本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制領(lǐng)域，涉及一種基于多重約束條件下的地區(qū)電網(wǎng)與主網(wǎng)間單一聯(lián)絡(luò)線實時交換功率極限值的確定方法。

技術(shù)背景

在電力系統(tǒng)中，由于受負荷水平、地理條件等因素的影響，存在與主網(wǎng)聯(lián)系薄弱的地區(qū)電網(wǎng)，這些地區(qū)電網(wǎng)在擔(dān)負著地區(qū)供電任務(wù)的同時，還經(jīng)過與主網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線與主網(wǎng)交換電力，實現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)功率的實時平衡。對于這種與主網(wǎng)聯(lián)系薄弱的地區(qū)電網(wǎng)，聯(lián)絡(luò)線的運行狀態(tài)對地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性影響極大。當(dāng)聯(lián)絡(luò)線交換功率較大時，由于聯(lián)絡(luò)線故障造成同步穩(wěn)定破壞或地區(qū)電網(wǎng)與主網(wǎng)解列后，解列后的地區(qū)電網(wǎng)無法孤立運行成功；同時，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線交換功率較大時，由于地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)其它故障可能造成聯(lián)絡(luò)線過載，不得不采取切機、切負荷措施，甚至解列聯(lián)絡(luò)線，威脅地區(qū)電網(wǎng)的運行安全。因此，正常運行期間，必須對聯(lián)絡(luò)線交換功率進行限制，防止故障后造成同步穩(wěn)定破壞或聯(lián)絡(luò)線過載，同時保證與主網(wǎng)解列后的地區(qū)電網(wǎng)能夠孤立運行成功，這對于提高地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性意義重大。

對于與主網(wǎng)間僅有單一聯(lián)絡(luò)線的地區(qū)電網(wǎng)，通常對聯(lián)絡(luò)線的交換功率限定條件比較簡單，只考慮聯(lián)絡(luò)線正常運行時不過載，典型運行方式下聯(lián)絡(luò)線瞬時故障重合成功后系統(tǒng)能夠保持同步穩(wěn)定運行。當(dāng)故障引起地區(qū)電網(wǎng)孤網(wǎng)，依靠地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)配置的高周切機裝置或低頻低壓減負荷裝置切除部分電源或負荷，以維持地區(qū)電網(wǎng)孤網(wǎng)后的功率平衡；當(dāng)故障引起聯(lián)絡(luò)線過載時，依靠切除地區(qū)電網(wǎng)部分電源或負荷，消除聯(lián)絡(luò)線過載。當(dāng)故障造成孤網(wǎng)時，由于切除電源或負荷的數(shù)量難以匹配，往往造成電源、負荷的反復(fù)切除，最終難以維持地區(qū)電網(wǎng)孤網(wǎng)運行；當(dāng)故障造成聯(lián)絡(luò)線過載時，緊急切除電源或負荷將造成部分負荷的非計劃停電以及部分電源的非計劃停機。無論孤網(wǎng)或聯(lián)絡(luò)線過載造成機組及負荷的緊急切除，均會對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來影響。且上述方法是以典型運行方式為基礎(chǔ)，預(yù)先確定的聯(lián)絡(luò)線交換功率限定值，未考慮系統(tǒng)運行方式變化的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種正常運行期間，基于多重約束條件的單回聯(lián)絡(luò)線的交換功率極限值確定方法，且極限值隨系統(tǒng)運行方式變化及時修正。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于多重約束條件的單一聯(lián)絡(luò)線交換功率極限值確定方法，其特征在于包括下列步驟：

(1)離線計算，確定地區(qū)電網(wǎng)在不同運行條件下由聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)時，不采取任何控制措施情況下能夠孤網(wǎng)運行成功所允許的聯(lián)絡(luò)線最大外送功率以及最大受入功率；

(2)自電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)定期獲得地區(qū)電網(wǎng)目前的運行狀態(tài)，包括：總發(fā)電出力、一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力、系統(tǒng)頻率、各電源出力、各廠站負荷分布；

(3)根據(jù)定期獲得的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并結(jié)合離線計算結(jié)果，得出當(dāng)前運行條件下地區(qū)電網(wǎng)由聯(lián)網(wǎng)變?yōu)楣戮W(wǎng)時，不采取任何控制措施情況下能夠孤網(wǎng)運行成功所允許的聯(lián)絡(luò)線最大外送功率P1以及最大受入功率P2，確定地區(qū)電網(wǎng)在當(dāng)前條件下單一故障引起的最大電源功率損失值ΔPS和最大負荷功率損失值ΔPL，每獲得一次數(shù)據(jù)，完成一次計算；

(4)設(shè)聯(lián)絡(luò)線熱穩(wěn)定極限功率為P0，按同時滿足式1、式2確定聯(lián)絡(luò)線交換功率P3的范圍，正值表示外送，負值表示受入；

-P0+ΔPS≦P3≦P0-ΔPL------------------1

-P2≦P3≦P1------------------2

(5)設(shè)同時滿足式1、式2條件的聯(lián)絡(luò)線交換功率P3的范圍為Pm≦P3≦Pn，據(jù)此確定聯(lián)絡(luò)線當(dāng)前交換功率極限值最小為Pm，最大為Pn，正值表示外送，負值表示受入，根據(jù)每獲得一次聯(lián)絡(luò)線交換功率范圍，自動或人工調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率。

本發(fā)明基于多重約束條件的單回聯(lián)絡(luò)線的交換功率極限值確定方法，且極限值隨系統(tǒng)運行方式變化及時修正。正常運行期間將聯(lián)絡(luò)線功率控制在按上述方法確定的交換功率極限值范圍內(nèi)，系統(tǒng)發(fā)生單一故障后，無論地區(qū)電網(wǎng)是否孤網(wǎng)，均不需采取控制措施即可保證地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，大大提高了地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性，同時充分發(fā)揮了聯(lián)絡(luò)線的功率交換作用。

具體實施方式

(1)離線計算出地區(qū)電網(wǎng)在不同總發(fā)電出力、不同一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力、不同運行頻率條件下由聯(lián)網(wǎng)運行變?yōu)楣戮W(wǎng)運行時，不采取任何控制措施情況下能夠孤網(wǎng)運行成功所允許的聯(lián)絡(luò)線最大外送功率以及最大受入功率；

(2)自電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)每5分鐘獲得地區(qū)電網(wǎng)目前的運行狀態(tài)，包括：總發(fā)電出力、一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力、系統(tǒng)頻率、各電源出力、各廠站負荷分布；

(3)根據(jù)定期獲得的系統(tǒng)總發(fā)電出力、一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力、系統(tǒng)頻率，與離線計算結(jié)果匹配，得出當(dāng)前運行條件下地區(qū)電網(wǎng)由聯(lián)網(wǎng)變?yōu)楣戮W(wǎng)時，不采取任何控制措施情況下能夠孤網(wǎng)運行成功所允許的聯(lián)絡(luò)線最大外送功率P1以及最大受入功率P2；根據(jù)定期獲得的地區(qū)電網(wǎng)各電源出力及負荷分布，確定地區(qū)電網(wǎng)在當(dāng)前條件下單一故障引起的最大電源功率損失值ΔPS和最大負荷功率損失值ΔPL；

(4)設(shè)聯(lián)絡(luò)線熱穩(wěn)定極限功率為P0，按同時滿足式1、式2確定聯(lián)絡(luò)線交換功率P3的范圍，正值表示外送，負值表示受入；

-P0+ΔPS≦P3≦P0-ΔPL------------------(3)

-P2≦P3≦P1------------------(4)

(5)設(shè)同時滿足式3、式4條件的聯(lián)絡(luò)線交換功率P3的范圍為Pm≦P3≦Pn，據(jù)此確定聯(lián)絡(luò)線交換功率極限值最小為Pm，最大為Pn，正值表示外送，負值表示受入。