專利名稱：一種電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電カ系統(tǒng)穩(wěn)壓控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種電カ系統(tǒng)的低壓切負荷方法。
背景技術(shù)：
電カ系統(tǒng)中一般包含有多條負荷母線和多臺為負荷母線供電的發(fā)電機，負荷母線上接有多個負荷(負載)，且大多數(shù)發(fā)電機都安裝有過勵磁限制器。而隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)日趨復雜，環(huán)境和經(jīng)濟因素的制約使電力系統(tǒng)的運行情況更加接近極限條件。20世紀70年代以來，國內(nèi)外一些電カ系統(tǒng)多次發(fā)生由于電壓崩潰導致大面積停電的事故，這些嚴重事故都呈現(xiàn)出相同的特點，即事故發(fā)生的突發(fā)性和隱蔽性。電網(wǎng)運行人員在電壓不穩(wěn)定事故形成期間是難以迅速察覺電壓波動的，也不能及時對系統(tǒng)采取緊急控制。通常情況下，一旦電壓崩潰就需要幾個小時甚至十幾個小時才能恢復正常供電，這將造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。電カ系統(tǒng)電壓中長期失穩(wěn)是導致電壓崩潰的ー種情況，電壓中長期失穩(wěn)往往發(fā)生在在電カ系統(tǒng)遭遇故障(如某些區(qū)域的負荷功率突然増大或多個電カ元件退出運行等)后，在故障發(fā)生后的一段時間內(nèi)系統(tǒng)的負荷母線電壓可能在發(fā)電機勵磁電壓增強(勵磁電流會増大)的情況下能夠保持在較高水平，但勵磁電流在較高水平持續(xù)一段時間后，相應發(fā)電機的過勵磁限制器將會啟動(過勵磁限制器是為了避免發(fā)電機勵磁繞組長時間勵磁過電流造成的發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱的裝置。由于勵磁繞組熱容量限制，發(fā)電機的勵磁電流持續(xù)增大時間到達設定運行時間時，過勵磁限制器會將勵磁電流減少到額定值)，過勵磁限制器的啟動將使得該臺發(fā)電機的勵磁電流下降，進而使得該臺發(fā)電機發(fā)出的無功功率將減少，造成的無功功率缺額需要其他發(fā)電機進行補償，其他發(fā)電機為了補償該無功功率缺額，它們的勵磁電壓將增強(勵磁電流會増大)，若它們的勵磁電流超過額定值且持續(xù)一段時間后，它們的過勵磁限制器也會啟動，造成電カ系統(tǒng)無功出力進ー步缺乏，電カ系統(tǒng)在出現(xiàn)無功缺額的情況下大部分負荷母線電壓將快速下降，嚴重的情況將導致電カ系統(tǒng)電壓中長期失穩(wěn)甚至電壓崩潰。目前防止電壓失穩(wěn)的方式有預防控制和校正控制兩種，其中低壓切負荷被認為是一種能夠經(jīng)濟而有效地防止大面積電壓崩潰的校正控制方法。馬世英、易俊、孫華東等在標題為電カ系統(tǒng)低壓減載配置原則及方案(電カ系統(tǒng)自動化，2009 (5)，45-49)的文獻中提出了ー種具有固定動作電壓、固定時延和固定切除負荷百分比的分散型低壓切負荷方法，該方法中當任意負荷母線電壓低于固定動作電壓且持續(xù)固定時延的時間后，按照固定切除負荷百分比切除該負荷母線上的有功負荷和無功負荷。鄭廣君和王衛(wèi)在標題為國外兩種典型的低壓切負荷方案研究(電カ設備，2008 (11)，80-83)的文獻中介紹了ー種具有固定動作電壓、可變時延和可變切除負荷百分比的分散型低壓切負荷方法，該方法中當任意負荷母線電壓低于固定動作電壓后，對負荷母線電壓低于固定動作電壓的面積進行積分，當該積分面積達到事先規(guī)定的電壓跌落面積上限時，進行切負荷。但上述兩種低壓切負荷方法都采用了固定動作電壓，因此無法應對系統(tǒng)在負荷母線電壓較高時的系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)情況。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種電カ系統(tǒng)的低壓切負荷方法，能夠預防系統(tǒng)在負荷母線電壓較高時由于中長期電壓失穩(wěn)造成的系統(tǒng)電壓崩潰現(xiàn)象。一種電カ系統(tǒng)的低壓切負荷方法，包括如下步驟步驟ー采集電力系統(tǒng)中每條負荷母線的母線電壓，監(jiān)測電カ系統(tǒng)中每臺發(fā)電機 的過勵磁限制器的工作狀態(tài)；步驟ニ 對于當前時刻，判斷電カ系統(tǒng)中是否有過勵磁限制器已啟動若是，則計算vth·，并進入步驟四；若否，則進入步驟三；vthm為過勵磁限制器啟動時的低壓切負荷動作電壓；步驟三(I)對于任ー負荷母線，判斷其母線電壓是否低于Vt_M:若是，則計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積，并進入步驟(2);若否，則不對負荷母線進行切負荷操作，并使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;Vt_KM為過勵磁限制器均未啟動時的低壓切負荷動作電壓且為實際經(jīng)驗給定值；(2)判斷負荷母線的電壓跌落面積是否大于等于Cnqkm 若否，則不對負荷母線進行切負荷操作；若是，則判斷負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間是否大于若是，則計算出負荷母線的切負荷比例，并按切負荷比例對負荷母線進行切負荷操作，切負荷操作完成后，使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;若否，則不對負荷母線進行切負荷操作為過勵磁限制器均未啟動時的電壓跌落面積上限且為實際經(jīng)驗給定值，Tmin為最小延遲時間且為實際經(jīng)驗給定值；(3)根據(jù)步驟(I)和(2)，遍歷每條負荷母線；步驟四I)對于任ー負荷母線，判斷其母線電壓是否低于Vth-:若是，則計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積，并進入步驟2);若否，則不對負荷母線進行切負荷操作，并使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;2)判斷負荷母線的電壓跌落面積是否大于等于C·若否，則不對負荷母線進行切負荷操作；若是，則判斷負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間是否大于τ_:若是，則計算出負荷母線的切負荷比例，并按切負荷比例對負荷母線進行切負荷操作，切負荷操作完成后，使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;若否，則不對負荷母線進行切負荷操作；c■為過勵磁限制器啟動時的電壓跌落面積上限且為實際經(jīng)驗給定值；3)根據(jù)步驟I)和2)，遍歷每條負荷母線。所述的步驟ニ中，計算Vtwa的方法為記錄電力系統(tǒng)中最先啟動的過勵磁限制器的啟動時刻，并在該啟動時刻選取電力系統(tǒng)中母線電壓最低的負荷母線的母線電壓值與
VthNORM 進行比較，取兩者的較大值賦值給V thOELο所述的步驟三中，通過以下公式計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積τ th(t)= τ th(t-A ) + Δ tDV(t) =DV(t-At) + (VthN0EM-V(t)) · At其中τ th(t)和τ th(t_At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間，DV(t)和DV(t-At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓跌落面積，V(t)為當前時刻負荷母線的母線電壓，At為采樣周期。所述的步驟三中，通過以下公式計算負荷母線的切負荷比例
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，包括如下步驟 步驟一采集電力系統(tǒng)中每條負荷母線的母線電壓，監(jiān)測電力系統(tǒng)中每臺發(fā)電機的過勵磁限制器的工作狀態(tài)； 步驟二 對于當前時刻，判斷電力系統(tǒng)中是否有過勵磁限制器已啟動若是，則計算Vthm，并進入步驟四；若否，則進入步驟三； vth0EL為過勵磁限制器啟動時的低壓切負荷動作電壓； 步驟三 (1)對于任一負荷母線，判斷其母線電壓是否低于vt_M:若是，則計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積，并進入步驟(2);若否，則不對負荷母線進行切負荷操作，并使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ; vthN0EM為過勵磁限制器均未啟動時的低壓切負荷動作電壓； (2)判斷負荷母線的電壓跌落面積是否大于等于CN_ 若否，則不對負荷母線進行切負荷操作； 若是，則判斷負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間是否大于Tmin:若是，則計算出負荷母線的切負荷比例，并按切負荷比例對負荷母線進行切負荷操作，切負荷操作完成后，使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;若否，則不對負荷母線進行切負荷操作；Ctokm為過勵磁限制器均未啟動時的電壓跌落面積上限，T _為最小延遲時間； (3 )根據(jù)步驟(I)和(2 )，遍歷每條負荷母線； 步驟四 1)對于任一負荷母線，判斷其母線電壓是否低于Vt_:若是，則計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積，并進入步驟2);若否，則不對負荷母線進行切負荷操作，并使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ; 2)判斷負荷母線的電壓跌落面積是否大于等于C- 若否，則不對負荷母線進行切負荷操作； 若是，則判斷負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間是否大于Tmin:若是，則計算出負荷母線的切負荷比例，并按切負荷比例對負荷母線進行切負荷操作，切負荷操作完成后，使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為O ;若否，則不對負荷母線進行切負荷操作； Coel為過勵磁限制器啟動時的電壓跌落面積上限； 3)根據(jù)步驟I)和2)，遍歷每條負荷母線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟二中，計算Vthm的方法為記錄電力系統(tǒng)中最先啟動的過勵磁限制器的啟動時刻，并在該啟動時刻選取電力系統(tǒng)中母線電壓最低的負荷母線的母線電壓值與\_ 進行比較，取兩者的較大值賦值給V thOEL°
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟三中，通過以下公式計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積T th ⑴=T th(t-A t) +A tDV(t) =DV(t-At) + (VthN0EM-V(t)) At 其中Tth(t)和Tth(t_At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間，DV(t)和DV(t-At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓跌落面積，V(t)為當前時刻負荷母線的母線電壓，At為采樣周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟三中，通過以下公式計算負荷母線的切負荷比例
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟四中，通過以下公式計算負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積 其中Tth(t)和Tth(t_At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間，DV(t)和DV(t-At)分別為當前時刻和上一時刻負荷母線的電壓跌落面積，V(t)為當前時刻負荷母線的母線電壓，At為采樣周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟四中，通過以下公式計算負荷母線的切負荷比例
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其特征在于所述的步驟四中，若負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間大于Tmin，先判斷以下公式是否成立若成立，則計算出負荷母線的切負荷比例，并按切負荷比例對負荷母線進行切負荷操作，切負荷操作完成后，使負荷母線的電壓持續(xù)跌落時間和電壓跌落面積均置為0 ;若不成立，則不對負荷母線進行切負荷操作；
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)的低壓切負荷方法，其通過采集負荷母線電壓，并檢測過勵磁限制器啟動狀態(tài)，以每條負荷母線的電壓跌落面積結(jié)合所有發(fā)電機的過勵磁限制器啟動信號作為低壓切負荷的判據(jù)，并通過多輪次的閉環(huán)切負荷控制策略可防止系統(tǒng)電壓崩潰，能夠有效應對在負荷母線電壓較高時由于中長期電壓失穩(wěn)造成的系統(tǒng)電壓崩潰現(xiàn)象。
文檔編號H02J3/14GK102709916SQ201210169588
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者劉昇, 唐庚, 徐政, 翁華, 薛英林, 黃弘揚 申請人:浙江大學