[发明专利]一种多功能电力控制终端及方法

权利要求书

1.一种多功能电力控制方法，其特征在于，所述多功能电力控制方法包括：

(1)终端的变压器及机组通过各线路终端与继电保护器连接，线路保护器与通信接口连接，用于保护终端设备；

所述变压器绕组通过交流电流时，计算变压器的损耗，以绕组一层的导线作为一个整体进行分析，变压器绕组半径方向为r，轴线方向为k，电流流通方向为φ，建立坐标系，i_k、i_φ、i_r分别为方向k、φ、r的电流，H_-、H₊分别为绕组中某一层绕组内外两侧的磁场强度，绕组内部的圆导线中流过的电流为i(t)＝Ie^jωt，导线的电场强度E以及磁场强度H在柱坐标中满足关系：

其中，γ、μ分别为铜导线的电导率和磁导率；ω为角频率；磁场强度和电场强度均为绕组上任意一点距绕组轴线距离r的函数，解贝塞尔函数方程得到：

H(r)＝c₁J₀(mr)+c₂K₀(mr)

E(r)＝-m/γ×[c₁J₁(mr)-c₂K₁(mr)]；

其中，J₀、J₁为第一类贝塞尔函数；K₀、K₁为第二类贝塞尔函数；系数c₁、c₂由边界条件决定；对某一层绕组而言，单位时间内穿过单位面积的能量通量由坡印亭矢量表示为E(r)×H(r)，注入第n层绕组单位长度的能量为：

其中，W为绕组宽度；N为每层绕组所包含的线圈匝数；d_n为第n层绕组厚度；r_n为第n层绕组与绕组轴线间的距离；利用泰勒展开式得第n层绕组的损耗为：

(2)通信接口将各地终端的变压器及机组的实时状态信息发送至监控器，监控器周期性的对各状态信息进行更新，并发送至故障诊断判别器；

(3)故障诊断判别器实时诊断各终端是否发生故障，并反馈给控制器，判断整个系统是否处于动态稳定状态；当系统收到干扰发生震荡时，控制器触发恢复控制器，通过采用送端减出力、提电压、解列震源、受端加出力措施减少因干扰所引发的震荡；

所述故障诊断判别器将直流线路等效为逆变侧母线的有功功率和整流侧母线的有功负荷；当直流线路功率可控时，将形成一对优化变量；调度环节的优化变量组成的向量X为：

X＝[x_g1，…，x_gm，x_d1，…，x_dn，x_f1，…，x_fr，x_t1，…，x_tr]；

式中：x_gi为发电机i的有功出力；x_di为负荷i消耗的有功功率；x_fi为直流线路i整流侧有功功率；x_ti为直流线路i逆变侧有功功率；m为发电机总数；n为负荷总数；r为直流线路总数：优化的模型如下：

s.t.AX＝0

X_f＝X_t

CX＞0

X_gmin≤X_g≤X_gmax

0≤X_d≤X_dmax

P_dcmin≤X_f≤P_dcmax

-P_lmax≤P₁≤P_lmax；

式中：X_f为直流线路整流侧有功功率向量；X_t为直流线路逆变侧有功功率向量；X_g为发电机有功出力向量；X_gmax和X_gmin分别为发电机有功出力最大、最小值向量；X_d为负荷消耗有功功率向量；X_dmax为负荷消耗有功功率最大值向量；P_dcmax和P_dcmin分别为直流线路传输有功功率最大、最小值向量；P_l为交流线路的传输有功功率向量；P_lmax为交流线路传输有功功率最大值向量；

当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、负荷节点时，A中元素a_ij分别取值为1和－，否则为0；当第j个节点属于第i个电气岛且为发电机节点、直流功率送出端时，C中元素c_ij分别取值为1和－1，否则为0；

P_l＝B_fa(B_aa)^-1X；

式中：B_aa为去掉相位参考节点后以支路串联电抗建立的节点导纳矩阵；B_fa为相应的节点支路导纳矩阵；

(4)控制器与显示器连接，显示器将显示各个终端的数据信息。