专利名称：一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统频率控制领域，特别涉及一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统，用于电网出现电源损失、负荷比例突增所引起低频故障时，为保证电网的安全、经济、稳定运行而采用的低频控制方法。
背景技术：
随着市场经济的不断发展，电力系统需求侧负荷日益增加，负荷类别更加多样，因此为保证市场经济效益最大化，电网整体频率调节能力成为备受关注的主要核心问题。当电网出现低频故障时，系统会以控制响应时间为基准分为三个调频层次，即三次调频，然而第3次调频为系统最重要的防御措施，标准定义为低频减载方法，同时是本实用新型所体现的主要背景技术。目前低频减载方法主要以控制时序、负荷本身调频特性等技术目标出发，来完成低频减载控制，但这已无法适应目前以电网安全稳定与经济运行多目标为主导电网运行准贝U。为了适应市场经济发展，低频减载方法的经济效益性已成为电网公司所关注的主要问题，因此出现了以故障等级标准来约束切负荷容量，然而切负荷容量的大小与频率恢复特性成正比例关系，因此故障等级与频率恢复特性间又形成一种矛盾问题。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统。其目的是在满足事故等级限制的同时，又完成安全稳定运行，并能够实现经济的合理运行。本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统，包括多节点的发电电源、电源母线节点、变压器单元、变压站母线节点、输电线路、不同特性的负荷单元及控制单元；其中，发电电源与电源母线节点相连，电源母线节点通过变压器单元与变压站母线节点相连，变压站母线节点通过输电线路与不同特性的负荷单元相连，同时变压站母线节点通过输电线路与其它变电站母线节点相连，控制单元与变压站母线节点相连，实现控制单元对变压站检测功能，控制单元与不同特性的负荷单元相连，实现控制单元对相应特性负荷单元的操作功能。本实用新型的优点及有益效果是:本实用新型以低频故障时经济代价为目标，为电网频率控制领域提供了科学的理论分析依据，将负荷分为两种不同经济特性负荷模型，即提出由常规负荷模型与调频中断负荷模型组成的新型负荷匹配模型，同时进行本实用新型所提出的控制模型计算，将得出最优分配向量，常规负荷与调频可中断负荷通过本实用新型控制模型得出的最优分配向量完成多负荷特性的合理优化分配，通过本实用新型的实施，不仅会在满足事故等级限制同时，完成安全稳定运行，并能够实现经济合理运行。这也为电网中负荷经济运行特性提出了新的分析角度，同时多负荷特性匹配的低频减载控制模型的提出，为低频减载过程的正确实施提供了决策依据。电网低频故障运行中，对电网经济稳定运行控制建立目标函数和边界条件，通过求解出最优控制向量，形成控制方案进行低频减载控制，有效的实现了电网出现低频故障时的应急指挥策略。本实用新型为未来的低频减载控制领域提供了科学的理论支撑，以最低经济代价为低频减载的控制目标，大大降低了频率控制过程的经济损失，从而产生了巨大的经济效益。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型所控制的目标电网原理图。
具体实施方式
本实用新型是一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统，包括多节点的发电电源、电源母线节点、变压器单元、变压站母线节点、输电线路、不同特性的负荷单元及控制单元；其中，发电单元与电源母线节点相连，电源母线节点通过变压器单元与变压站母线节点相连，变压站母线节点通过输电线路与不同特性的负荷单元相连，同时变压站母线节点通过输电线路与其它变电站母线节点相连，控制单元与变压站母线节点相连，实现控制单元对变压站检测功能，控制单元与不同特性的负荷单元相连，实现控制单元对相应特性负荷单元的操作功能。该系统应用本实用新型的多负荷特性匹配的低频减载优化控制方法，形成控制指令并下发给各控制单元，控制单元控制相应特性的负荷单元，完成不同特性负荷单元协调优化的减载动作，有效实现了多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统功能。如图1所示，在本实施方式中，图1为9节点系统，其中Gl、G2、G3为三个发电单元，BUS1、BUS2、BUS3、BUS4、BUS5、BUS6、BUS7、BUS8、BUS9 为 9 条母线节点，T1、T2、T3 为三台变压器，Pu、Pl2、Pu为三个常规负荷单元，PFIu、Pm2、Pm3三个调频中断负荷单元，K1、K2、K3、K4、K5、K6为负荷对应的控制单元，以常规负荷与调频中断负荷的最优匹配控制方式来切断相应负荷。本实施方式中，系统运行的各变量取值:一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制方法，即对上述具有新型负荷匹配模式的电网进行低频减载优化控制方法，包括如下步骤:步骤1:实时检测电网中9母线节点的频率值，此时电网中Gl、G2两个发电单元出现故障；步骤2:检测单元将电网频率信息传输到调度监控中心，并进行实时分析:检测电网每个节点频率为49.0Hz，此时电网出现了低频故障；步骤3:电网出现低频故障时，调度中心按本实用新型的控制方法计算出的控制方案进行控制；本实施方式中控制方法具体步骤如下:步骤3.1:把区域内负荷模型定义为常规负荷与频率中断负荷组合的新型负荷匹配模型，并同时定义其对应的控制代价模型。定义新型负荷匹配模型表达式为:P_=PdV，如图所示，负荷向量SP_=[pu，Pl2，Pl3，Pfili PfIL2，PfIL3]，PLl_PL2_PL3_PFILl_PFIL2_PFIL3_5000kw。[0022]其中&代表常规负荷，Pfil调频可中断负荷。[0023]Pl常规负荷的控制代价模型为=Mtjbj (L) =Q (c) Δ PlBl ；[0024]其中:Μ__α)表示常规负荷的控制代价，Q (C)为损失正常负荷的代价系数，c为事故等级数，为常规负荷的切负荷量，Bl常规负荷电价。[0025]Pfil调频可中断负荷的控制代价模型=Mtjbj (IL) = [Cpm+S (p, t) ] Δ PilBfil ；[0026]其中=Mtjw(IL)表示调频中断负荷的控制代价，Cpm为不定时性的补偿系数、S (p，t) 负荷中断量为P时随时间增长而补偿系数的增长函数，APttS调频中断负荷的切负荷量， Bfil调频中断负荷补偿基准电价。[0027]步骤3.2:根据已定义的新型负荷匹配模型，构建多负荷特性匹配的低频减载控制模型；[0028]目标函数:
权利要求1.一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统，其特征在于:包括多节点的发电电 源、电源母线节点、变压器单元、变压站母线节点、输电线路、不同特性的负荷单元及控制单 元;其中，发电电源与电源母线节点相连，电源母线节点通过变压器单元与变压站母线节 点相连，变压站母线节点通过输电线路与不同特性的负荷单元相连，同时变压站母线节点 通过输电线路与其它变电站母线节点相连，控制单元与变压站母线节点相连，实现控制单 元对变压站检测功能，控制单元与不同特性的负荷单元相连，实现控制单元对相应特性负 荷单元的操作功能。
专利摘要本实用新型涉及电力系统频率控制领域，特别涉及一种多负荷特性匹配的低频减载优化控制系统，用于电网出现电源损失、负荷比例突增所引起低频故障时，为保证电网的安全、经济、稳定运行而采用的低频控制方法。本实用新型由发电电源与电源母线节点相连，电源母线节点通过变压器单元与变压站母线节点相连，变压站母线节点通过输电线路与不同特性的负荷单元相连，同时变压站母线节点通过输电线路与其它变电站母线节点相连，控制单元与变压站母线节点相连，控制单元与不同特性的负荷单元相连。本实用新型在满足事故等级限制同时，完成安全稳定运行，实现经济合理运行。以最低经济代价为低频减载的控制目标，大大降低频率控制过程的经济损失，经济效益巨大。
文档编号H02J3/00GK202978267SQ20122065263
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者张涛, 李家珏, 王超, 张强, 宋云东, 曾辉, 刘劲松, 王刚 申请人:辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 东北电力科学研究院有限公司, 国家电网公司