单运方式下区域集中式安全稳定控制系统研究

单运方式下区域集中式安全稳定控制系统研究

张忠华  吴晓蓉
东北电力设计院，吉林 长春 130021
摘要：针对电力系统在运行过程中出现的系统单运问题，研究建立一种区域集中式安全稳定控制系统，该系统不同于目前电网通常所采取的离线分散式安全稳定控制系统，具有双向通信、实时检测、在线计算、综合决策、协调控制等优点，通过建立该系统可有效解决特殊电网接线结构下发生单运时系统电压和频率的稳定，同时也有利于实现采取安全稳定控制措施时控制量最小和控制设备的最优。
关键词：单运方式；集中式：安全稳定控制
1引言
电力系统安全稳定控制系统是确保电网安全稳定运行的重要技术措施。随着电网的发展、输电电压等级的提高以及特殊形式下电网接线结构和运行方式的不断出现，对系统安全稳定控制提出了更高的要求。
目前运行的安全稳定控制装置中多数使用的仍是“离线决策，在线匹配”的控制方法，即在离线状态下进行仿真计算，生成每一套装置的控制策略表，控制策略表由若干控制策略构成，当系统发生故障时，装置根据监测到的元件运行状态及故障信息查找控制策略表中控制策略，采取相应的安全稳定控制措施。
上述离线生成控制策略表的控制方法在目前电网中的应用较为普遍，但是它的主要问题是存在着或轻或重的失配情况。由于电力系统的运行方式及故障形式复杂多变，离线生成的策略表无法涵盖所有系统可能出现的运行方式和故障方式，控制策略得不到及时刷新，将不可避免的存在控制措施或轻或重情况的出现。
单运方式是电力系统一种特殊的运行方式，是指某一区域的电网与主网解裂后，由该区域内的机组及负荷构成一个独立的运行系统。在单运情况下，系统最突出的问题为区域内电力供给与需求的不平衡问题，此时系统频率和电压变化较大，将严重威胁设备的安全稳定运行，需要采取切除部分机组或负荷的控制措施，以平衡系统单运时电力的供给与需求，保持单运状态下系统电压和频率的稳定。
本文针对单运方式下的区域电力系统，研究建立一种区域集中式的安全稳定控制系统，该系统由控制主站及若干控制子站构成，具有双向通信、实时检测、在线计算、综合决策、协调控制等优点，用以解决单运时系统电力供给与需求的平衡问题，实现单运方式下系统频率和电压的实时控制。
2区域集中式安全稳定控制系统
2.1 控制站点的设置及功能
对于集中式的安全稳定控制系统需分别考虑设立集中主站和执行子站，执行子站又可分为负荷执行子站和发电执行子站，主站及子站的设置及功能如下：
a）集中主站：集中主站的功能为经通信通道实时收集各子站的出力和负荷信息，当系统出现单运情况时，判别单运情况下负荷和出力的差额，在线计算，进行综合决策，向子站发送控制策略。
b）发电执行子站：主要由区域内的发电厂站构成，包括火电机组、水电机组及风电机组等，发电子站向主站实时传送机组的出力信息，当接收到主站控制命令时，执行切除机组或减机组出力的控制措施。
c）负荷执行子站：主要由区域内的负荷变电站构成，负荷子站向主站实时传送子站的负荷信息，当接收到主站控制命令时，执行裁减负荷的控制措施。
2.2 主站系统的控制决策过程
对于系统发生故障后或正常方式下出现的单运情况，主站通过计算单运时负荷和出力的差额，按照各子站当前的运行信息，确定负荷或出力的调整量和调整顺序，刷新控制策略，发送控制措施，同时还可以根据调整后系统频率和电压的变化情况实时调整。
单运情况下主站系统的控制决策流程如图1所示。

图1 单运情况下主站系统的控制决策流程示意图
上图中“在线计算”的过程，可以看做是生成控制量和控制措施的过程。对于不同情况下的系统单运方式，还可以生成多种的控制措施，主站通过当前系统的运行状态和信息，可以快速选择一种最为合理、对系统影响最小的控制措施。

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2012-1-19 11:23 上传

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