1引言
隨著三峽工程與全國聯網、電力市場與電能交易、電力環保等新形勢的出現,對電網安全穩定運行與控制的要求越發顯得重要。在我國,許多傳統的就地控制模式,如簡單的線路故障聯鎖切機、切負荷由于其技術性能落后、經濟性差等缺點已越來越不適應現代大電網的安全性與經濟性的要求。近年來許多區域穩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穩定運行控制的壓力,但也只能兼顧電網的一部分,無法從全局上對電網進行協調控制。隨著快速穩定分析方法的發展及計算機、通信技術的不斷提高,使基于大系統理論與分級遞階與分散控制理論的大電網穩定控制系統的研制開發成為可能。本文結合作者參與研究開發的穩定性實時觀測與控制系統的實際,針對大電網穩定控制裝置開發中的幾個問題談了自己的看法。
2大電網穩控裝置的特點與要求
2.1整體特點
大電網穩定控制需要大量的網絡結構與運行參數,高速可靠的硬件平臺與通信通道,快速準確的穩定分析軟件以及合適的控制策略。目前,大電網穩定控制裝置的開發與實現具有以下特點:
1)控制對象仍以功角穩定問題為主,但帶有電壓越限等輔助功能;一般都采用集中管理、分區控制的模式,如圖1所示,這樣既有利于實現協調控制,又可保持各區域子站的相對獨立性。
根據電力系統穩定控制,尤其是大電網穩定控制中控制速度快、信息量大、跨地域范圍廣的特點,一般都采用開環預測控制,且多為離散控制(如切機、切負荷、電氣制動、快關等),如圖2所示。圖中控制量u=p(m,x0)(1)式中m為擾動信息;x0為基準狀態信息;p為控制算子,其內涵反應了預測及按補償原理實現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)出于可靠性與經濟性的考慮,一般考慮將穩定控制裝置與EMS、MIS等接口的可能性,充分利用豐富的數據資源與已建成的通信通道;合理利用已有的常規穩定裝置及區域穩定控制裝置,避免資源與設備的浪費;
4)技術上借鑒微機保護與SCADA中成熟的數據采集、故障辨識與數字濾波等技術;借鑒靜態安全分析中較為成熟的狀態估計、預想事故、靈敏度分析等技術;預想事故分析部分采用快速穩定分析方法,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定控制快速性要求的前提下,滿足準確性與穩定裕量的要求。
2.2對區域子站的要求
在大電網穩定控制系統中,區域子站起著承上啟下的關鍵作用。在未能很好地解決控制中心與區域子站的實時通信問題之前,先著重考慮區域子站以使其“保一方平安”是很重要的。從當前技術條件及運行調度人員的要求角度出發,一個自動化程度較高、開放式、功能較齊全的區域穩定控制裝置應具備以下功能:
1)基于GPS的高精度、快速的數據采集系統與準確無誤的穩定措施執行機構:這是實現穩定觀測與控制的基礎。數據的可靠性是其首要問題;而在具體的穩定措施執行點,還應該根據當地工況進行適當的校核。
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