專利名稱：單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化領(lǐng)域，具體涉及一種含不同電源電網(wǎng)中單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法，可用于含風(fēng)、光、水、火等多種電源電網(wǎng)解決過載問題時的控制裝置優(yōu)化配置。
背景技術(shù)：
隨著大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電接入電網(wǎng)，其間歇性和隨機(jī)性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來極大挑戰(zhàn)。對于含風(fēng)、光、水、火等多種電源的電網(wǎng)，當(dāng)送出通道故障引起剩余輸電線路或變壓器過載時，需配置緊急控制裝置切除部分電源。由電力系統(tǒng)潮流理論可知，在既定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下各電源點對設(shè)備過載的貢獻(xiàn)不同，因此切除等量的功率對于消除過載的效果也不同。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，風(fēng)光等清潔能源發(fā)電機(jī)組啟停速度快，不需額外啟動費用，而火電機(jī)組的啟動過程耗時且代價較高；但是，若過載問題嚴(yán)重需要切除大量功率時，如果單個風(fēng)電場或光伏電站匯集站的可切容量較小，則需安裝多個控制裝置，經(jīng)濟(jì)代價反而增大。此外，風(fēng)電場、光伏電站的日出力特性波動性較大，每年的出力特性也存在差異，因此還需考慮氣象突變引起的風(fēng)光發(fā)電出力波動，以確保切機(jī)容量及時、足額地得以實施。文獻(xiàn)[I]通過分析線路有功功率對發(fā)電機(jī)節(jié)點有功功率出力的靈敏度，按照靈敏度大小確定發(fā)電機(jī)的調(diào)整順序，以實現(xiàn)線路過載控制時的調(diào)整量最小和調(diào)整設(shè)備最優(yōu)為目標(biāo)，但未考慮不同電源的經(jīng)濟(jì)代價，也未考慮風(fēng)電、光伏發(fā)電出力的波動性。參考文獻(xiàn)[I]張忠華，吳曉蓉.基于靈敏度分析的線路熱穩(wěn)定控制方法研究.吉林電力，2012,40(1) :8-10.

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法，該方法在保證足夠控制量的基礎(chǔ)上，不僅減少了緊急控制裝置的數(shù)量，還提高了過載緊急控制的精細(xì)化水平，提高了電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的可靠性。該方法定義了各可控電源的過載控制靈敏度系數(shù)，提出了各可控電源的有效控制容量的計算方法，在綜合考慮有效控制容量、控制代價等因素基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了排序因子計算方法。根據(jù)各可控電源日出力概率均值曲線擬合出有效日出力概率均值曲線，按照排序因子從大到小的順序，累加有效日出力概率均值曲線，得到滿足待控量的最少過載緊急控制裝置布點。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法，包括如下步驟I)求取過載元件的待控量；2)求取各可控電源功率控制量相對過載元件功率的靈敏度系數(shù)；
3)根據(jù)靈敏度系數(shù)，進(jìn)一步求取各可控電源的有效控制容量；4 )求取各可控電源的控制代價；5)根據(jù)有效控制容量和控制代價，計算出各可控電源的排序因子；6)擬合各可控電源的有效日出力概率均值曲線；7)求取滿足待控量的可控電源組合，完成過載緊急控制裝置的優(yōu)化布點。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下I)該方法充分考慮了不同電源出力特性、控制靈敏度、控制代價等因素，提出了一種多種電源共存環(huán)境下綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性的過載緊急控制裝置布點方法，在保證足夠控制量的基礎(chǔ)上，減少了緊急控制裝置的數(shù)量，提高了過載緊急控制的精細(xì)化水平，本方法簡單易行，滿足工程實用化。2)該方法提出了排序因子，綜合考慮各可控電源的控制靈敏度、有效控制容量和控制代價，實現(xiàn)了安全性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，既可用于過載緊急控制裝置的布點，又可用于實際過載控制中的切機(jī)順序安排。 3 )該方法提出了各可控電源有效日出力概率均值擬合方法，考慮了風(fēng)光等電源的間歇性和不確定性，避免了實際執(zhí)行過程中控制量不足導(dǎo)致欠切，提高了電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的可靠性。`


附圖
附圖
附圖
附圖
附。
I為本發(fā)明單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法的流程2為某含風(fēng)光水火多種電源的地區(qū)電網(wǎng)示意圖。
3為電源I 電源5的日出力概率均值曲線。
4為電源I 電源5的有效日出力概率均值曲線。
5為各可控電源的有效日出力概率均值累加量都大于或等于待控量的示意
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)化布點方法做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，將本發(fā)明方法應(yīng)用于某含風(fēng)光水火多種電源的地區(qū)電網(wǎng)S (見圖2)，地區(qū)電網(wǎng)發(fā)電通過線路YM-JQ雙回線送出，單回線額定容量為400MW。地區(qū)電網(wǎng)S的最小負(fù)荷510麗，最大負(fù)荷為750麗。地區(qū)電網(wǎng)S有6個電源，為敘述方便，稱為電源1、電源2、電源3、電源4、電源5和電源6，各電源容量及類型見下表I。表I地區(qū)電網(wǎng)S中電源情況說明
權(quán)利要求
1.一種單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法，其特征在于，該方法包括如下步驟O求取過載元件的待控量；2)求取各可控電源功率控制量對過載元件功率的靈敏度系數(shù)；3)根據(jù)靈敏度系數(shù)，進(jìn)一步求取各可控電源的有效控制容量；4)求取各可控電源的控制代價；5)根據(jù)有效控制容量和控制代價，計算出各可控電源的排序因子；6)擬合各可控電源的有效日出力概率均值曲線；7)求取滿足待控量的可控電源組合，完成過載緊急控制裝置的配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟I)中，所述過載元件的待控量是按照所研究電網(wǎng)的開機(jī)、負(fù)荷組合情況，消除元件過載問題的最大控制量，通過潮流分析求得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟2)中，所述靈敏度系數(shù)即為各可控電源為降低過載元件單位過載功率所需的控制量，其通過如下公式求得
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟3)中，所述各可控電源的有效控制容量通過如下公式求得
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟4)中，所述各可控電源的控制代價即為切除各電源的代價，其通過如下公式求得Ck = PkXRk式中，Ck、Rk分別為可控電源k的控制代價和單位控制代價。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟5)中，所述各可控電源的排序因子通過如下公式求得
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟6)的具體步驟包括首先，對于各可控電源，擬合其在過去一個自然年內(nèi)所有典型外部條件下的日出力概率均值曲線；然后，通過下述公式求取各可控電源的有效日出力概率均值曲線
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，所述擬合各可控電源在過去一個自然年內(nèi)所有典型外部條件下的日出力概率均值曲線的具體步驟包括 首先，按照影響各可控電源出力的外部條件，劃分出典型日出力階段mk，mk=l，2···，Mk,Mk表示可控電源k的典型日出力階段的最大個數(shù)；每個典型日出力階段的持續(xù)時間為Gfc,mfc天; 其次，計算出各可控電源在所有典型日出力階段的出力均值
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化布點方法，其特征在于，步驟7)的具體步驟包括 將步驟5)中求得的各可控電源的排序因子按照從大到小的順序排列； 按照排序因子從大到小的順序依次累加各可控電源的有效日出力概率均值曲線，直至累加后的所有有效日出力概率均值的采樣點數(shù)值都大于或等于步驟I)中所求得的待控量，此時參加有效日出力概率均值曲線累加的可控電源即為需要布置過載緊急控制裝置的電源點。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化領(lǐng)域，提出了一種單一元件過載情況下緊急控制裝置的優(yōu)化布點方法，其定義了各電源的過載控制靈敏度系數(shù)，提出了各電源有效控制容量的計算方法，在綜合考慮有效控制容量、控制代價等因素基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了排序因子計算方法。根據(jù)各電源的日出力概率均值曲線擬合出有效日出力概率均值曲線，按照排序因子從大到小的順序，累加有效日出力概率均值曲線，得到滿足待控量的最少過載緊急控制裝置布點。該方法在保證足夠控制量的基礎(chǔ)上，不僅減少了緊急控制裝置的布點數(shù)量，還提高了過載緊急控制的精細(xì)化水平和電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的可靠性，該方法簡單易行，滿足工程實用化。
文檔編號H02J3/14GK103050977SQ20121052463
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者宋曉芳, 方勇杰, ?？? 薛峰, 楊衛(wèi)東, 薛禹勝 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司