大電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)中幾個問題的探討

1、         06-02-26 10:37:00     作者：姚光華, 劉啟勝,     編輯：studa9ngns摘要：首先綜述了當前大電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的特點與要求，隨后討論了穩(wěn)定控制裝置的起動元件的選取、基于當前技術(shù)水平下區(qū)域子站與控制中心的構(gòu)成模式等幾個問題，并就穩(wěn)定對策的優(yōu)化前提、提高控制裝置與控制策略的開放性、適當增加穩(wěn)定控制裝置的預防能力等方面提出了自己的觀點。 關(guān)鍵詞：大電網(wǎng) 穩(wěn)定控制 起動元件 優(yōu)化 開放 

2、0;1引言 隨著三峽工程與全國聯(lián)網(wǎng)、電力市場與電能交易、電力環(huán)保等新形勢的出現(xiàn)，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行與控制的要求越發(fā)顯得重要。在我國，許多傳統(tǒng)的就地控制模式，如簡單的線路故障聯(lián)鎖切機、切負荷由于其技術(shù)性能落后、經(jīng)濟性差等缺點已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代大電網(wǎng)的安全性與經(jīng)濟性的要求。近年來許多區(qū)域穩(wěn)定控制裝置的研制與投入使用在一定程度上緩解了大電網(wǎng)穩(wěn)定運行控制的壓力，但也只能兼顧電網(wǎng)的一部分，無法從全局上對電網(wǎng)進行協(xié)調(diào)控制。隨著快速穩(wěn)定分析方法的發(fā)展及計算機、通信技術(shù)的不斷提高，使基于大系統(tǒng)理論與分級遞階與分散控制理論的大電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研制開發(fā)成為可能。本文結(jié)合作者參與研究開發(fā)的穩(wěn)定性實時觀測與控制系統(tǒng)

3、的實際，針對大電網(wǎng)穩(wěn)定控制裝置開發(fā)中的幾個問題談了自己的看法。2大電網(wǎng)穩(wěn)控裝置的特點與要求2.1整體特點大電網(wǎng)穩(wěn)定控制需要大量的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運行參數(shù)，高速可靠的硬件平臺與通信通道，快速準確的穩(wěn)定分析軟件以及合適的控制策略。目前，大電網(wǎng)穩(wěn)定控制裝置的開發(fā)與實現(xiàn)具有以下特點： 1) 控制對象仍以功角穩(wěn)定問題為主，但帶有電壓越限等輔助功能；一般都采用集中管理、分區(qū)控制的模式，如圖1所示，這樣既有利于實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，又可保持各區(qū)域子站的相對獨立性。根據(jù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制，尤其是大電網(wǎng)穩(wěn)定控制中控制速度快、信息量大、跨地域范圍廣的特點，一般都采用開環(huán)預測控制，且多為離散控制(如切機、切負荷、電氣制動、快關(guān)等)

4、，如圖2所示。圖中控制量 u=p(m,x0) (1)式中m為擾動信息；x0為基準狀態(tài)信息；p為控制算子，其內(nèi)涵反應(yīng)了預測及按補償原理實現(xiàn)控制作用的三種方式，即離線預決策實時匹配；在線預決策實時匹配；在線實時分析決策1； 3) 出于可靠性與經(jīng)濟性的考慮，一般考慮將穩(wěn)定控制裝置與EMS、MIS等接口的可能性，充分利用豐富的數(shù)據(jù)資源與已建成的通信通道；合理利用已有的常規(guī)穩(wěn)定裝置及區(qū)域穩(wěn)定控制裝置，避免資源與設(shè)備的浪費； 4) 技術(shù)上借鑒微機保護與SCADA中成熟的數(shù)據(jù)采集、故障辨識與數(shù)字濾波等技術(shù)；借鑒靜態(tài)安全分析中較為成熟的狀態(tài)估計、預想事故、靈敏度分析等技術(shù)；預想事故分析部分采用快速穩(wěn)定分析方法

5、，如改進后的SBS法、各種直接法、人工智能、基于GPS外部觀測的預測方法等，以試圖從根本上解決穩(wěn)定控制快速性要求的前提下，滿足準確性與穩(wěn)定裕量的要求。2.2對區(qū)域子站的要求 在大電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)中，區(qū)域子站起著承上啟下的關(guān)鍵作用。在未能很好地解決控制中心與區(qū)域子站的實時通信問題之前，先著重考慮區(qū)域子站以使其“保一方平安”是很重要的。從當前技術(shù)條件及運行調(diào)度人員的要求角度出發(fā)，一個自動化程度較高、開放式、功能較齊全的區(qū)域穩(wěn)定控制裝置應(yīng)具備以下功能： 1) 基于GPS的高精度、快速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與準確無誤的穩(wěn)定措施執(zhí)行機構(gòu)：這是實現(xiàn)穩(wěn)定觀測與控制的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)的可靠性是其首要問題；而在具體的穩(wěn)定措施

6、執(zhí)行點，還應(yīng)該根據(jù)當?shù)毓r進行適當?shù)男：恕?2) 可擴展性、可維護性好、開放靈活的對策表管理系統(tǒng)，具體體現(xiàn)在以下方面： 當本區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)線路擴建時，穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)從硬件到軟件應(yīng)能較容易地隨之擴展； 當需要修改對策表時，在修改權(quán)限的限制下，可從本地/遠方靈活地修改，以使當前的穩(wěn)定對策最大程度上地符合實際情況； 采用可移植性好、代碼效率高的編程語言；采用模塊化設(shè)計或(分布式)組件技術(shù)；運行模塊與維護模塊應(yīng)既相對分離又相互關(guān)聯(lián)。 3) 較為合理、完善的穩(wěn)定啟動判據(jù)，準確快速地判斷故障線路、故障相別、故障類型，有條件的廠站還可根據(jù)采集的開關(guān)量實現(xiàn)基于關(guān)聯(lián)矩陣的電網(wǎng)拓撲辨識，為基于快速積分法的在線準實時穩(wěn)定計算提供實時網(wǎng)絡(luò)拓撲； 4) 實時的圖形化監(jiān)視界面，帶有事件順序記錄、實時/定時打印、實時波形、語音報警等功能，甚至有故障錄波系統(tǒng)，以便于事故后分析； 5) 完備、冗余式的通訊：通過對載波、微波、電話線、Internet、SPDnet等多種通訊方式的支持與實時切換，確保區(qū)域子站與控制中心的通訊通道通暢無阻。 6) 適當條件下可將電壓穩(wěn)定監(jiān)控、頻率穩(wěn)定監(jiān)控功能集成進來，并可通過電力企業(yè)綜合總線(UIB)與EMS中的SCADA/DTS、電力市場系統(tǒng)中的動態(tài)安全評估聯(lián)系等相聯(lián)系，形成一個更加完整的系統(tǒng)。 可見，新的環(huán)境與條件下的區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)是一個典型的以數(shù)據(jù)處理為中心的