CN111835022A - 一种工业孤网频率调节方法、装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业孤网频率调节方法、装置及***，所述方法包括：计算出孤网***的单位调节功率；获取孤网***的实时电网频率；当孤网***实时的频率变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，基于单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；将孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成孤网***频率调节。本发明充分调动可调节负荷及多类型电源参与***频率调节，针对非监测故障，在***频率跌落或升高至预设区间时，根据计算的控制量调节负荷和机组侧出力，加快***频率恢复。
Description
技术领域
本发明属于频率调节技术领域，具体涉及一种工业孤网频率调节方法、装置及***。
背景技术
由于经济和历史等多方面因素，我国仍存在多个薄弱的工业企业电网同主网仅有一、两个联络通道弱连接或独立运行。中国企业向第三世界投资时，由于当地基础设备薄弱，建设的工业企业电网也不得不独立运行。此类工业企业电网承受电网扰动能力较弱，但生产的工业负荷却大多属于中断供电，将会造成较大经济损失甚至人身伤亡的一、二级负荷，负荷占比重且特性复杂，大电网的安全稳定控制方法及经验并不都适用于此类电网。
对此类工业企业电网出现的安全稳定问题，传统技术一般通过电力***紧急控制方法(基于故障触发的切机、切负荷措施，即电力***第二道防线)和低频低压减载、高周切机等措施(基于频率、电压响应的本地装置，即电力***第三道防线)来解决。
工业孤网网架复杂，出于成本考虑，紧急控制***并无法监测到所有站点，发生一些非监测故障(如机组辅机故障或低电压等级负荷损失故障)时，紧急控制装置监测不到无法及时采取控制措施，孤网***频率将明显波动甚至触发低频减载或高周切机动作。但工业企业电网一般***惯量小，低频减载和高周切机动作颗粒度大，很容易出现低频减载过切负荷→频率升高至高周保护动作→机组跳闸，***低频→低频继续过切负荷的恶性循环中，不但容易导致事故进一步扩大，更有可能导致孤网***失电垮网，带来巨大经济损失。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种工业孤网频率调节方法、装置及***，充分调动可调节负荷及多类型电源参与***频率调节，针对非监测故障，在***频率跌落至预设区间，根据计算得到的控制量调节负荷和机组侧出力，加快***频率恢复，提高***安全稳定裕度。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种工业孤网频率调节方法，包括：
计算出孤网***的单位调节功率；
获取孤网***的实时电网频率；
当孤网***的实时电网频率的变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成工业孤网的频率调节。
可选地，所述功率不平衡量的计算公式为：
ΔP＝k×KS×Δf
其中，ΔP为功率不平衡量，k为比例系数，KS为单位调节功率，Δf为实时频率与标准频率(50Hz)之间的差。
可选地，所述将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，包括以下步骤：
当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则根据功率不平衡量发送增加电源出力和减少负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
可选地，所述将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，还包括以下步骤：
当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量大于0，则根据功率不平衡量发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
可选地，所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
第二方面，本发明提供了一种工业孤网频率调节装置，包括：
第一计算单元，用于计算出孤网***的单位调节功率；
获取单元，用于获取孤网***的实时电网频率；
第二计算单元，用于当孤网***实时的电网频率变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
调节控制单元，用于将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成工业孤网的频率调节。
可选地，所述功率不平衡量的计算公式为：
ΔP＝k×KS×Δf
其中，ΔP为功率不平衡量，k为比例系数，KS为单位调节功率，Δf为实时频率与标准频率(50Hz)之间的差。
可选地，所述调节控制单元包括第一子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则根据功率不平衡量发送增加电源出力和减小负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
可选地，所述调节控制单元包括第二子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量大于0，则根据功率不平衡量发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
可选地，所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
第三方面，本发明提供了一种工业孤网频率调节***，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面中任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种工业孤网频率调节方法、装置及***，充分调动可调节负荷及多类型电源参与***频率调节，针对非监测故障，在***频率跌落或升高至预设区间，通过计算得到的控制量调节负荷和机组侧出力，加快***频率恢复，提高***安全稳定裕度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的工业孤网频率调节方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
工业企业电网同大电网相比，电网规模小，网架较弱，***惯量小，频率波动明显。发生一些紧急控制装置无法识别的故障时，***频率可能会跌落或升高至第三道防线动作。又因为工业企业电网的机组、负荷离散度高，很容易出现第三道防线过切负荷→过切机组→过切负荷恶性循环，导致***低频高频反复震荡直至失稳黑网。本发明针对紧急控制装置无法识别的故障，在***频率超出正常运行范围但还没有跌落至低频减载动作或上升至高周切机动作时，实时调节负荷侧和电源侧出力，加速***频率恢复到正常范围，避免***频率进一步升高或跌落至第三道防线动作，提高***安全稳定裕度。
具体地，如图1所示，本发明实施例中的一种工业孤网频率调节方法，包括以下步骤：
计算出孤网***的单位调节功率；
获取孤网***的实时电网频率；
当孤网***的实时电网频率的变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成工业孤网的频率调节。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预设的调节区间指的是根据实际电网规模及运行工况确定的频率调节区间，该区间超过频率正常运行范围但并没有超过第三道防线动作值。
本发明中的调节控制信息可以基于现有技术来计算，因此本发明中不做过多的赘述。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述基于所述孤网***的功率不平衡量，发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，包括以下步骤：
当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则发送增加电源出力和降低负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
当所述孤网***的功率不平衡量大于0，则发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种工业孤网频率调节装置，包括：
第一计算单元，用于计算出孤网***的单位调节功率；
获取单元，用于获取孤网***的实时电网频率；
第二计算单元，用于当孤网***的实时电网频率的变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
调节控制单元，用于将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成工业孤网的频率调节。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述功率不平衡量的计算公式为：
ΔP＝k×KS×Δf
其中，ΔP为功率不平衡量，k为比例系数，KS为单位调节功率，Δf为实时电网频率。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述调节控制单元包括第一子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则根据功率不平衡量发送增加电源出力和降低负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
所述调节控制单元包括第二子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量大于0，则根据功率不平衡量发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
实施例3
本发明实施例中提供了一种工业孤网频率调节***，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1中任一项所述方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、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。
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。
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。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (11)
1.一种工业孤网频率调节方法，其特征在于，包括：
计算出孤网***的单位调节功率；
获取孤网***的实时电网频率；
当孤网***的实时电网频率的变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成非监测故障情况下工业孤网的频率调节。
2.根据权利要求1所述的一种工业孤网频率调节方法，其特征在于：所述功率不平衡量的计算公式为：
ΔP＝k×KS×Δf
其中，ΔP为功率不平衡量，k为比例系数，KS为单位调节功率，Δf为实时频率与标准频率之间的差。
3.根据权利要求1所述的一种工业孤网频率调节方法，其特征在于：所述将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，包括以下步骤：
当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则根据功率不平衡量发送增加电源出力和减少负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
4.根据权利要求3所述的一种工业孤网频率调节方法，其特征在于：所述将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，还包括以下步骤：
当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量大于0，则根据功率不平衡量发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
5.根据权利要求1所述的一种工业孤网频率调节方法，其特征在于：所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
6.一种工业孤网频率调节装置，其特征在于，包括：
第一计算单元，用于计算出孤网***的单位调节功率；
获取单元，用于获取孤网***的实时电网频率；
第二计算单元，用于当孤网***的实时电网频率的变化率小于设定阈值，且孤网***的实时电网频率处于预设的调节区间内时，则基于所述单位调节功率和实时电网频率，计算孤网***的功率不平衡量；
调节控制单元，用于将所述孤网***的功率不平衡量与发电机组的一次调频能力进行比对，基于比对结果发送调节控制信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷，完成工业孤网的频率调节。
7.根据权利要求6所述的一种工业孤网频率调节装置，其特征在于：所述功率不平衡量的计算公式为：
ΔP＝k×KS×Δf
其中，ΔP为功率不平衡量，k为比例系数，KS为单位调节功率，Δf为实时频率与标准频率之间的差。
8.根据权利要求6所述的一种工业孤网频率调节装置，其特征在于：所述调节控制单元包括第一子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量小于0，则根据功率不平衡量发送增加电源出力和减少负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
9.根据权利要求6所述的一种工业孤网频率调节装置，其特征在于：所述调节控制单元包括第二子调节控制单元，用于当所述孤网***的功率不平衡量超出孤网内发电机组的一次调频能力，且所述孤网***的功率不平衡量大于0，则根据功率不平衡量发送降低电源出力和增加负荷的调节信息至孤网***中的各类型电源和可调节负荷。
10.根据权利要求6所述的一种工业孤网频率调节装置，其特征在于：所述发电机组的一次调频能力的计算公式为：
其中，PfN为发电机组的一次调频能力，k1、k2为比例系数，Pn为火电机组额定功率，Pm为水电机组额定功率，n为网内具备一次调频能力的火电机组的序号，m为网内具备一次调频能力的水电机组的序号,N为网内具备一次调频能力的火电机组台数，M为网内具备一次调频能力的水电机组台数。
11.一种工业孤网频率调节***，其特征在于：包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201027 |