[发明专利]一种考虑线路动态安全性的电力系统过负荷协调控制方法

说明书

本发明提供了一种考虑线路动态安全性的电力系统过负荷协调控制方法，用于解决现有技术中电力系统过负荷带来的电力系统稳定性与安全性的问题。基于新能源电力系统的功率控制，建立了过负荷线路功率的控制能力模型；考虑了电力系统的功率平衡，提出了平衡节点的搜索方法以及调节速度的计算方法；同时，提出了过负荷线路安全性判断方法。所提方法能最大化利用新能源电力系统的功率控制能力，快速恢复过负荷线路功率，从而尽可能避免切机切负荷。同时，所提方法能够快速判断线路安全性，并准确有效地对过负荷进行控制，从而解决过负荷问题。

技术领域

本发明涉及新能源电力系统控制领域，具体涉及一种考虑线路动态安全性的电力系统过负荷协调控制方法。

背景技术

化石能源发电带来的能源危机和环境问题日益突出，使得新能源发电受到越来越多的关注。新能源发电在电力系统的应用得到了快速发展。大型新能源发电场站及其配套超特高压输电系统的大量建设，使得电力系统的复杂程度不断提高。电力系统连锁故障的风险日趋严峻，对电网的安全运行提出了更高的要求。基于电力电子设备的双馈风电机组、直驱风电机组以及光伏电源是当前新能源发电的主要装备。电力电子设备使得新能源发电具有快速功率控制能力，极大提高了电力系统的可控性。因此，新能源发电的快速功率控制也为电力系统过负荷的控制提供了新的解决思路。

过负荷主要指电流超过允许长期运行电流。受设备老化、恶劣气候、大负荷方式运行等因素影响，单一故障元件停运造成的潮流转移易导致正常运行的线路处于过负荷状态。线路过负荷后，由于发热功率大于散热功率，导线温度持续升高。若温度超过最大允许温度，则易因弧垂加大而引发短路故障或因热氧化而导致导线损坏。因此，需利用继电保护切除过负荷线路。但是，过负荷线路的切除再次加剧潮流转移，使得更多正常运行的线路出现过负荷，导致更大范围的线路跳闸，进而引起连锁故障。

切机切负荷是降低线路功率最直接的方式。但是，切机切负荷会造成较大的经济损失和供电可靠性问题。机组和负荷再并网还对电力系统产生冲击。因此，调节电源功率逐步降低线路功率，是阻断线路过负荷引发连锁故障更为有效的方法。但是，同步发电机的功率调节速度有限，仅利用同步发电机难以保证过负荷的有效控制。目前新能源发电功率控制的应用受到关注。

现有方法通常以允许过负荷时间内电流降至允许长期运行电流为条件。允许过负荷时间决定于线路的发热功率和散热功率。发热功率主要受线路电流的影响。散热功率不仅受环境影响，还与线路的温度有关。在电源功率的调节过程中，随着功率的变化，线路允许过负荷时间具有动态性。然而，现有方法忽略了功率变化对发热的影响或忽略了温度变化对散热的影响，因而将允许过负荷时间视为恒定值。不仅可能造成控制资源的浪费，提高了运行成本，还可能因控制量不足导致线路损坏或线路切除后连锁故障的发生。

综上所述，如何提供一种新的过负荷控制方法，充分考虑同步发电机以及新能源发电的影响，在尽可能避免切机切负荷并且保障系统安全稳定的前提下，对过负荷进行控制，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种考虑线路动态安全性的电力系统过负荷协调控制方法。在考虑能源电力系统运行特性及过负荷故障特性的基础上，基于新能源电力系统的功率控制，建立了过负荷线路功率的控制能力模型；考虑了电力系统的功率平衡，提出了平衡节点的搜索方法以及调节速度的计算方法；同时，提出了过负荷线路安全性判断方法。所提方法能最大化利用新能源电力系统的功率控制能力，快速恢复过负荷线路功率，从而尽可能避免切机切负荷。同时，所提方法能够快速判断线路安全性，并准确有效地对过负荷进行控制，从而解决过负荷问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种考虑线路动态安全性的电力系统过负荷协调控制方法，包括如下步骤：

S101、利用潮流计算，分别计算负荷节点、同步发电机和新能源电源节点与过负荷线路的功率灵敏度；