一种分段式线路过载保护控制协调优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分段式线路过载保护控制协调优化方法及系统，其特征在于，包括以下内容：1)当电力系统网络中的线路发生线路过载时，剥离电力系统网络中各发电节点到各负荷节点的功率输送路径，并确定电力系统网络的功率构成；2)确定极限热稳定运行时间内电力系统网络中的可调控制资源；3)确定使过载线路的功率恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量和控制措施；4)当最小负荷损失量为0时，按照确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；当最小负荷损失量不为0时，根据确定的可调控制资源，对过载线路上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化，本发明专利技术可广泛用于电网保护控制技术领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式线路过载保护控制协调优化方法及系统
本专利技术是关于一种分段式线路过载保护控制协调优化方法及系统，属于电网保护控制

技术介绍
随着电力系统的建设发展，负荷需求量逐年增长，电网互联程度不断提升，这对电力系统安全稳定运行提出更高得要求，也给电网保护控制带来前所未有的挑战。电力系统的网络传输容量不足或部分元件的故障切除，均有可能造成电力系统网络中输电线路过载情况的发生，而线路的长时间过载将引发线路过热损毁，造成更为严重的事故。线路输送功率越线后，线路过载紧急保护控制措施及有功紧急保护控制措施将启动。保护控制措施实施的最终目的，是通过线路所配置的过负荷保护装置及可调控制资源的协调配合，使线路过载情况消失，维持电力系统安全稳定运行，既要避免事故的加剧，也要避免线路的过热损毁。在实际工程中，线路过载紧急保护控制措施中包含大量的发电机和负荷等可控节点。通常情况下，切机、切负荷措施的动作延时较短，动作较为迅速，而电力系统的备用响应时间由秒级、分钟级到小时级不等。控制量的调整具有先后次序，过载线路上的输送功率也将随着控制措施的先后投入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，包括以下内容：/n1)当电力系统网络中的线路发生线路过载时，采用潮流追踪算法，剥离电力系统网络中各发电节点到各负荷节点的功率输送路径，并确定电力系统网络的功率构成；/n2)计算过载线路的极限热稳定运行时间，并确定该时间内电力系统网络中的可调控制资源；/n3)采用路径优化模型，根据电力系统网络的功率构成和可调控制资源，确定使过载线路的功率恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量和控制措施；/n4)当最小负荷损失量为0时，按照确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；当最小负荷损失量不为0时，根据确定的可调控制资源，对过载线路上...

【技术特征摘要】
1.一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，包括以下内容：
1)当电力系统网络中的线路发生线路过载时，采用潮流追踪算法，剥离电力系统网络中各发电节点到各负荷节点的功率输送路径，并确定电力系统网络的功率构成；
2)计算过载线路的极限热稳定运行时间，并确定该时间内电力系统网络中的可调控制资源；
3)采用路径优化模型，根据电力系统网络的功率构成和可调控制资源，确定使过载线路的功率恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量和控制措施；
4)当最小负荷损失量为0时，按照确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；当最小负荷损失量不为0时，根据确定的可调控制资源，对过载线路上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化，进而对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制。


2.如权利要求1所述的一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，所述步骤1)中电力系统网络的功率构成包括电力系统网络中各节点处的功率分配和线路传输功率，以及单一发电节点至单一负荷节点的功率输送路径。


3.如权利要求2所述的一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，所述步骤3)的具体过程为：
3.1)构建路径优化模型；
3.2)根据电力系统网络的功率构成和可调控制资源，求解构建的路径优化模型，得到可调控制资源的功率调整量；
3.3)根据求解的可调控制资源的功率调整量，确定使过载线路x恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量；
3.4)根据求解的可调控制资源的功率调整量，确定各发电节点和负荷节点的控制措施：



其中，△PGi为发电节点i的控制量；△PLj为负荷节点j的控制量；ΔPmGi为发电节点i在路径m中的功率调整量；GENE为电力系统网络中的发电节点集合；ΔPnLj为负荷节点j在路径n中的功率调整量；LOAD为电力系统网络中的负荷节点集合。


4.如权利要求3所述的一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，所述步骤3.1)的具体过程为：
3.1.1)以负荷损失量最小为目标，以电力系统网络的功率构成中的功率输送路径为基础调整单位，路径优化模型的目标函数为：



其中，S()为失负荷总量函数；ΔPw为路径w的功率调整量；LOAD为电力系统网络中的负荷集合；为电力系统网络中的所有路径集合；PLj为负载j的初始功率；ΔPnLj为负载j在路径n中的功率调整量；N为所有包含负载j的路径；
3.1.2)以发电节点、负荷节点和输电线路的有功功率上下限为约束，路径优化模型的约束条件为：



其中，PGi为发电节点i的初始功率；ΔPmGi为发电节点i在路径m中的功率调整量；M为所有包含发电节点i的路径集合；PGimin和PGimax分别为线路极限热稳定运行时间toverload内，发电节点i的有功功率上下限度；GENE为电力系统网络中的发电节点集合；PLj为负荷节点j的初始功率；ΔPnLj为负荷节点j在路径n中的功率调整量；N为所有包含负荷节点j的路径；PLjmin和PLjmax分别为线路极限热稳定运行时间toverload内，负荷节点j的有功功率上下限度；LOAD为电力系统网络中的负荷节点集合；PTk为线路k的初始功率；ΔPqTk为线路k在路径q中的功率调整量；Q为所有包含线路k的路径集合；PTkmin和PTkmax分别为线路k可输送有功功率的上下限度；LINE为电力系统网络中的线路集合。


5.如权利要求4所述的一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，所述步骤4)的具体过程为：
4.1)当最小负荷损失量为0时，按照所述步骤3.4)确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；
4.2)当最小负荷损失量不为0时，考虑过载线路x的极限热稳定运行时间toverload内电力系统网络中的可调控制资源，对过载线路x上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化，进而对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制。


6.如权利要求5所述的一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，所述步骤4.2)的具体过程为：
4.2.1)将过载线路x的极限热稳定运行时间toverload分为z份，确定0～toverload/z时间段内电力系统网络中的可调控制资源；
4.2.2)采用构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：王紫琪，刘颖，肖智宏，张祥龙，陈炜，申洪明，高旭，范登博，杜丽艳，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网经济技术研究院有限公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11