一種防止輸電斷面連鎖過載的緊急控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防止輸電斷面連鎖過載的緊急控制方法，屬于輸電斷面安全性保 護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來國際上屢屢發(fā)生的大停電事故多是因為系統(tǒng)因靜態(tài)潮流越限而引起一系 列連鎖過載跳閘，動態(tài)問題隨后加劇了事故的發(fā)展。連鎖過載跳閘發(fā)生的一個重要原因是 目前的繼電保護以元件保護為己任，利用局部信息將運行異常的過載輸電元件切除，而沒 有顧及過載切除后電網(wǎng)的安全性，保護和安全自動裝置之間缺乏協(xié)調(diào)配合。因此，在我國 即將實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，要求保障電網(wǎng)實時運行安全性之際，研究如何充分利用基于同步相量 測量單元PMU(PhaseMeasurementUnit)的廣域測量系統(tǒng)WAMS(WiderAreaMeasurement System)和現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)使分散安裝的繼電保護和安全自動裝置彼此動作協(xié)調(diào)配合， 避免連鎖跳閘將是一項非常有意義且必要的研究工作。輸電斷面安全性保護的實現(xiàn)策略 為：有支路發(fā)生過載時，先判斷切除該過載支路是否會引起所在輸電斷面內(nèi)其它支路的過 載。如果不會，則允許過負荷保護將其切除以避免損壞元件；如果會，則在過負荷保護動作 之前采取緊急控制措施消除支路過載，以保證輸電斷面的安全。
[0003] 實現(xiàn)輸電斷面安全性保護包括三項關(guān)鍵技術(shù)：輸電斷面在線快速搜索，輸電斷面 連鎖過載的實時預(yù)測以及防止輸電斷面連鎖跳閘的實時控制。本發(fā)明重點研究第三項關(guān)鍵 技術(shù)，即如何采取緊急控制措施快速有效地消除支路過載。
[0004] 采取措施來消除系統(tǒng)中原支路過載并同時保證無新支路越限，屬于有功安全校正 范疇。傳統(tǒng)靜態(tài)有功安全校正主要包括優(yōu)化控制和靈敏度兩大類。優(yōu)化規(guī)劃方法由目標(biāo)函 數(shù)和約束條件得到數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，因此經(jīng)濟性和安全性都較好，但快速有效性是緊急 控制的第一要求，為達到控制方案最優(yōu)而造成計算速度降低甚至可能存在收斂性問題的優(yōu) 化方法并不可取。而靈敏度方法無需迭代，不存在收斂性問題，易達到調(diào)整量最小或調(diào)整設(shè) 備最少的目的，便于操作實施。而傳統(tǒng)靈敏度算法中僅依據(jù)對過載支路的靈敏度正負區(qū)分 加減出力節(jié)點，極有可能導(dǎo)致調(diào)整時出現(xiàn)新的過載，需要進行多次潮流校驗，不能滿足緊急 控制的速度要求?，F(xiàn)有的綜合靈敏度算法雖考慮了過載線路及接近極限線路的綜合作用， 但沒有考慮權(quán)重差異，調(diào)整量確定方案等仍不夠完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種防止輸電斷面連鎖過載的緊急控制方法，以快速有效地 消除支路過載。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供了一種防止輸電斷面連鎖過載的緊急控制方法， 該控制方法的步驟如下：
[0007] 1)獲取斷面內(nèi)各支路的運行狀態(tài)；
[0008] 2)計算各可控節(jié)點對斷面的綜合靈敏度，并選取綜合靈敏度大于設(shè)定閾值值的節(jié) 占.
[0009] 3)根據(jù)所選取出的各節(jié)點綜合靈敏度符號和數(shù)值確定加、減出力節(jié)點操作序列， 并采用反向等量配對原則選取調(diào)整節(jié)點對；
[0010] 4)計算所選取的各調(diào)整節(jié)點的調(diào)整量，根據(jù)確定的調(diào)整量修改對應(yīng)節(jié)點出力，并 利用靈敏度關(guān)系修正斷面內(nèi)線路潮流；
[0011] 5)判斷修正后斷面內(nèi)各線路是否仍有過載，若仍有過載，則返回步驟2)，重復(fù)執(zhí) 行步驟2)-4)，直至修正后斷面各線路均沒有過載，并將調(diào)整方案發(fā)給執(zhí)行機構(gòu)。
[0012] 所述在執(zhí)行步驟2)之前，可先計算所有可控節(jié)點對斷面內(nèi)各支路的靈敏度，篩選 出靈敏度大于設(shè)定值的可控節(jié)點，使步驟2)中只需計算所篩選出的可控節(jié)點的綜合靈敏 度，以提高計算效率。
[0013] 所沭步驟2)中綜合靈》庠的計算公式為：
[0014]
[0015] 其中Sik，S"k分別為節(jié)點k對過載線路1和正常線路m的靈敏度；αα"分別為 過載線路和正常線路對應(yīng)的權(quán)重。
[0016] 所述STk>0,表示節(jié)點出力調(diào)整方向與斷面潮流變化方向相同，即節(jié)點減出力會降 低斷面潮流，將該類節(jié)點歸為加出力節(jié)點；STk〈0時，歸為減出力節(jié)點。
[0017] 所述步驟3)中調(diào)整節(jié)點的選擇采用反向等量配對原則，從加、減處理節(jié)點操作序 列的第一個節(jié)點開始，選取具有可調(diào)量的節(jié)點進行順序操作，為每一個加出力節(jié)點尋找一 個減出力節(jié)點與之配對，為每一個減出力節(jié)點尋找一個加出力節(jié)點與之配對，且兩者調(diào)整 量的絕對值相等。
[0018] 所述步驟3)中所選取的所選取的調(diào)整節(jié)點（對）應(yīng)滿足：a)保證斷面內(nèi)支路潮 流總和是下降的；b)首先應(yīng)盡量保證斷面內(nèi)所有過載支路潮流是下降的，若該條件不能滿 足，應(yīng)當(dāng)尋找至少使得過載最嚴(yán)重支路的潮流是下降的；c)保證運行接近極限的支路潮流 不上升。
[0019] 所述步驟4)中調(diào)整量的計算公式如下：
[0020]
[0021] 其中Δ/Γ"，Δ/f-分別為加出力節(jié)點i的最大可加量和減出力節(jié)點j的最大可減 量；APNfys分別為針對過載線路和正常線路的潮流反向約束量；APytl為由過載量求 得的應(yīng)調(diào)量；APys _為保證正常線路不越限的約束量。
[0022] 所述靈敏度的計算公式為：
[0023] [DP] = [Η] [B' ] 1
[0024] 其中[Η]為稀疏的mX(n-1)階常數(shù)矩陣，m為支路的條數(shù)，η為可控節(jié)點的數(shù)量， [Β^ ]-直流潮流電納矩陣，[DP]為靈敏度矩陣，矩陣[DP]中的每一個元素Sll=ΔΡ^ APi，其物理含義為當(dāng)系統(tǒng)中某一節(jié)點i有功注入增加一個單位，相應(yīng)的平衡機減少一個單 位注入時，支路1的有功潮流變化量。
[0025] 所述步驟1)中各支路的運行狀態(tài)包括過載支路數(shù)及各自過載量、正常支路數(shù)及 各自冗余量。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將保護對象由單個過載線路擴展到輸電斷面整體， 保證消除過載的同時正常支路不越限；通過計算各可控節(jié)點對斷面的綜合靈敏度，并選取 綜合靈敏度大于設(shè)定閾值的節(jié)點；根據(jù)所選取出的各節(jié)點綜合靈敏度符號和數(shù)值確定加、 減出力節(jié)點操作序列，采用反向等量配對調(diào)整，選取調(diào)整節(jié)點（對）以保證斷面安全；根據(jù) 約束條件計算所選取的各調(diào)整節(jié)點的調(diào)整量，根據(jù)確定的調(diào)整量修改對應(yīng)節(jié)點出力，并利 用靈敏度關(guān)系修正斷面內(nèi)線路潮流，使修正后斷面內(nèi)各線路均沒有過載。本發(fā)明對于斷面 內(nèi)一條線路過載和多條線路過載均能有效處理，且所需時間在幾毫秒到幾十毫秒之間，計 算速度快，能夠在過負荷保護動作之前完成整個方案輸出及執(zhí)行，實用性強。
[0027] 本發(fā)明將節(jié)點對線路的靈敏度擴展為對斷面的綜合靈敏度，為輸電斷面內(nèi)過載線 路和正常線路的綜合作用，使得綜合靈敏度本身（數(shù)值和符號）具備了評價節(jié)點消除斷面 整體過載能力的信息。根據(jù)過載量和冗余量考慮權(quán)重差異，依據(jù)該綜合靈敏度的符號進行 節(jié)點調(diào)整方向分類，依據(jù)其大小篩選能有效調(diào)整斷面潮流的節(jié)點。按照斷面安全的原則選 擇調(diào)整節(jié)點，使調(diào)整節(jié)點的選擇更加合理，并放寬條件，減少了平衡機越限的可能；完善調(diào) 整量的約束條件，加入潮流反向約束避免調(diào)整量過大時線路的潮流反向增長。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明防止輸電斷面連鎖過載的緊急控制方法的流程圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實施例中斷面1的示意圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明實施例中斷面2的示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的說明。
[0032] 本發(fā)明能夠在找到過載線路所在輸電斷面及預(yù)測到切除線路會引起斷面內(nèi)其他 支路新的過載的前提條件下，在過負荷保護動作之前采取緊