安穩(wěn)裝置控制策略分析

胡馨 張亞杰 劉思明

摘?要：介紹了分布式安全穩(wěn)定控制裝置的基本原理和控制策略，結(jié)合實(shí)例闡述了具體的系統(tǒng)配置方案與控制策略的設(shè)置。結(jié)果表明，合理的控制策略可以有效提高安全穩(wěn)定控制裝置的運(yùn)行可靠性，確保信號(hào)采集的正確性，進(jìn)而保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：安穩(wěn)裝置;控制策略;通道配置;穩(wěn)控策略

1 分布式安穩(wěn)裝置基本特點(diǎn)

分布式安全穩(wěn)定裝置應(yīng)收集交流電流，交流電壓等模擬量信息和位置信號(hào)，例如開(kāi)關(guān)和保護(hù)跳閘信號(hào);為了實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，還必須從其他地方收集線路，通過(guò)該信息自動(dòng)收集電路，組件，設(shè)備等操作信息標(biāo)識(shí)網(wǎng)格的當(dāng)前操作模式。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)判斷故障類(lèi)型（包括遠(yuǎn)距離發(fā)送的故障信息），因此，原電網(wǎng)的運(yùn)行方式和主輸電部分的潮流大小，通過(guò)存儲(chǔ)在設(shè)備中的離線穩(wěn)定性分析找出預(yù)定控制制作策略表以確定要采取的控制措施和控制量，例如單元，切負(fù)荷，斷開(kāi)連接，直流電源緊急調(diào)制，單元輸出調(diào)節(jié)電源，開(kāi)關(guān)電抗器/電容器等。

考慮到區(qū)域電網(wǎng)在整個(gè)供電系統(tǒng)中所起的重要作用，作為DMS（配電管理系統(tǒng)）的必要組成部分的區(qū)域電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析方法已受到廣泛關(guān)注。該領(lǐng)域的許多專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行了很多有益的探索，并提出了一些算法和安全指標(biāo)，適用于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析領(lǐng)域。目前，在工業(yè)界已經(jīng)廣泛接受配電網(wǎng)靜態(tài)安全分析必須考慮BATS設(shè)備的作用，以便準(zhǔn)確地模擬電網(wǎng)接線故障。否則，安全分析的結(jié)果通常是直接甩負(fù)荷甚至電氣孤島。

由于考慮了開(kāi)關(guān)動(dòng)作和BATS設(shè)備動(dòng)作，傳統(tǒng)的N-1安全分析代碼將更改為N-1+M原理（N個(gè)節(jié)點(diǎn)號(hào)，1個(gè)電路，M個(gè)來(lái)自投票計(jì)數(shù)的輸入），靜態(tài)安全性分析軟件必須通過(guò)拓?fù)浞治觯@需要拓?fù)浞治?，也就是服用拓?fù)浞治鲈陔娏鬏斁W(wǎng)的失敗而言，然后調(diào)用用于計(jì)算流模塊;該方法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確，靈活，可以處理任意故障設(shè)備和模擬故障自動(dòng)設(shè)備動(dòng)作。此外，它能夠處理故障后的多個(gè)孤島流量計(jì)算條件。

2 安穩(wěn)裝置控制策略

2.1 安穩(wěn)控制系統(tǒng)一次主接線運(yùn)行方式

BATS設(shè)備的動(dòng)作原理更加復(fù)雜，方式更多，通過(guò)對(duì)其的分析研究，我們得到了以下四個(gè)基本模型。

2.1.1 母線分段開(kāi)關(guān)作為斷路器備用

在正常運(yùn)行期間，兩個(gè)輸入線路開(kāi)關(guān)1和2將閉合，母線分段開(kāi)關(guān)3被視為開(kāi)關(guān)1的備用開(kāi)關(guān)，通過(guò)它我們將說(shuō)明其工作原理：發(fā)生故障后，B總線中的電源將被斷開(kāi)。斷開(kāi)，與之連接的開(kāi)關(guān)2的電流為0。與此同時(shí)，與B總線連接的變壓器的低壓側(cè)總線和中壓側(cè)總線也會(huì)斷電，但是另一條線A充電后，BATS將開(kāi)始動(dòng)作，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)2并關(guān)閉開(kāi)關(guān)3，并為電總線B的損耗提供電源。

2.1.2 三個(gè)交換機(jī)彼此作為備份

在正常運(yùn)行期間，兩個(gè)輸入線路開(kāi)關(guān)或母線分段開(kāi)關(guān)中的任何兩個(gè)都閉合，另一個(gè)則處于待機(jī)狀態(tài)。如果母線分段開(kāi)關(guān)為備用開(kāi)關(guān)，則其工作原理與線路母線分段開(kāi)關(guān)的備用開(kāi)關(guān)相同。相反，它分為兩種類(lèi)型：（1）如果僅當(dāng)輸入線路開(kāi)關(guān)2通電時(shí)總線B斷電，則閉合開(kāi)關(guān)2;同時(shí)，如果開(kāi)關(guān)1和3閉合，則斷開(kāi)輸入線路開(kāi)關(guān)1。（2）如果母線A斷電，則開(kāi)關(guān)1的電流為0。在與母線A連接的變壓器中，其低壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線都會(huì)斷電，但線路B通電，因此BATS開(kāi)始起作用，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)1，閉合備用開(kāi)關(guān)2以向電動(dòng)巴士A供電。

2.1.3 母線分段開(kāi)關(guān)作為主變壓器開(kāi)關(guān)的備用

在正常運(yùn)行期間，主變壓器低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)1和2閉合，作為開(kāi)關(guān)1和2的備用開(kāi)關(guān)，母線分段開(kāi)關(guān)3斷開(kāi)。以這個(gè)為例，我們將描述它的工作原理：發(fā)生故障后，總線B停電，與總線B連接的變壓器開(kāi)關(guān)2斷開(kāi)，然后BATS開(kāi)始動(dòng)作，閉合母線分段開(kāi)關(guān)3并供電。

2.1.4 母線分段開(kāi)關(guān)作為單個(gè)指定的變壓器開(kāi)關(guān)備用

它的工作原理與用作備用開(kāi)關(guān)的主變壓器母線分段開(kāi)關(guān)之間的區(qū)別在于：母線分段開(kāi)關(guān)3僅用于指定的變壓器作為備用開(kāi)關(guān)，例如：母線分段開(kāi)關(guān)3僅用作備用開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)1，但不用于變壓器開(kāi)關(guān)2。

2.2 通道配置及通道數(shù)據(jù)交換

本文提出了一種二次拓?fù)浞治龇椒▉?lái)分析區(qū)域電網(wǎng)的靜態(tài)安全性。電網(wǎng)拓?fù)浞治鍪歉鶕?jù)電網(wǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)確定電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，以呈現(xiàn)由各種設(shè)備（如發(fā)電機(jī)，負(fù)載，并聯(lián)電抗器，變壓器，傳輸線等）作為節(jié)點(diǎn)或分支模型，可以通過(guò)電力系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行計(jì)算，并在相互隔離的分支系統(tǒng)之間進(jìn)行區(qū)分。由此可見(jiàn)，由于系統(tǒng)的運(yùn)行模式不斷變化，因此當(dāng)系統(tǒng)組件出現(xiàn)電源故障時(shí)，這可能導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)BATS設(shè)備的動(dòng)作。如果我們像傳輸電網(wǎng)一樣使用N-1原理分析此問(wèn)題，即當(dāng)組件出現(xiàn)故障時(shí)，將直接切斷故障部分。

根據(jù)以上分析，本文采用N-1+M分析方法，基于二次拓?fù)浞治龇椒▽?duì)區(qū)域電網(wǎng)的靜態(tài)安全性進(jìn)行了分析。首先，給每個(gè)組件一個(gè)編號(hào)，當(dāng)一個(gè)組件發(fā)生故障時(shí)，考慮到故障組件對(duì)應(yīng)的BATS設(shè)備移動(dòng)后，首先進(jìn)行拓?fù)浞治?，以判斷故障組件之后其他設(shè)備是否將從充電狀態(tài)變?yōu)榈綦姳磺袛?總結(jié)所有故障組件，并從BATS設(shè)備表中找出在當(dāng)前情況下相應(yīng)的BATS如何響應(yīng)故障組件的功率損耗狀態(tài)，然后考慮所有結(jié)果，進(jìn)行拓?fù)浞治鲇糜诘诙芜M(jìn)行安全性分析。兩次拓?fù)浞椒ǖ囊肟梢怨?jié)省分析系統(tǒng)工作方式的工作，因此，當(dāng)下一個(gè)設(shè)備在不同的操作模式下發(fā)生故障時(shí)，不再需要建立相應(yīng)的BATS設(shè)備操作表。建立這樣一個(gè)表的過(guò)程不僅復(fù)雜，而且缺乏靈活性。此外，它需要不斷的維護(hù);二次拓?fù)涫且环N非常靈活，方便，有效的方法，因此在靜態(tài)安全分析中確實(shí)有必要采用二次拓?fù)浞椒?。需要不斷維護(hù);二次拓?fù)涫且环N非常靈活，方便，有效的方法，因此在靜態(tài)安全分析中確實(shí)有必要采用二次拓?fù)浞椒?。需要不斷維護(hù);二次拓?fù)涫且环N非常靈活，方便，有效的方法，因此在靜態(tài)安全分析中確實(shí)有必要采用二次拓?fù)浞椒ā?/p>

3 總結(jié)

電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)改革增加了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性控制的難度，要充分發(fā)揮特高壓電網(wǎng)以及光伏電源的優(yōu)勢(shì)，需要更先進(jìn)可靠的安全穩(wěn)定系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定控制技術(shù)和控制策略也提出了更高的要求。通過(guò)對(duì)分布式安穩(wěn)裝置控制策略的分析研究，合理地配置信息通道與正確地制定控制策略，能有效確保安穩(wěn)裝置信號(hào)采集的正確性，提高安穩(wěn)裝置運(yùn)行的可靠性水平，從而為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。

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