。
[0003]為了解決以上問題，國內外學術界曾開展了相關的研究工作，但就已經發表的成果看，雖然也已強調采用暫態仿真評估低頻減載整定方案的重要性，但由于缺乏評估暫態頻率安全性的量化方法，無法定量評估減載量的影響，到目前為止還沒有提出基于詳細的時域仿真直接整定低頻減載量的實用方法。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，以提高整定方案的準確性和適應性的目的。為此，本發明采取以下技術方案。
[0005]電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于包括下列步驟:
[0006]I)分別針對設定時段T內的各個計劃方式，根據預想故障引起的系統功率缺額，估算預想故障集中各個故障發生后系統穩態頻率的下降幅度，將頻率下降幅度大于頻率偏差門檻值Afthres的預想故障納入相應的計劃方式待校核故障集；若其中至少有一個計劃方式的待校核故障集非空，則進入步驟2);否則，結束本方法；
[0007]所述故障是指由解列、機組跳閘、廠站全停或直流閉鎖引起系統功率缺額的故障；頻率偏差門檻值Afthres為系統當前頻率與各套低頻減載裝置基本輪中第一輪動作頻率差值的最小值；
[0008]2)針對待校核故障集非空的計劃方式，進行考慮除低頻減載措施之外其它緊急控制措施的暫態頻率安全量化評估，篩選出暫態頻率不安全的計劃方式及其對應的不安全故障，形成待整定的計劃方式及其待整定的故障集；根據計劃方式k的持續時間Tk，計算其出現的概率Xk = Tk/T，進入步驟3);
[0009]3)分別針對待整定的計劃方式及其待整定的故障集，根據功率平衡原則確定低頻減載裝置減載比例的最大值及每輪減載比例最大值，進入步驟4)；
[0010]4)針對待整定計劃方式下的所有待整定故障，從暫態頻率不安全的初始點出發，在各個低頻減載裝置當前輪最大可減載比例范圍內劃分檔位，所有低頻減載裝置當前輪檔位進行枚舉組合，每個組合均作為一個當前輪減載方案，并將每個當前輪減載方案下的所有待整定計劃方式對應的待整定故障均作為計算方案，采用按計算方案并行的計算方法進行暫態頻率安全校核，根據暫態頻率安全裕度指標和切負荷代價，將性價比最大值對應的減載方案中各個低頻減載裝置減載比例作為當前輪減載比例，逐輪確定各低頻減載裝置的減載量，直至待整定計劃方式所對應的待整定故障的暫態頻率安全裕度均大于O或者切負荷無法提高暫態頻率安全裕度，進入步驟5)；
[0011]5)在步驟4)確定的減載方案基礎上，采用集群計算平臺對待校核故障集非空的計劃方式進行待校核故障的暫態頻率安全并行評估，若各個計劃方式下所有待校核故障的暫態頻率安全裕度均大于0，則將步驟4)確定的減載方案作為低頻減載基本輪減載量在線整定方案，結束本方法；否則，對于除待整定故障外還有暫態頻率安全裕度不大于O的情況，接受步驟4)確定的減載方案，并將暫態頻率不安全故障及相應的計劃方式形成新的待整定計劃方式及其待整定故障集，返回步驟3);對于其它情況，結束本方法。
[0012]本技術方案一方面考慮了基于電網設定時段內的實時調度計劃斷面數據進行低頻減載量的在線整定，另一方面考慮了基于大規模集群計算平臺的低頻減載量整定，因此，本發明在提高了整定方案的準確性和適應性同時極大提高了低頻減載量整定的計算性能。
[0013]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特征。
[0014]在步驟I)中通過公式一估算故障后系統的頻率下降幅度，公式一:
【權利要求】
1.電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于包括下列步驟: 1)分別針對設定時段T內的各個計劃方式，根據預想故障引起的系統功率缺額，估算預想故障集中各個故障發生后系統穩態頻率的下降幅度，將頻率下降幅度大于頻率偏差門檻值Afthres的預想故障納入相應的計劃方式待校核故障集；若其中至少有一個計劃方式的待校核故障集非空，則進入步驟2);否則，結束本方法； 所述故障是指由解列、機組跳閘、廠站全停或直流閉鎖引起系統功率缺額的故障；頻率偏差門檻值Afthres為系統當前頻率與各套低頻減載裝置基本輪中第一輪動作頻率差值的最小值； 2)針對待校核故障集非空的計劃方式，進行考慮除低頻減載措施之外其它緊急控制措施的暫態頻率安全量化評估，篩選出暫態頻率不安全的計劃方式及其對應的不安全故障，形成待整定的計劃方式及其待整定的故障集；根據計劃方式k的持續時間Tk，計算其出現的概率λ k = Tk/T,進入步驟3)； 3)分別針對待整定的計劃方式及其待整定的故障集，根據功率平衡原則確定低頻減載裝置減載比例的最大值及每輪減載比例最大值，進入步驟4)； 4)針對待整定計劃方式下的所有待整定故障，從暫態頻率不安全的初始點出發，在各個低頻減載裝置當前輪最大可減載比例范圍內劃分檔位，所有低頻減載裝置當前輪檔位進行枚舉組合，每個組合均作為一個當前輪減載方案，并將每個當前輪減載方案下的所有待整定計劃方式對應的待整定故障均作為計算方案，采用按計算方案并行的計算方法進行暫態頻率安全校核，根據暫態頻率安全裕度指標和切負荷代價，將性價比最大值對應的減載方案中各個低頻減載裝置減載比例作為當前輪減載比例，逐輪確定各低頻減載裝置的減載量，直至待整定計劃方式所對應的待整定故障的暫態頻率安全裕度均大于O或者切負荷無法提高暫態頻率安全裕度 ，進入步驟5)； 5)在步驟4)確定的減載方案基礎上，采用集群計算平臺對待校核故障集非空的計劃方式進行待校核故障的暫態頻率安全并行評估，若各個計劃方式下所有待校核故障的暫態頻率安全裕度均大于O，則將步驟4)確定的減載方案作為低頻減載基本輪減載量在線整定方案，結束本方法；否則，對于除待整定故障外還有暫態頻率安全裕度不大于O的情況，接受步驟4)確定的減載方案，并將暫態頻率不安全故障及相應的計劃方式形成新的待整定計劃方式及其待整定故障集，返回步驟3);對于其它情況，結束本方法。
2.根據權利要求1所述的電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于:在步驟I)中，通過公式一估算故障后系統的頻率下降幅度，公式一:切爾=驚，式中:△ fmax為頻率下降幅度，△ Pk為故障k下系統的功率缺額為負荷靜態頻率特性系數，是頻率變化IHz引起的負荷功率變化量；如果故障造成系統解列，則需要分別計算解列后有功率缺額的各個子系統的頻率下降幅度，其中，負荷靜態頻率特性系數分別取各個子系統的對應值。
3.根據權利要求1所述的電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于:在步驟2)中確定待整定方式及其對應故障集的方法如下:采用集群計算平臺對計劃方式下的所有待校核故障進行暫態頻率安全量化分析，得到方式i故障j的暫態頻率安全裕度/廣1;若故障后系統解列為多個子系統，則分別計算各個子系統的暫態頻率安全裕度；為避免提高不安全故障的暫態頻率安全裕度的低頻減載措施惡化臨界安全故障的暫態頻率安全裕度，設置大于O的暫態頻率安全裕度門檻值Sf，將暫態頻率安全裕度七?小于4的故障及其對應計劃方式形成待整定計劃方式及其待整定的故障集。
4.根據權利要求1所述的電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于；在步驟3)中根據功率平衡原則確定低頻減載裝置減載比例最大值及每輪減載比例最大值的方法如下: 首先，通過公式二來計算計劃方式i發生故障j后解列出的子系統k所需要的低頻減載量最大值如果故障未造成解列，則k即為原系統；公式二:Δ PLiJkmax=入(Λ PiJk-KLiJk Λ f)，式中:Λ Pijk為計劃方式i發生故障j后解列出的子系統k的功率缺額；Λ f=fN-fr, fN為系統的當前頻率，fr為恢復頻率的安全門檻值；λ為設定的估算系數，通常取為I ;K&_k是子系統k的負荷靜態頻率特性系數； 然后，通過公式三來計算子系統k中低頻減載裝置基本輪減載比例的最大值，公式三:
5.根據權利要求1所述的電力系統低頻減載基本輪減載量在線整定方法，其特征在于:在步驟4)中低頻減載量逐輪分檔整定的步驟分為以下四步: 第一步，對于所有待整定的低頻減載裝置，分別以該裝置待整定的當前輪的最大可減載比例作為搜索上限，將當前輪減載比例在搜索上限和O之間分成若干檔位，檔位數的劃分滿足精度要求；采用公式五計算所有低頻減載裝置當前輪各檔位的枚舉組合數XD，每個組合均作為一個當前輪減載方案； 公式五:
【文檔編號】H02J3/00GK103762590SQ201410014074
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】李繼紅, 徐泰山, 孫維真, 鮑顏紅, 倪秋龍, 徐偉, 王超, 曾興嘉, 夏小琴, 陳金 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司