基于線性插值法的電網(wǎng)損失電源切除負荷的確定方法
【專利摘要】一種基于線性插值法的電網(wǎng)損失電源切除負荷的確定方法，步驟為：(1)針對發(fā)電功率以及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率每一設(shè)定值進行組合，每一組合形成一種系統(tǒng)運行方式；(2)針對每一種組合形成的系統(tǒng)運行方式，離線計算出系統(tǒng)運行在額定頻率、最高頻率、最低頻率時，由于損失電源而使系統(tǒng)頻率跌至某一設(shè)定最低頻率時的損失電源功率值；(3)利用線性插值方法，計算出當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)下，系統(tǒng)頻率由額定頻率、最高頻率、最低頻率跌至設(shè)定的最低頻率時損失的電源功率值；(4)利用線性插值法，計算系統(tǒng)由當(dāng)前頻率跌至設(shè)定的最低頻率時允許損失的電源功率值，當(dāng)允許損失電源功率值小于實際損失電源功率值時，其差值即為需切除負荷量。本發(fā)明能夠比較精確地確定所需切負荷數(shù)量，避免不必要的負荷損失。
【專利說明】
基于線性插值法的電網(wǎng)損失電源切除負荷的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制領(lǐng)域，設(shè)及一種基于線性插值法的電網(wǎng)損失電 源后需要切除負荷的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)運行期間，要求電源發(fā)出功率與負荷消耗功率實時匹配，W維持電力系 統(tǒng)在額定頻率下運行。當(dāng)電力系統(tǒng)在運行期間突然損失部分電源時，會引起系統(tǒng)頻率降低。 系統(tǒng)頻率降低后，系統(tǒng)中的發(fā)電機W及負荷按其自身的頻率特性進行調(diào)節(jié)，發(fā)電機增加出 力，負荷減少消耗。當(dāng)損失電源數(shù)量較小時，通過發(fā)電機及負荷按自身頻率特性的調(diào)節(jié)，可 使系統(tǒng)頻率維持在允許范圍內(nèi)繼續(xù)運行；當(dāng)損失電源數(shù)量較大時，單純依靠發(fā)電機及負荷 的頻率特性調(diào)節(jié)無法將系統(tǒng)頻率維持在允許范圍內(nèi)，需要切除系統(tǒng)內(nèi)部分負荷，W維持系 統(tǒng)頻率在允許范圍內(nèi)。
[0003] 電力系統(tǒng)在損失一定數(shù)量電源后，依據(jù)電力系統(tǒng)的容量、開機方式、負荷特性等的 不同，系統(tǒng)頻率變化會不同，損失電源后是否需要切負荷W及需切除負荷數(shù)量也會不同。因 此，需要根據(jù)損失電源前系統(tǒng)的運行狀態(tài)、損失電源數(shù)量W及損失電源后系統(tǒng)允許的頻率 變化范圍，確定是否需切除負荷W及切除負荷的數(shù)量。
[0004] 電力系統(tǒng)損失電源后，目前通常的做法是根據(jù)W往運行經(jīng)驗W及損失電源的數(shù) 量，主動切除一定比例的負荷，或由低頻減負荷裝置在檢測到系統(tǒng)頻率降低后，按預(yù)先設(shè)定 的輪次被動切除部分負荷。運種做法所切負荷量未考慮系統(tǒng)容量、一次調(diào)頻可調(diào)節(jié)量W及 系統(tǒng)損失電源前運行頻率的影響，為保證措施可靠發(fā)揮作用，切負荷量一般遠大于所需切 負荷量，造成不必要的負荷損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種綜合考慮系統(tǒng)容量、一次調(diào)頻可調(diào)節(jié)量、損失電源數(shù)量W及 系統(tǒng)損失電源前運行頻率等多項因素影響的切負荷量確定方法，能夠比較精確地確定所需 切負荷數(shù)量，避免不必要的負荷損失。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于線性插值法的電網(wǎng)損失電源切除負荷的確 定方法，其特征在于包括下列步驟： (1) 根據(jù)系統(tǒng)實際情況確定系統(tǒng)的發(fā)電功率變化范圍W及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率變 化范圍，并在變化范圍內(nèi)設(shè)置若干功率值，針對發(fā)電功率W及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率每 一設(shè)定值進行組合，每一組合形成一種系統(tǒng)運行方式； (2) 針對每一種組合形成的系統(tǒng)運行方式，離線計算出系統(tǒng)運行在額定頻率、最高頻 率、最低頻率時，由于損失電源而使系統(tǒng)頻率跌至某一設(shè)定最低頻率時的損失電源功率值； (3) 自調(diào)度系統(tǒng)定期獲得系統(tǒng)目前的發(fā)電功率值W及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率值，利 用線性插值方法，計算出當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)下，系統(tǒng)頻率由額定頻率、最高頻率、最低頻率跌至 設(shè)定的最低頻率時損失的電源功率值，每獲得一次系統(tǒng)發(fā)電功率值及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié) 功率值，計算一次； (4)實時監(jiān)測系統(tǒng)運行頻率及損失電源情況，當(dāng)檢測到系統(tǒng)損失電源后，利用線性插值 法，立刻啟動計算系統(tǒng)由當(dāng)前頻率跌至設(shè)定的最低頻率時允許損失的電源功率值，將計算 所得的允許損失電源功率值與實際損失電源功率值進行比較，當(dāng)允許損失電源功率值大于 等于實際損失電源功率值時，不需采取切負荷措施；當(dāng)允許損失電源功率值小于實際損失 電源功率值時，其差值即為需切除負荷量。
[0007]本發(fā)明綜合考慮系統(tǒng)容量、一次調(diào)頻可調(diào)節(jié)量、損失電源數(shù)量W及系統(tǒng)損失電源 前運行頻率等多項因素影響，能夠比較精確地確定所需切負荷數(shù)量，避免不必要的負荷損 失。
【附圖說明】 [000引 圖1是本發(fā)明【具體實施方式】的流程框圖。
【具體實施方式】
[0009] 參照圖1，本發(fā)明【具體實施方式】包括下列步驟： 1、 根據(jù)系統(tǒng)負荷的季節(jié)及日變化規(guī)律W及負荷預(yù)測情況，確定系統(tǒng)在一定時期內(nèi)（如 一年）的最大/最小發(fā)電功率。將系統(tǒng)發(fā)電功率由小到大平均設(shè)定為若干功率值，分別WSl (最小發(fā)電功率）、S2、S3......Sn(最大發(fā)電功率)表示;根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)機組一次調(diào)頻參數(shù)及可能 出現(xiàn)的運行工況，確定系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率范圍，將系統(tǒng)一次調(diào)頻正 向可調(diào)節(jié)功率范圍由小到大平均設(shè)定為若干可調(diào)節(jié)功率值，分別WSTl(可能的最小一次調(diào) 頻正向可調(diào)節(jié)功率）、ST2、ST3……STm(可能的最大一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率)表示。分段的 多少可根據(jù)功率的變化范圍大小確定，分段越多，精度越高； 2、 設(shè)系統(tǒng)額定頻率為f 0，正常運行期間最高頻率為fmax，最低運行頻率為fmin，系統(tǒng)損 失電源后最低控制目標(biāo)頻率為化。一般取化為系統(tǒng)低頻減負荷裝置第一輪動作頻率定值， 即控制目標(biāo)為保證系統(tǒng)低頻減負荷裝置不動作。
[0010] 定義： A f0 = f0-fL 系統(tǒng)允許額定頻率偏差 A化=fmax-化 系統(tǒng)允許最大頻率偏差 A扎=fmin-化 系統(tǒng)允許最小頻率偏差 3、 根據(jù)設(shè)定的系統(tǒng)發(fā)電功率值(SI、S2、、S3……Sn)W及設(shè)定的系統(tǒng)一次調(diào)頻正向可 調(diào)節(jié)功率值(ST1、ST2、ST3……STm),交叉組合形成系統(tǒng)的m X n種運行方式。針對每一種運 行方式，離線計算出每一種運行方式下系統(tǒng)損失電源后最大頻率偏差分別為AfO、A化、 A化時所損失的電源功率值，定義為APSO**、APSa**、APSb**，形成如表1所示結(jié)果。
[0011] 表1
4、通過接收電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的信息，確定系統(tǒng)目前總發(fā)電功率W及一次調(diào)頻 正向可調(diào)節(jié)功率(一次調(diào)頻可增加的功率極限值）。系統(tǒng)總發(fā)電功率確定方法為系統(tǒng)內(nèi)目前 運行機組發(fā)電功率的總和。系統(tǒng)一次調(diào)頻可調(diào)節(jié)功率確定方法如下：首先根據(jù)機組參數(shù)確 定該機組一次調(diào)頻最大正向可調(diào)節(jié)功率，對于風(fēng)電等無一次調(diào)頻能力的機組，其一次調(diào)頻 可調(diào)節(jié)功率為零。對于有一次調(diào)頻能力的機組，當(dāng)該機組旋轉(zhuǎn)備用功率大于其一次調(diào)頻最 大正向可調(diào)節(jié)功率時，其一次調(diào)頻最大正向可調(diào)節(jié)功率即為該機組一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功 率；當(dāng)該機組旋轉(zhuǎn)備用功率小于或等于其一次調(diào)頻最大正向可調(diào)節(jié)功率時，其旋轉(zhuǎn)備用功 率即為該機組一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率。將全部機組的一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率相加，即 為系統(tǒng)的一次調(diào)頻可調(diào)節(jié)功率。系統(tǒng)正常運行的總發(fā)電功率及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率 5-10分鐘更新一次。
[0012] 設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前總發(fā)電功率為Sx,系統(tǒng)當(dāng)前一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率為STy。對照表1， 設(shè)Sp蘭Sx蘭Sq(Sp、Sq為表1中第1行中的相鄰值），STs蘭STy蘭STt(STs、STt為表1中第1列中 的相鄰值），采用線性插值方法，按式1、式2、式3計算總發(fā)電功率為Sx、一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié) 功率為STy方式下的系統(tǒng)對應(yīng)的A PSOxy、A PSaxy、A PSbxy，系統(tǒng)每更新一次總發(fā)電功 率及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率后計算一次。
[0013] APSOxy = [(STt-STy)(Sq-Sx)APSOps +(STt-STy)(Sx-Sp)APSOqs + (STy-STs)(Sq-Sx)APSOpt +(STy-STs)(Sx-Sp)APSOqt] / (Sq-Sp)(STt-STs)-----------------------------------(1) APSaxy = [(STt-STy)(Sq-Sx)APSaps +(STt-STy)(Sx-Sp)APSaqs + (STy-STs)(Sq-Sx)APSapt +(STy-STs)(Sx-Sp)APSaqt] / (Sq-Sp)(STt-STs)------------------------------------(2) APSbxy = [(STt-STy)(Sq-Sx)APSbps +(STt-STy)(Sx-Sp)APSbqs + (STy-STs)(Sq-Sx)APSbpt +(STy-STs)(Sx-Sp)APSbqt] / (Sq-Sp)(STt-STs)----------------------------------(3) 5、利用電網(wǎng)安裝的安全穩(wěn)定控制裝置實時檢測電網(wǎng)頻率W及各機組運行情況，當(dāng)檢測 到系統(tǒng)損失電源后(設(shè)損失電源前系統(tǒng)運行頻率為f，損失電源數(shù)量為A PS)，即可啟動計算 當(dāng)前系統(tǒng)運行狀態(tài)下允許的最大損失電源數(shù)量A PSmax。當(dāng)系統(tǒng)運行頻率^fO時， 利用式4計算當(dāng)前系統(tǒng)允許的最大損失電源數(shù)量;當(dāng)系統(tǒng)運行頻率fO < 時，利用式 5計算當(dāng)前系統(tǒng)允許的最大損失電源數(shù)量。
[0014] APSmax = [ (f0-f) A PSbxy +(f-fmin) A PSOxy] /(f〇-fmin)---------(4) A PSmax = [ (fmax-f) A PSOxy +(f-fO) A PSaxy] /Xfmax-fO)---------巧） 計算AP: AP= APS -APSmax-----------------------------------------(6) 當(dāng)A P ^ 0時，系統(tǒng)損失電源后，依靠自身的頻率調(diào)節(jié)特性可W維持系統(tǒng)頻率在允許范 圍內(nèi)，不會引起低頻減負荷裝置動作。
[0015] 當(dāng)A P〉〇時，系統(tǒng)損失電源后，如不采取切負荷措施，將引起低頻減負荷裝置動作。 為防止低頻減負荷裝置動作，需主動切除部分負荷，需切除負荷量為A P。
【主權(quán)項】
1. 一種基于線性插值法的電網(wǎng)損失電源切除負荷的確定方法，其特征在于包括下列步 驟： (1) 根據(jù)系統(tǒng)實際情況確定系統(tǒng)的發(fā)電功率變化范圍以及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率變 化范圍，并在變化范圍內(nèi)設(shè)置若干功率值，針對發(fā)電功率以及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率每 一設(shè)定值進行組合，每一組合形成一種系統(tǒng)運行方式； (2) 針對每一種組合形成的系統(tǒng)運行方式，離線計算出系統(tǒng)運行在額定頻率、最高頻 率、最低頻率時，由于損失電源而使系統(tǒng)頻率跌至某一設(shè)定最低頻率時的損失電源功率值； (3) 自調(diào)度系統(tǒng)定期獲得系統(tǒng)目前的發(fā)電功率值以及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié)功率值，利 用線性插值方法，計算出當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)下，系統(tǒng)頻率由額定頻率、最高頻率、最低頻率跌至 設(shè)定的最低頻率時損失的電源功率值，每獲得一次系統(tǒng)發(fā)電功率值及一次調(diào)頻正向可調(diào)節(jié) 功率值，計算一次； (4) 實時監(jiān)測系統(tǒng)運行頻率及損失電源情況，當(dāng)檢測到系統(tǒng)損失電源后，利用線性插值 法，立刻啟動計算系統(tǒng)由當(dāng)前頻率跌至設(shè)定的最低頻率時允許損失的電源功率值，將計算 所得的允許損失電源功率值與實際損失電源功率值進行比較，當(dāng)允許損失電源功率值大于 等于實際損失電源功率值時，不需采取切負荷措施；當(dāng)允許損失電源功率值小于實際損失 電源功率值時，其差值即為需切除負荷量。
【文檔編號】H02J3/24GK105978002SQ201610464664
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】張嵩, 余加喜, 張宇, 毛李帆, 張忠華, 姜偉明, 吳鋒, 郭佳, 王建華
【申請人】中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院有限公司, 海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司