一种低频低压装置接收远方协调的防误方法、装置及系统与流程

1.本发明属于电力系统安全稳定技术领域，具体涉及一种低频低压装置接收远方协调的防误方法，还涉及一种低频低压装置接收远方协调的防误装置，还涉及一种低频低压装置接收远方协调的防误系统。


背景技术：

2.近年来我国新能源开发得到迅猛发展，风电及光伏并网容量均已跃居世界首位，在“碳达峰、碳中和”的目标指引下，我国的新能源占比将会进一步提升。新能源的快速发展及其特有的分布式属性，使电网特性发生根本改变。随着分布式电源、微电网、储能、电动汽车等新型用能设备广泛接入，电力供需形态呈现多样化特征，负荷特性呈现明显差异性和互补性。原来的传统负荷线路具备“源荷”双重特征的比重不断上升。对于某条分布式光伏并网线路，由于光伏发电出力受日照强度影响呈现波动性，在一天中的正午时刻该线路可能呈现为电源属性，而在夜晚该线路则呈现为负荷属性。
3.现有技术中，设立区域负荷协调控制主站，接收装设在各变电站的低频低压装置上送的负荷线路电气量信息，进行综合决策判断，确定各变电站每一轮次需切的负荷线路，以预先协调的方式每间隔一定时间将装置每一轮次需切负荷线路下发给装置。
4.而由于通信过程中受到干扰或是主站下发过程中发生位翻转等导致下发需切负荷线路错误的情况不可避免会发生，并且由于分布式电源出力的变化，装置动作时刻负荷线路的功率值也可能与上送时刻不一致。按照错误的切负荷指令进行负荷切除将会造成严重的安全稳定事故，严重威胁电网频率电压稳定。因此，装置侧需要综合分布式电源出力情况对主站下发的需切线路进行校核，进而加以动态调整以避免出现下发错误的情况出现。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种低频低压装置接收远方协调的防误方法及装置，解决了现有技术中需切线负荷路错误带来严重安全稳定事故的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下。
7.第一方面，本发明提供了一种低频低压装置接收远方协调的防误方法，包括以下过程：
8.向主站上送接入的各条线路的有功功率以及上送时刻时标；
9.接收主站下发的需切线路信息，所述需切线路信息包括由主站基于上送的线路的有功功率计算得到需切线路集合、需切线路有功功率总量以及上送时刻时标；
10.根据上送时刻时标搜索到需切线路集合在上送时刻的有功功率，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核通过，则更新此需切线路集合为装置需切线路；
11.在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，获取上一次下发的需切线路集合中线
路在当前时刻的有功功率；基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；
12.响应于校核不通过，则对上一次下发的需切线路集合进行调整。
13.可选的，所述基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核，包括：
14.基于需切线路集合在上送时刻的有功功率，计算得到需切线路集合在上送时刻的有功功率总量；
15.计算需切线路集合在上送时刻的有功功率总量与需切线路有功功率总量的误差；
16.若误差小于等于设定的第一阈值，则校核通过。
17.可选的，还包括：
18.若误差大于设定的第一阈值，则校核不通过，则向主站请求重新下发需切线路信息，重复校核过程，若重复多次仍然校核不通过，则装置和主站端同时发出异常告警。
19.可选的，所述基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核，包括：
20.基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率，从需切线路集合中剔除功率为负的线路，并计算当前时刻需切线路集合中线路的有功功率总量；
21.计算当前时刻需切线路集合中线路的有功功率总量与需切线路有功功率总量的误差；
22.若误差大于设定的第二阈值，则校核不通过。
23.可选的，所述对上一次下发的需切线路集合进行调整，包括：
24.对上一次下发的需切线路集合进行调整的目标是使得调整后的需切线路的有功功率总量与需切线路有功功率总量之差尽可能小。
25.可选地，所述对上一次下发的需切线路集合进行调整，包括：
26.接收主站下发的j轮次需切线路集合为j 1轮次需切线路集合为其中，α为j轮次需切线路总数，β为j轮次与j 1轮次需切线路之和，线路按照功率从小到大的顺序编号；
27.如果需切线路集合中线路的有功功率总量与需切线路有功功率总量的误差e
r
＜0，则说明主站下发的j轮次需切负荷线路的当前功率总量不满足需切量的要求，则搜索集合得到增补的j轮次切除线路集合其中且满足如下两个约束条件：
28.①
|∑p
i
e
r
| e
r
<0，其中
29.②
|∑p
i
e
r
|＜|∑p
k
e
r
|，其中
30.其中，p
i
、p
k
为需切线路当前时刻的有功功率。
31.如果e
r
＞0，则说明主站下发的需切负荷线路的当前功率总量大于需切量的要求，则搜索集合得到需要从j轮次需切线路集合中去掉的线路集合其中且满足如下两个约束条件：
32.①
|e
r
‑
∑p
i
|<e
r
，
33.②
|e
r
‑
∑p
i
|＜|e
r
‑
∑p
k
|，其中
34.可选地，所述对上一次下发的需切线路集合进行调整，包括：
35.将上一次主站下发的需切线路作为装置动作时的实际需切线路，同时向主站上送实时校核异常标志并发出告警；
36.接收主站下发的协调其余装置补足缺额或是减去过切部分修正后的需切线路信息。
37.第二方面，基于上述方法，本发明提供了一种低频低压装置接收远方协调的防误装置，包括：
38.功率数据发送模块，用于向主站上送接入的各条线路的有功功率以及上送时刻时标；
39.需切信息接收模块，用于接收主站下发的需切线路信息，所述需切线路信息包括由主站基于上送的线路的有功功率计算得到需切线路集合、需切线路有功功率总量以及上送时刻时标；
40.下发时刻需切信息校核模块，用于根据上送时刻时标搜索到需切线路集合在上送时刻的有功功率，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核通过，则更新此需切线路集合为装置需切线路；
41.间隔期间需切信息校核模块，用于在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，获取上一次下发的需切线路集合中线路在当前时刻的有功功率；基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；
42.需切线路调整模块，用于响应于校核不通过，则对上一次下发的需切线路集合进行调整。
43.本发明装置中各模块的具体实现方案参见方法的各步骤过程。
44.第三方面，基于上述方法，本发明还提供了一种低频低压装置接收远方协调的防误系统，包括：低频低压装置和主站，所述低频低压装置和主站之间通信连接；
45.所述主站，基于上送的线路的有功功率计算得到需切线路集合、需切线路有功功率总量，并将需切线路集合、需切线路有功功率总量以及上送时刻时标组成需切线路信息下发低频低压装置；
46.所述低频低压装置，向主站上送接入的各条线路的有功功率以及上送时刻时标；接收主站下发的需切线路信息，根据上送时刻时标搜索到需切线路集合在上送时刻的有功功率，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核通过，则更新此需切线路集合为装置需切线路；在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，获取上一次下发的需切线路集合中线路在当前时刻的有功功率；基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核不通过，则对上一次下发的需切线路集合进行调整。
47.本发明系统中各部件的具体实现方案参见方法的各步骤过程。
48.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
49.1)在接收需切时刻，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核，若校核不通过则请求主站重新下发多次，此接收需切信息时刻的校核，可以确保主站端下发装置信息的正确性。
50.2)在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；此接收远方信息间隔期间的实时校核，确保装置动作时刻避免切除电源线路。
51.3)对上一次下发的需切线路集合进行调整，使得实际切除线路的总负荷量与主站端下发的需切负荷总量尽可能一致，实现对每轮次切负荷线路的协调优化。
52.4)本发明通过对需切信息的校核和调整，使得装置动作不依赖于通道，满足第三道防线的要求，有效保证了低频低压减负荷策略的有效执行，维护了电力系统的安全稳定。
附图说明
53.图1为本发明实施例提供的一种低频低压装置接收远方协调的防误方法的流程图；
54.图2为本发明实施例提供的低频低压减负荷装置与主站之间电网结构示意图。
具体实施方式
55.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
56.低频低压减负荷装置与主站之间电网结构参见图2所示，低频低压减负荷装置(以下简称装置)安装在变电站，负荷协调控制主站(以下简称主站)设置在调度主站端。区域负荷协调控制主站，接收装设在各变电站的低频低压装置上送的负荷线路电气量信息，进行综合决策判断，确定各变电站每一轮次需切的负荷线路，以预先协调的方式每间隔一定时间将装置每一轮次需切负荷线路下发给装置。
57.实施例1
58.本发明的一种低频低压装置接收远方协调的防误方法，参见图1所示，包括如下步骤：
59.步骤1：装置向主站实时传送接入的各条负荷线路的功率以及上送时刻的时标，同时记录下该时刻的负荷线路功率。
60.装置功率循环存储区循环记录t时间内负荷线路的功率值，超过t时间后下一条记录将会覆盖记录中最早的那条记录。时间t的选取要使得t能覆盖装置与主站之间通讯时间的2倍，并适当放出一定的余量。
61.装置上送主站的信息包括：t1时刻负荷线路i有功功率p
i|t＝t1
，t1时刻负荷线路i无功功率q
i|t＝t1
以及功率上送时刻时标t1。其中，i取值范围为1～n，n为装置所接入负荷线路数量。具体上送内容如下表所示：
62.表1装置上送信息
63.[0064][0065]
主站收到各条负荷线路的有功功率、无功功率信息后，综合系统运行方式和潮流分布，实时计算各变电站发生低频低压故障时每一轮次的需切量和具体需要切除的线路，此技术为现有成熟技术，此处不多赘述。主站将上述需切线路信息连同计算需切信息所依据的功率信息的上送时刻时标t1一起下发给装置。
[0066]
以低频场景为例，主站下发的信息包括：j轮次低频故障需切线路{l
i
|i＝1,2,
…
,k}，j轮次低频故障需切线路有功功率总量p
sum_r
以及功率上送时刻时标t1。其中，k为j轮次动作时需切线路总数。主站具体下发内容如下表所示：
[0067]
表2主站下发信息
[0068][0069]
步骤2，装置接收到主站下发的需切线路信息后，对需切信息进行校核。
[0070]
当装置接收到主站下发的需切线路信息后，搜索功率循环存储区，找到主站下发的j轮次需切线路l
i
在t1时刻上送的有功功率{p
i|t＝t1
|i＝1,2,
…
,k}，并计算有功功率总量：。
[0071]
计算j轮次需切线路l
i
在t1时刻有功功率总量p
sum_c
与主站下发的j轮次需切线路有功功率总量p
sum_r
的误差：
[0072]
e＝|p
sum_c
‑
p
sum_r
|
[0073]
当e≤ε1时，即误差小于等于一定阈值(记为第一阈值)，代表误差在可接受范围，认定主站本次下发需切信息为正确数据，校核通过。存储校核通过的j轮次需切负荷线路信息，继续执行后续步骤s3。其中ε1为选定的阈值，是一个很小的值，只需大于运算存储过程中可能存在的误差即可。
[0074]
当e＞ε1时，认定主站本次下发的需切信息为错误数据，向主站发送接收错误标志。主站收到接收错误标志重新下发j轮次需切信息。装置收到需切信息后重复以上的校核过程，若重复3次仍然校核不通过，则结束此过程，装置和主站端同时发出异常告警，提醒运维人员进行通道检查。
[0075]
在接收需切时刻，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核，若校核不通过则请求主站重新下发多次，此接收需切信息时刻的校核，可以确保主站端下发装置信息的正确性。
[0076]
步骤s3，在主站两次下发需切信息的间隔期间(即j轮次需切信息下发之后，j 1轮
次需切信息下发之前)，对需切信息进行实时校核。
[0077]
负荷线路由于分布式电源出力变化的影响其负荷也是在不断波动变化的，在主站两次下发需切信息的间隔期间，负荷线路的负荷仍然存在小幅波动，因此装置仍然需要对主站下发的需切信息与实际负荷线路的负荷信息进行实时校核。
[0078]
在装置两次接收主站下发需切信息的间隔期间，计算当前时刻t
r
装置上一次接收主站信息时(j轮次)需切负荷线路有功功率总量p
sum_cr
，当前时刻t
r
负荷线路功率为负的线路不参与计算：
[0079][0080]
其中，p
i|t＝tr
为装置上一次接收主站下发信息时的需切线路l
i
在当前时刻t
r
时刻的实时功率。此处i取值范围为1～k’，k’为已经剔除掉功率为负的负荷线路总数。
[0081]
计算得到j轮次需切线路在当前时刻t
r
有功功率总量p
sum_cr
与主站下发的j轮次需切线路有功功率总量的误差：
[0082]
e
r
＝p
sum_cr
‑
p
sum_r
[0083]
若|e|
r
≤ε2，即误差小于等于一定阈值(记为第二阈值)，代表误差在可接受范围，认定主站上一次下发需切信息为正确数据，则无需对上一次接收主站正确下发的需切线路进行调整，校核通过。
[0084]
若|e|
r
＞ε2，认定主站上一次下发的需切信息为错误数据，需对上一次接收主站下发的需切线路进行调整。
[0085]
在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；此接收远方信息间隔期间的实时校核，确保装置动作时刻避免切除电源线路。
[0086]
步骤s4，对上一次接收主站下发的需切线路进行调整。
[0087]
针对调整方案，根据使用场景的不同可以设置两种方案，两种方案通过控制字切换选择。在实际工程中，ε2的选取应根据系统对过切与欠切的实际承受能力来确定。
[0088]
方案一：若|e|
r
＞ε2，则装置对上一次接收主站正确下发的需切线路进行就地调整。调整目标是使得调整后的需切线路的有功功率总量与主站下发的需切线路的有功功率总量之差尽可能小。
[0089]
上述动态调整的具体实施方法如下：
[0090]
假设接收主站正确下发的j轮次需切线路集合为j 1轮次需切线路集合为其中，α为j轮次需切线路总数，β为j轮次与j 1轮次需切线路之和，线路按照功率从小到大的顺序编号。
[0091]
如果e
r
＜0，则说明主站下发的j轮次需切负荷线路的当前功率总量不满足需切量的要求，则搜索集合得到增补的j轮次切除线路集合其中且满足如下两个约束条件：
[0092]
①
|∑p
i
e
r
| e
r
<0，其中
[0093]
②
|∑p
i
e
r
|＜|∑p
k
e
r
|，其中
[0094]
其中，p
i
、p
k
为需切线路当前时刻的有功功率。
[0095]
如果e
r
＞0，则说明主站下发的需切负荷线路的当前功率总量大于需切量的要求，则搜索集合得到需要从j轮次需切线路集合中去掉的线路集合其中且满足如下两个约束条件：
[0096]
①
|e
r
‑
∑p
i
|<e
r
，
[0097]
②
|e
r
‑
∑p
i
|＜|e
r
‑
∑p
k
|，其中
[0098]
具体搜索方法有很多现有算法可以实现，不在此描述。
[0099]
方案二：若|e|
r
＞ε2，装置仍然将上一次主站下发的需切线路作为动作时的实际需切线路，同时立刻上送主站实时校核异常标志并发出告警。主站接收到异常标志立刻协调其余装置补足缺额或是减去过切部分，将修正后的需切线路信息重新下发装置。
[0100]
方案一对通信资源、计算资源占用较小，方案二可以最大程度减小过切与欠切，可以根据实际工程条件和要求灵活选取。
[0101]
考虑到装置启动时电气量为暂态信息，波形可能会畸变导致计算偏差，故装置启动时暂停接收远方协调信息。
[0102]
本发明的一种低频低压减载装置接收远方协调的防误方法包括接收远方信息时刻的校核以及接收远方信息间隔期间的实时校核和对每轮次切负荷线路的协调优化。通过以上分析可以知道，此方法是实现低频低压减负荷装置主站集中协调优化的必不可少的环节。通过此防误方法，可以确保主站端下发装置信息的正确性，可以确保装置动作时刻避免切除电源线路以及使得实际切除线路的总负荷量与主站端下发的需切负荷总量尽可能一致，使得低频低压减负荷装置既能实现区域协调优化，又能使得装置动作不依赖于通道，满足第三道防线的要求，有效保证了低频低压减负荷策略的有效执行，维护了电力系统的安全稳定。
[0103]
实施例2
[0104]
如图2所示，以低频场景为例，假设在t1时刻某变电站某台装置接入的5条负荷线路l1、l2、l3、l4、l5的有功功率分别为p1＝10.5mw，p2＝15mw，p3＝3.5mw，p4＝5.5mw，p5＝12mw。
[0105]
步骤1，装置上送各条线路负荷信息以及该时刻时标t1至主站。主站接收区域内各装置上送的可切负荷信息，综合系统运行方式和潮流分布计算出该装置第1轮需切线路p1、p3以及第1轮总需切量，并将上述信息连同计算需切信息所依据的功率信息的上送时刻时标t1一起下发给装置。
[0106]
步骤2，装置接收主站上述信息，并计算需切线路集合{l1、l3}在t1时刻的有功功率总量：
[0107][0108]
假设ε1为0.1mw，若主站下发需切有功功率总量p
sum_r
为13.8mw，则
[0109]
e＝|p
sum_c
‑
p
sum_r
|＝|14mw
‑
13.8mw|＝0.2mw＞ε1＝0.1mw，
[0110]
说明装置校核远方协调信息不通过，反馈主站异常信息；若主站下发需切有功功
率总量p
sum_r
为13.95mw，则
[0111]
e＝|p
sum_c
‑
p
sum_r
|＝|14mw
‑
13.95mw|＝0.05mw<ε1＝0.1mw，
[0112]
说明装置校核远方协调信息通过，更新装置第1轮需切线路为l1、l3。
[0113]
步骤3，在t
r
时刻，处在主站两次下发需切信息的间隔期间，这时各负荷线路功率值更新为p1＝9mw，p2＝14mw，p3＝
‑
0.5mw，p4＝5.3mw，p5＝12.8mw。这时，线路l3由负荷线路转变为电源线路(功率为负)，装置首先从需切线路集合{l1、l3}中将线路l3剔除，接着计算误差：
[0114]
e
r
＝p
sum_cr
‑
p
sum_r
＝p1‑
p
sum_r
＝9mw
‑
13.95mw＝
‑
4.95mw。
[0115]
假设ε2为1mw，则e
r
>ε2，本实施例选用方案一，需对当前第1轮需切线路进行调整。按照前述的搜索规则，得到新的需切线路集合为{l1、l4}。
[0116]
综上所述，本发明可以确保主站端下发装置信息的正确性，可以确保装置动作时刻避免切除电源线路以及使得实际切除线路的总负荷量与主站端下发的需切负荷总量尽可能一致，使得低频低压减负荷装置既能实现区域协调优化，又能使得装置动作不依赖于通道，满足第三道防线的要求，使得低频低压减负荷装置能够更好地应对分布式电源广泛接入电网场景下低频低压装置的负荷控制问题。
[0117]
实施例3
[0118]
基于与实施例1同样的发明构思，本发明还提供了一种低频低压装置接收远方协调的防误装置，包括：
[0119]
功率数据发送模块，用于向主站上送接入的各条线路的有功功率以及上送时刻时标；
[0120]
需切信息接收模块，用于接收主站下发的需切线路信息，所述需切线路信息包括由主站基于上送的线路的有功功率计算得到需切线路集合、需切线路有功功率总量以及上送时刻时标；
[0121]
下发时刻需切信息校核模块，用于根据上送时刻时标搜索到需切线路集合在上送时刻的有功功率，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核通过，则更新此需切线路集合为装置需切线路；
[0122]
间隔期间需切信息校核模块，用于在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，获取上一次下发的需切线路集合中线路在当前时刻的有功功率；基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；
[0123]
需切线路调整模块，用于响应于校核不通过，则对上一次下发的需切线路集合进行调整。
[0124]
本发明装置中各模块的具体实现方案参见实施例1方法的各步骤过程。
[0125]
基于上述方法，本发明的一种低频低压装置接收远方协调的防误系统，包括：低频低压装置和主站，所述低频低压装置和主站之间通信连接；
[0126]
所述主站，基于上送的线路的有功功率计算得到需切线路集合、需切线路有功功率总量，并将需切线路集合、需切线路有功功率总量以及上送时刻时标组成需切线路信息下发低频低压装置；
[0127]
所述低频低压装置，向主站上送接入的各条线路的有功功率以及上送时刻时标；接收主站下发的需切线路信息，根据上送时刻时标搜索到需切线路集合在上送时刻的有功
功率，基于需切线路集合在上送时刻的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核通过，则更新此需切线路集合为装置需切线路；在主站两次下发需切线路信息的间隔期间，获取上一次下发的需切线路集合中线路在当前时刻的有功功率；基于当前时刻需切线路集合中线路的有功功率对需切线路有功功率总量进行校核；响应于校核不通过，则对上一次下发的需切线路集合进行调整。
[0128]
本发明系统中低频低压装置的具体实现方案参见实施例1方法的各步骤过程。
[0129]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0130]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0131]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0132]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0133]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。