一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统及实现方法与流程

本发明涉及电力系统控制
技术领域：
，特别是涉及一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统及实现方法。
背景技术：
：在特高压交直流电网建设过渡阶段，当电网同时发生多回路直流闭锁等严重故障时，电网频率将产生严重跌落，甚至可能导致系统频率崩溃。为确保直流故障后电网安全稳定运行，通常综合采用多直流提升、抽蓄电站切泵等措施来平衡电网功率的缺额，但上述措施在直流严重故障下仍不足以阻止电网的频率跌落。当前电网负荷控制的模式主要有两种：一是营销负荷控制模式；二是，稳控负荷控制模式。营销负荷控制系统可通过用电信息采集主站，实现用户负荷信息精准采集、用电预付费、有序用电等功能。稳控负荷控制系统为电网安全防护的第二道防线，通过切机、切负荷等方式，保障电网在发生较大事故时仍可稳定运行。但上述营销负荷控制模式和稳控负荷控制模式均有明显的缺点。营销负荷控制模式采用无线通信方式，负荷控制速度较慢；稳控负荷控制模式中切机终端、切负荷终端安装在较大变电站或者发电厂出线处，若终端动作将会切除大量负荷或是整台发电机，因此其是粗放的切机、切负荷的控制方式，无法满足社会对高质量电能供应的需求。技术实现要素：针对营销负荷控制系统控制速度慢，稳控负荷控制系统过于粗放，无法满足社会对高质量电能供应需求的缺陷，本发明提供了一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统及实现方法。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统，包括双主站、切负荷控制中心站、切负荷控制子站以及网荷互动终端；其中，所述双主站包括切负荷控制主站和用电信息采集主站；所述双主站与所述切负荷控制中心站之间、所述切负荷控制中心站与所述切负荷控制子站之间、所述切负荷控制子站与所述网荷互动终端之间均采用2m保护专用通道进行双向通信；所述网荷互动终端，安装在各用户侧，用于实时采集各用户侧可切负荷量，并按照各地市用户侧可切负荷量优先级将各所述用户侧可切负荷量上传至对应的所述切负荷控制子站；所述用户侧包括商业用户和工业生产用户；所述切负荷控制子站，安装在各地市负荷中心站，用于对各所述用户侧可切负荷量进行分类汇总，得到各地市可切负荷总量，并将各所述地市可切负荷总量上传至所述切负荷控制中心站；每个所述地市负荷中心站均包括多个所述用户侧；所述切负荷控制中心站，用于对各所述地市可切负荷总量进行分配处理，得到分配结果，并根据所述分配结果、双主站输出的控制策略以及各地市用户侧可切负荷量优先级下发切负荷信息至对应的所述切负荷控制子站；所述切负荷信息包括切负荷命令和每个切负荷控制子站所需切除负荷量；所述切负荷控制子站还用于根据所述切负荷控制中心站下发的切负荷信息输出负荷切除控制信息，并发送至对应的所述网荷互动终端；所述负荷切除控制信息包括负荷切除控制命令和每个所述网荷互动终端所需切除负荷量；所述网荷互动终端还用于根据所述切负荷控制子站下发的负荷切除控制信息进行负荷切除。可选的，所述负荷控制系统还包括位于各地市负荷中心站的接口转换器；每个所述切负荷控制子站均通过一个所述接口转换器接入所述网荷互动终端；其中，所述切负荷控制子站与所述接口转换器之间、所述接口转换器与所述网荷互动终端连接的变电站之间均采用2m保护专用通道进行双向通信。可选的，所述网荷互动终端通过无线通信方式与所述用电信息采集主站进行双向通信；所述用电信息采集主站用于获取所述网荷互动终端执行所述负荷切除控制命令后所述网荷互动终端的执行结果，并将所述网荷互动终端的执行结果存储为可切负荷结算依据。可选的，所述切负荷控制主站包括紧急功率控制模式，所述用电信息采集主站包括次紧急功率控制模式和常规负荷控制模式；所述切负荷控制主站用于生成紧急功率控制策略和次紧急功率控制策略，并通过通信网络向所述用电信息采集主站传输次紧急功率控制策略；所述电信息采集主站用于生成常规功率控制策略；其中，所述紧急功率控制模式对应所述紧急功率控制策略，所述次紧急功率控制模式对应所述次紧急功率控制策略，所述常规负荷控制模式对应所述常规功率控制策略。可选的，所述切负荷控制中心站位于直流落点地区500kv变电站。可选的，所述切负荷控制主站、所述切负荷控制中心站、所述切负荷控制子站均包括双套柜子，a套柜子和b套柜子；所述a套柜子和所述b套柜子采用数据交换模式进行数据通信。一种基于网荷友好互动型的负荷控制实现方法，包括确定各地市用户侧可切负荷量优先级；采用网荷互动终端实时采集各用户侧可切负荷量，并按照所述用户侧可切负荷量优先级将各所述用户侧可切负荷量上传至对应的切负荷控制子站；采用所述切负荷控制子站对各所述用户侧可切负荷量进行分类汇总，得到各地市可切负荷总量，并将各所述地市可切负荷总量上传至切负荷控制中心站；采用所述切负荷控制中心站对各所述地市可切负荷总量进行分配处理，得到分配结果，并根据所述分配结果、双主站输出的控制策略以及各地市用户侧可切负荷量优先级下发切负荷信息至对应的所述切负荷控制子站；所述切负荷信息包括切负荷命令和每个切负荷控制子站所需切除负荷量；采用所述切负荷控制子站根据所述切负荷控制中心站下发的切负荷信息输出负荷切除控制信息，并发送至对应的所述网荷互动终端；所述负荷切除控制信息包括负荷切除控制命令和每个所述网荷互动终端所需切除负荷量；采用所述网荷互动终端根据所述切负荷控制子站下发的负荷切除控制信息进行负荷切除。可选的，所述确定各地市用户侧可切负荷量优先级，具体包括：确定用户侧可切负荷；所述用户侧包括商业用户和工业生产用户；所述商业用户的可切负荷为照明负荷、制冷负荷或者制热负荷；所述工业生产用户的可切负荷为辅助生产负荷、照明负荷、非生产性负荷；根据各地市区域规定和用户侧可切负荷，确定各地市用户侧可切负荷量优先级。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于网荷友好互动型的负荷控制系统及实现方法，克服了当前营销负荷控制模式和稳控负荷控制模式的缺点，采用2m保护专用通道(2m光纤专网)通信，极大地提高了负荷控制系统通信的时效性，同时负荷控制系统中用于数据采集和负荷控制执行的网荷互动终端均安装在用户侧配电房，实现了负荷精准控制。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例基于网荷友好互动型的负荷控制系统的结构框图；图2为本发明实施例基于网荷友好互动型的负荷控制实现方法的流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统及实现方法。该负荷控制系统解决了营销负荷控制模式和稳控负荷控制模式的缺点，将电力系统中负荷控制领域延伸到用户侧，电网故障时通过切除可切负荷，从而提高了电网重要负荷连续供电的能力，同时通过建设2m保护专用通道使得可切负荷可以参与电网紧急控制，进而解决了负荷控制调节时效性的问题。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，本实施例提供了一种基于网荷友好互动型的负荷控制系统，该负荷控制系统包括双主站、切负荷控制中心站、切负荷控制子站、接口转换器、网荷互动终端。其中，双主站包括切负荷控制主站和用电信息采集主站。双主站与切负荷控制中心站之间、切负荷控制中心站与切负荷控制子站之间、切负荷控制子站与网荷互动终端之间均采用2m保护专用通道进行双向通信。网荷互动终端，安装在各用户侧，用于实时采集各用户侧可切负荷量，并按照各地市用户侧可切负荷量优先级将各用户侧可切负荷量上传至对应的切负荷控制子站；用户侧包括商业用户和工业生产用户。切负荷控制子站，安装在各地市负荷中心站，用于对各用户侧可切负荷量进行分类汇总，得到各地市可切负荷总量，并将各地市可切负荷总量上传至切负荷控制中心站；每个地市负荷中心站均包括多个用户侧。切负荷控制中心站，用于对各地市可切负荷总量进行分配处理，得到分配结果，并根据所述分配结果、双主站输出的控制策略以及各地市用户侧可切负荷量优先级下发切负荷信息至对应的切负荷控制子站；切负荷信息包括切负荷命令和每个切负荷控制子站所需切除负荷量。切负荷控制子站还用于根据切负荷控制中心站下发的切负荷信息输出负荷切除控制信息，并发送至对应的网荷互动终端；负荷切除控制信息包括负荷切除控制命令和每个网荷互动终端所需切除负荷量。网荷互动终端还用于根据切负荷控制子站下发的负荷切除控制信息进行负荷切除。网荷互动终端还通过无线通信方式与用电信息采集主站进行双向通信；用电信息采集主站获取网荷互动终端执行负荷切除控制命令后网荷互动终端的执行结果，并将网荷互动终端的执行结果存储为可切负荷结算依据。其中，网荷互动终端的执行结果为网荷互动终端执行负荷切除控制命令后，网荷互动终端采集的各用户侧可切负荷量。该负荷控制系统主要完成紧急功率控制模式、次紧急功率控制模式及常规负荷控制模式。紧急功率控制模式由切负荷控制主站完成，次紧急功率控制模式和常规负荷控制模式由用电信息采集主站完成。紧急功率控制策略和次紧急功率控制策略由切负荷控制主站生成，并通过通信网络向用电信息采集主站传输次紧急功率控制策略，常规功率控制策略由用电信息采集主站生成。其中，紧急功率控制模式对应紧急功率控制策略，次紧急功率控制模式对应次紧急功率控制策略，常规负荷控制模式对应常规功率控制策略。优选的，负荷控制系统还包括位于各地市负荷中心站的接口转换器；一个切负荷控制子站对应一个接口转换器，即每个切负荷控制子站均通过一个接口转换器接入网荷互动终端；其中，切负荷控制子站与接口转换器之间、接口转换器与网荷互动终端连接的变电站之间均采用2m保护专用通道进行双向通信。接口转换器汇集各用户侧可切负荷量，并上传至切负荷控制子站，具有扩展2m专网接口的数量，增强切负荷控制子站接入网荷互动终端的能力。网荷互动终端一般安装在大用户配电房，具有数据实时采集、可切量上传至切负荷控制子站和负荷控制功能，实时采集的数据包括交流模拟量、状态量及电能表数据；负荷控制可分为本地控制和远程控制，分别通过2m光纤、以太网与双主站(切负荷控制主站和用电信息采集主站)通信。网荷互动终端通过专用光纤通道接入变电站，网荷互动终端采集的可切负荷量数据经光缆传输，再经变电站侧光/电信号转换，通过同轴电缆接入变电站sdh设备。切负荷控制子站位于各地市负荷中心站，主要用于汇集本地市可切负荷量并上送至切负荷控制中心站，按照控制策略执行切负荷控制中心站下发的切负荷命令。切负荷控制主站、切负荷控制中心站、切负荷控制子站均为双套柜子，即图1中的a套柜子和b套柜子，a套柜子和b套柜子均配置有另柜检修压板，a套柜子和b套柜子采用数据交换模式进行数据通信。以切负荷控制中心站为例，接受到切负荷控制主站的控制策略后，切负荷控制中心站通过a套柜子和b套柜子的另柜检修压板进行柜间信息交换，当a套柜子和b套柜子判出相同性质的决策结果时，切负荷控制中心站方可向切负荷控制子站下发相应的切负荷命令。切负荷控制中心站位于直流落点地区500kv变电站，切负荷控制主站可与切负荷控制中心站合二为一。实施例二如图2所示，本实施例提供的一种基于网荷友好互动型的负荷控制实现方法，包括以下步骤：步骤101：确定各地市用户侧可切负荷量优先级；在用户侧将可切负荷剥离控制，商业用户的可切负荷为照明负荷、制冷负荷或者制热负荷；工业生产用户的可切负荷为辅助生产负荷、照明负荷、非生产性负荷。步骤102：采用网荷互动终端实时采集各用户侧可切负荷量，并按照所述用户侧可切负荷量优先级将各所述用户侧可切负荷量上传至对应的切负荷控制子站。步骤103：采用所述切负荷控制子站对各所述用户侧可切负荷量进行分类汇总，得到各地市可切负荷总量，并将各所述地市可切负荷总量上传至切负荷控制中心站。步骤104：采用所述切负荷控制中心站对各所述地市可切负荷总量进行分配处理，得到分配结果，并根据所述分配结果、双主站输出的控制策略以及各地市用户侧可切负荷量优先级下发切负荷信息至对应的所述切负荷控制子站；所述切负荷信息包括切负荷命令和每个切负荷控制子站所需切除负荷量。步骤105：采用所述切负荷控制子站根据所述切负荷控制中心站下发的切负荷信息输出负荷切除控制信息，并发送至对应的所述网荷互动终端；所述负荷切除控制信息包括负荷切除控制命令和每个所述网荷互动终端所需切除负荷量。步骤106：采用所述网荷互动终端根据所述切负荷控制子站下发的负荷切除控制信息进行负荷切除。在步骤101中，负荷控制系统中可切负荷量采集由安装在用户侧的网荷互动终端完成，各支路的电压、电流通过电压互感器和电流互感器接入网荷互动终端。大量可切负荷量构成可切负荷层级1～n，可切负荷层级1～n表示可切负荷量优先级，其中，可切负荷层级1表示可切负荷量最高级，可切负荷层级n表示可切负荷量最低级。大量用户侧可切负荷量按照可切负荷量优先级上送和切除。可切负荷量优先级的层数是根据本地市的特点设置的。当电网发生故障时，优先切除可切负荷层级1(可切负荷量最高级)，当切除负荷量不足时，依次切除可切负荷层级2～n。在步骤102中，可切负荷量由网荷互动终端采集并按照可切负荷量优先级上送，经接口转换器汇集后形成本地市(本区域)可切负荷总量并上送至对应的切负荷控制子站，再由各切负荷控制子站将各地市可切负荷总量上送至切负荷控制中心站，由切负荷控制中心站汇集所有地市的可切负荷总量。可切负荷量上送时采用固定帧长结构，通信信息主要包括地址信息、通道接受状态、各可切负荷层级的可切负荷量、n层可切负荷层级的总可切负荷量、切负荷控制中心站下发切负荷命令后网荷互动终端实际可切负荷总量、网荷互动终端实际可切负荷总量与切负荷控制中心站下达的可切负荷总量之差。为了防止信息在传输过程中的干扰，数据传输帧中设置校验和位，切负荷控制子站将舍弃校验和位中的错误帧。为了保证数据的实时性，数据上送的周期为1.667ms，通道接收正常时为0，异常时为1，依次接收n层可切负荷层级的可切负荷量形成总可切负荷量，切负荷控制子站接收的同时舍弃校验和位中的错误帧。在步骤104中，当发生直流单极、双极闭锁等故障带来的系统频率稳定问题时，本发明提供的负荷控制系统可以提供两种负荷控制方式，远方切负荷控制方式和本地切负荷控制方式。当执行远方负荷控制方式时，切负荷控制中心站接受双主站的控制策略，并结合就地判据，按照可切负荷量优先级切除负荷，切除本地区负荷；当执行本地切负荷控制方式时，切负荷控制中心站就地判别故障，按照可切负荷量优先级切除负荷。切负荷命令也是采用固定帧长，通信信息主要包括报文帧头、网荷互动终端地址、切负荷命令、负荷恢复命令。报文帧头分为两类，一为正常帧即切负荷命令码和负荷恢复码无效，二为控制命令帧，此时切负荷命令或者负荷恢复命令有效，当负荷控制系统下发控制指令时，需将控制命令帧维持360帧，然后切换进入正常帧状态。通信过程中，为防止通信过程中信号干扰，控制命令帧中设置校验位，网荷互动终端舍弃校验和位错误帧。当切负荷总量为pcut时，切负荷控制中心站根据各切负荷控制子站上送的可切负荷量，按照可切负荷量优先级顺序，先从可切负荷层级1切除，若仍不满足切负荷总量pcut，按照优先级从高到低的原则将各层级可切量相加，直至切负荷量满足下式：式中，pn为第n层级可切负荷量；n为可切负荷量最大层级数。由公式(1)可知，可切负荷量要大于pcut，但当n取值为n时，仍然满足不了公式(1)，说明负荷控制系统处于欠切状态，总可切负荷量小于负荷控制系统需切量，此时仅通过切负荷无法达到负荷控制系统调控预定目标，需其他手段配合使用；当n取值小于等于n时，可满足公式(1)时，说明负荷控制系统可满足调控预定目标。m个切负荷控制子站根据用户侧可切负荷量优先级的不同，将用户侧分为n个层级，并将每个层级每个切负荷控制子站的用户侧可切负荷总量pmn上送到切负荷控制中心站，如表1所示，切负荷控制子站与切负荷控制中心站的负荷统计。表1控制子站第1层第2层……第n-1层第n层站1p11p12……p1(n-1)p1n站2p21p22……p2(n-1)p2n站m-1p(m-1)1p(m-1)2……p(m-1)(n-1)p(m-1)n站mpm1pm2……pm(n-1)pmn中心站p1p2……pn-1pn切负荷控制中心站汇集的同一层级所有切负荷控制子站的可切负荷量可用式(2)表示。其中，pn是汇集同一层级所有切负荷控制子站的可切负荷量，pmn是第m个子站、第n层级的可切负荷量。切负荷控制中心站上送到切负荷控制主站的可切负荷总量可用式(3)表示。其中p是汇集的所有切负荷控制子站、所有层级的可切负荷总量。具体地切负荷步骤：检测到切负荷命令；判断p是否大于pcut；若否，则需切除所有切负荷控制子站、所有层级负荷，并配合其他手段控制；若是，按用户侧优先级逐层增加层级可切负荷量，判断成立时，需要切除的层级，当n＝1时，说明没有全切层，只需要切除第一层级就能完成控制，利用最小过切算法确定m个子站第q负荷切除策略，切除m个子站第1层级可切负荷；当n＞1时，说明存在全切层，利用最小过切算法确定m个子站第q负荷切除策略，切除所有下属子站1至n-1层全部可切负荷，切除m个子站n级可切负荷。互动负荷终端执行切负荷主站经控制子站、接入变电站，发来的切负荷命令，执行命令出口跳闸。与现有的技术相比，本发明有以下特点：网荷互动友好负荷控制系统可以克服营销负荷控制系统控制速度慢，多为分钟级的控制；稳控负荷控制系统粗犷，一旦装置动作将会造成大量的重要负荷失电，会引起较大的社会影响。网荷互动友好负荷控制系统利用2m的光纤网络实现了用户侧毫秒级负荷切除速度提高了切负荷的速度；另外将切除负荷的电压等级下降到220v，并按照负荷重要性将细分为重要负荷与可切负荷，系统将大量可切负荷汇集起来参与电网互动，可以在有效提高电网稳定性的同时减弱了切负荷带来的社会不良影响。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12