適用於小水電富集區域的廣域備自投系統智能控制方法與流程
2023-05-10 04:19:21 1
本發明屬於電網控制技術，尤其涉及一種適用於小水電富集區域的廣域備自投系統智能控制方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，電網規模日益擴大，電網結構越來越複雜，用戶對供電質量和可靠性的要求也越來越高。對于越來越普遍的變電站鏈式結構供電方式，常用的站內備自投裝置因正常接入的電氣量有限，存在下述主要缺點：1、只能實現單站就地控制，無法滿足多種電網運行方式；2、缺乏與安全自動控制裝置配合；3、未考慮備自投動作對電網的影響，可能導致備用電源過載。
為克服站內備自投的上述缺點，立足全局兼顧多種電網運行方式的廣域備自投系統應運而生。目前已有的廣域備自投系統實現了自適應電網不同運行方式的廣域備自投模型自動建模，在實現傳統備自投功能範圍的同時，也實現了多級串供方式和站內多進線自適應備自投功能。但對於區域內富集小水電的情況，由於故障後區域內仍有電壓，不滿足備自投系統的觸發條件。此外，小水電富集區域電網故障後可能獨立運行，廣域備自投系統一旦出現誤動，可能會造成區域電網失穩，潛在的安全風險比較高。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題：
針對現有廣域備自投系統不適用於小水電富集區域的問題，本發明提供了一種適用於小水電富集區域的廣域備自投系統智能控制方法，可以充分利用OS2系統主站信息，配合站內備自投和安全穩定裝置，根據電網安全運行要求完成小水電富集區域故障後快速控制、遠方備用電源自動投入、預防備自投動作後設備過載等高級應用功能，拓展了廣域備自投的應用範圍，以解決現有技術的不足。
本發明技術方案：
一種適用於小水電富集區域的廣域備自投系統智能控制方法，它包括：
步驟1、定義廣域備自投模型；
步驟2、在線從OS2系統讀取區域內設備的運行狀態；
步驟3、設定區域內每一個設備發生假定故障，根據每一個假定故障發生後產生的開關跳閘和設備運行情況，確定故障點並加以隔離；
步驟4、識別故障點被隔離後出現的立即失電獨立區域和小水電帶負荷獨立運行區域；
步驟5、對於立即失電獨立區域，判斷是否符合設定的備用電源投入動作邏輯條件，匹配動作策略，符合則通過OS2系統自動遠程投入變電站備用電源；對於小水電帶負荷獨立運行區域，根據區域內小水電數量和小水電出力情況，生成不同的邏輯控制動作序列，實現在規定時間內進行有限次控制操作，使得獨立區域所有能恢復母線恢復併網或保持穩定運行；
步驟6、將步驟5所有假定故障及控制動作存儲作為備自投模型及邏輯控制動作序列，在故障實際發生時直接投入使用。
步驟1所述的定義廣域備自投模型的方法為：通過建模工具定義或預先從OS2系統網絡模型中獲取區域模型。
步驟2所述在線從OS2系統讀取區域內設備的運行狀態，其運行狀態包括設備帶電情況、開關分合狀態、母線是否有壓、站內備自投裝置是否投入運行、小水電機組出力數據、110kV變電站負荷及220kV主供備用電源母線電壓和頻率。
本發明的有益效果：
本發明將區域內小水電納入廣域備自投系統，通過現有技術備自投網絡將小水電、站內裝置和現有技術備自投系統融為一體，通過設定假設故障，通過小水電的組網情況，根據故障時刻獨立範圍內小水電發電和負荷情況，預判故障後獨立網的運行情況採取相應的控制方法來投入備自投系統，解決了高壓輸送通道故障斷開後，小水電富集區域電網孤網運行帶來的電能質量低下、失穩以及電網恢復時重複停電等問題，實現了小水電富集區域電源聯絡線故障後的快速恢復，減少了小水電大量棄水的可能，提高了資源利用效率。
本發明將現有技術的廣域備自投系統與智能調度一體化控制系統OS2集成在一起，可以有效利用調度主站採集各類信息，從全網的角度考慮電網運行變化情況，生成相應的備自投模型和邏輯控制策略；實現常規站內備自投無法實現的220kV電源合理切換，充分利用OS2系統與系統內外的安全自動控制裝置相配合，實現全網範圍內的備自投決策和控制，從而彌補站內備自投裝置的缺陷，解決了現有技術中廣域備自投系統潛在的安全風險比較高，而站內備自投系統只能實現單站就地控制，無法滿足多種電網運行方式；缺乏與安全自動控制裝置配合；未考慮備自投動作會電網的影響，可能導致備用電源過載等技術問題。
具體實施方式：
OS2系統負責採集各相關變電站遙信、搖測量及保護動作信號作為備自投的充電條件、閉鎖條件、觸發條件和動作條件等。
在實施本發明前，首先將OS2系統（智能調度一體化控制系統）與現有技術的廣域備自投系統控制主站連接，實現信息交互。
步驟1、定義廣域備自投模型；步驟1所述的定義廣域備自投模型的方法為：通過建模工具定義或預先從OS2系統網絡模型中獲取區域模型。
步驟2、在線從OS2系統讀取區域內設備的運行狀態；步驟2所述在線從OS2系統讀取區域內設備的運行狀態，其運行狀態包括設備帶電情況、開關分合狀態、母線是否有壓、站內備自投裝置是否投入運行、小水電機組出力數據、110kV變電站負荷及220kV主供備用電源母線電壓和頻率。
步驟3、設定區域內每一個設備發生假定故障，根據每一個假定故障發生後產生的開關跳閘和設備運行情況，確定故障點並加以隔離；
步驟4、識別故障點被隔離後出現的立即失電獨立區域和小水電帶負荷獨立運行區域；
步驟5、對於單純的立即失電區域，判斷是否符合設定的備用電源投入動作邏輯條件，匹配動作策略，通過OS2快速自動遠程投入變電站備用電源；對於小水電帶負荷獨立運行區域，根據區域內小水電數量和小水電出力情況，生成不同的邏輯控制動作序列，實現在規定時間內進行有限次控制操作，使得獨立區域所有能恢復母線恢復併網或保持穩定運行。主要控制策略包括：在枯水期小水電出力不足時，獨立網易失穩，切機造成的棄水量較小，應快速切除所有區域內小水電接線後，合上備用電源；豐水期小水電大發時，獨立網頻率將升高，應快速切除部分非調頻小水電，無需等待電廠側機組頻率電壓解列裝置動作，使得獨立網內負荷和出力差距迅速減小後，按平水期動作策略執行。平水期獨立網內負荷和出力基本平衡，故障後獨立網基本穩定運行，此時需根據系統採集到的獨立網和主網間的頻率差及合環點兩側電壓差，經計算分析下發頻率（電壓）調節目標值給調頻電廠AGC系統，由調頻電廠對獨立網的頻率、電壓進行調整，同時向合環點就地設置的智能準同期併網裝置下發準同期合閘指令。即主站系統負責根據計算結果調整同期點兩側的壓差和頻差，就地智能裝置自行檢驗是否符合同期合閘條件：待並側與參考側兩側電壓均大於定值，兩側的壓差和頻差均小於定值，滑差小於定值。在以上條件均滿足的情況下，裝置根據當前的相角、頻差、滑差及合閘導前時間來計算該時刻發合閘指令後開關合閘時的角差。如果在預定的捕捉同期時間範圍內，捕捉到預期合閘角度差小於允許合閘相角差，則執行合閘命令向合環點斷路器發合閘脈衝。
步驟6、將步驟5所有假定故障及控制動作存儲作為備自投模型及控制動作。針對所有假定故障生產相應的備自投模型和邏輯控制策略，即充電、閉鎖、觸發、動作條件和動作序列。
所有假定故障分析處理完成後，存儲相應的備自投模型和邏輯控制動作，備自投系統運行時，根據系統SCADA數據及充放電判據匹配出在線的充電備自投控制動作。
按周期重複運行步驟2，檢查周期內區域內設備的運行方式交之上一周期是否發生改變，如果發生改變，則進入步驟3重新生成備自投模型和相應的邏輯控制動作。