电力调度自动化系统中小干扰稳定实时控制刘海鹏

电力调度自动化系统中小干扰稳定实时控制刘海鹏

刘海鹏1王小丹2张毅贤3

（1.石家庄思凯电力建设有限公司河北石家庄050000

2.3.国网河北省电力公司石家庄供电分公司河北石家庄050000）

摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着社会的不断发展与科学技术的进步，电力调度自动化系统也越来越广泛地应用在电力企业的电力调度工作中，传统的紧急控制系统不仅工作参数的灵敏度上有着一定的不足，而且往往会外界的干扰，对电力调度系统的稳定性造成很大的影响。本文首先针对当前阶段传统的紧急控制系统存在的问题进行了详细的阐述与分析，提出小干扰稳定实时控制系统，并提出了一种小干扰稳定实时控制系统，该系统以切机和切符合作为运行方式。在本文中，利用该系统对电力调度系统中出现一定阻尼的振动进行仿真，仿真结果表明：该系统不仅可自动生成决策，而且对降低电力调度系统的阻尼、抑制振荡现象的产生以及电力调度系统稳定性的提高有着明显的作用。

关键词：电力调度自动化；；小干扰；稳定；实时控制

1电力调度自动化系统

电力调度自动化系统的技术装备配置方案和系统功能规划是电力系统最重要的组成部分。电力调度自动化系统是从运行需要、基础条件、电力系统特点的角度出发，根据电力系统发展规划、调度职责分工和调度管理体制而提出的具有经济性和实用性的电力系统。它的内部结构复杂，是由人机联系系统、计算机系统、远动系统三类系统组成，是集安全分析、数据采集与监视控制、经济调度控制(EDC)和自动发电控制(AGC)功能为一体的自动化系统设备。并且对于电力调度自动化系统而言，它是通过分层方法进行系统的控制，这种明确分工的方式，使变电运行效率大幅度提高，也增加的运行的安全性。

2电力调度自动化系统中小干扰稳定实时控制

2.1小干扰稳定实时控制系统的结构设计

小干扰稳定实时控制系统可根据该系统的反馈来对电力调度系统的稳定性迅速及时地做出科学有效的判断，若判断结果表明电力调度系统中出现低阻尼模态振动，会针对性地采取科学有效的方式来减弱系统振动。但是，与传统的紧急控制系统相比，干扰稳定实时控制不仅具有简便灵活的系统流程，而且在控制方式的科学性与合理性上也有了很大的提升。小干扰稳定实时控制在电力调度工作中的作用主要有两方面，一是为电力调度工作人员提供准确的系统稳定性的信息。二是可制定抑制系统振荡的策略。图1为小干扰稳定实时控制决策与控制流程图，检测系统会对电力调度系统中的振荡进行实时检测，若系统中发生振荡，小干扰稳定实时控制系统会对该振荡进行模态分析，在负阻尼或弱阻尼的情况下，进行控制策略的计算。控制策略的计算主要包含对数据的在线获取、潮流计算、线性化计算、量化指标计算以及控制策略的形成，控制策略可以为电力调度工作人员的决策提供一定的参考。在确定控制措施后，电力调度工作人员将相应的命令下发给发电厂，发电厂在收到命令后执行控制。

图1小干扰稳定实时控制决策与控制流程

2.2电力系统小干扰稳定分析

随着电力调度自动化系统的发展，尤其是在大规模高压电能的长距离输送工程的实施中，大区域的电力调度自动化系统的动态稳定性问题限制大型电力调度自动化系统的输送能力和整个系统的运行稳定性。为避免电力调度过程中出现的系统振荡问题，以往一般运用的紧急控制系统例如利用安装电力系统稳定器来对系统产生的振荡进行有效的抑制。但紧急控制系统在某些场景下往往会受到场景的诱因失去效能，而且运行参数灵敏度较低，不能有效的对区域振荡进行预防控制，在系统发生区域振荡时，工作人员通常采用紧急控制系统来降低系统的低频振荡。因此，在进行电力调度时会遭受到很多小的干扰，这些小干扰与大干扰的差别在于不会引起系统自身结构的变化。电力调度自动化系统小干扰稳定分析有利于提高电力调度系统的稳定性。因此，对电力调度自动化系统进行的小干扰稳定分析来判断系统是否稳定。传统的紧急控制与小干扰稳定实时控制系统在作用上大同小异，对两者进行对比，对比结果如表1所示。从表1中可以看出，小干扰稳定实时控制是通过先检测到系统发生低频振荡后传递的反馈来抑制低频振荡，而传统的紧急控制系统在进行低频振荡抑制时会因为不确定因素导致发生过控和欠控的现象。小干扰稳定实时控制系统对比于复杂多变的紧急控制系统更加稳定单一，通过对小干扰稳定实时控制系统的模态阻尼和运行方式进行量化处理来实现。

表1紧急控制与小干扰稳定实时控制对比

图2紧急控制与小干扰稳定实时控制的系统振动曲线

2.3仿真实验及结果分析

在本文中，以某电力企业管辖区域内的电力调度系统对小干扰实时控制系统的工作流程进行具体的阐述。该电力企业的管辖区域为甲、乙、丙三个城市。由于甲城与乙城采用了双回路的输电通道，丙城则采用了单回路的输电通道。因此相比丙城的单回路输电通道而言，甲城与乙城发生电力调度系统振荡的可能性相比单回路的输电通道而言更大，因此甲城与乙城需要加强对其电力调度系统振荡的检测。在仿真实验中，假设甲城与乙城的输电线路局部区域上发生50Hz的振动故障，电力调度工作人员对该故障清除之后，虽然电力调度系统可以保持一定程度的稳定性，但是输电线路中还是产生低阻尼的振动模态。在该仿真实验中分别通过采取紧急控制方式与小干扰稳定实时控制两种方式来对甲城的输电线路中的振动模态进行作用并进行检测，图2为检测得到的两种方式的振动曲线。分别对紧急控制与小干扰稳定实时控制的系统振动曲线进行进行普罗尼算法分析，可以从中获得两种方式的灵敏度等结果。表2为运行灵敏度的检测结果。对紧急控制与小干扰稳定实时控制的系统振动曲线与运行灵敏度的检测结果综合分析，可以看出，两种方式对灵敏度的提高以及对系统振动的抑制都有着一定的积极作用。但是，与紧急控制相比，小干扰稳定实时控制对振动的抑制作用与对运行灵敏度的提升作用更为明显。

3结语

随着电力调度自动化系统在生产生活中的大量应用，大规模电力调度的稳定性表现为低阻尼的振荡稳定，原有的紧急控制系统在运行时的运行参数灵敏度较低，而且往往会受到场景的诱因失效，提出在系统发生振荡时通过小干扰稳定实时控制实现以最小的负荷损失来抑制区域振荡。小干扰稳定实时控制通过对控制策略进行量化处理，通过模拟大规模电力调度系统中出现低阻尼模态振动进行仿真实验，结果表明小干扰稳定实时控制对比与传统的紧急控制可以给工作人员人员提供最优的辅助控制措施的同时也可以有效的提高了系统工作过程中的灵敏度。

表2

参考文献：

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