摘要：随着电力企业自动化建设进程的逐步推进，电力调度系统对科学技术的应用也越来广泛，其结构也越来越复杂。与此同时，电力调度系统发生振荡的可能性也越来越大。在电力调度系统发生振荡时，电力调度工作人员往往会通过采用机组出力或降低电网负荷的方式来降低系统的振荡。但是，这种方式在一定程度上影响着电力企业自动化建设的进程。
关键词：电力调度自动化系统；小干扰；稳定实时控制
1引言
电力系统的复杂程度不断增加发生系统震荡的可能性也越来越大，仅凭借工作人员以往的工作经验已经不能满足现在大规模电力调度自动化系统的发展要求，因此提出了基于切机和切负荷为运行方式的小干扰稳定实时控制系统，该系统通过模拟电力调度自动化系统在线生成控制决策来有效解决电力系统振荡问题，对系统进行低阻尼模态振动仿真实验，根据仿真结果，该系统可通过对控制决策进行量化后减少系统阻尼，有效地抑制了系统振荡模态。
2电力调度自动化系统
从当下进行的电力网络运用实践过程当中了解到，所谓的电力调度自动化的主要内容指的是在电力运用系统的基础上实施的自动化管理过程，是对电力系统提出的具有系统性、功能性以及规划性在内的综合性较强的电力配送运用系统，是电力运行系统当中重要的组成部分，而为了持续保持较高效率的电力调度自动化则需要电力系统的长远规划、调度体系体制的制定以及明确的职责分工为依据，以电力系统自身的特点为基础，依靠电子信息设备实施运行操作。包括数据采集、信息处理、统计数据、遥控计算、报警处理及安全管理等，并对相关的电力输送设备进行数据记录，针对数据所表现出来的特征具有遇见性的把数据问题表现出来，提高电力调度过程中预警信息的准确度和及时性。现阶段，我国使用的电力调度自动化系统主要为OPEN-2000，该电力调度自动化系统主要被应用在新的能量管理系统中，具有着性能完善、适用面广、可靠性强等诸多优势，因此，OPEN-2000系统在国内外均得到了良好的发展。OPEN-2000系统还采用了双网机制，具有更大的流量和更高的可靠性。
3电力调度自动化系统中小干扰稳定实时控制
3.1小干扰条件下电力调度系统的稳定性分析
对于振荡现象的降低，电力调度工作人员往往采用紧急控制系统的方法。以上方法虽然对振荡现象的的抑制具有一定的作用，但是往往会对电力调度造成一定的小干扰。与大干扰相比而言，小干扰对系统的结构没有影响。因此，本文开展对电力调度系统中小干扰的稳定实时控制的研究对于电力调度系统的稳定性的提升以及保障电网的电能输送能力具有积极的意义，而且对于电力企业自动化建设进程的推进也有着长远而又深刻的影响。在电力调度系统发生振荡时，小干扰稳定实时控制通过对振荡传递的反馈进行检测，从而对电力调度系统的稳定性进行科学而又准确的判断，与此同时，根据判断结果对系统的模态阻尼与运行方式进行量化处理，从而实现振荡的抑制。与传统的紧急控制方法相比，小干扰稳定实时控制不仅计算量小，而且在决策时间要求与系统稳定性的提升上也有着很大的优势。本文涉及到的电力系统模型，属于非线性电力系统随机小干扰模型。这类模型是根据实际电力系统非线性特点，针对随机外部激励，使用确定型非线性系统的基本思路和方法，并且在确定型非线性系统的基础上加入随机扰动而确定的。可使用EM数值法进行求解。同时本研究的模型，可根据随机稳定性定义证明，在随机小扰动下的系统功角以及转速稳定性。
3.2小干扰稳定实时控制系统结构设计
通过上面对小干扰稳定实时控制系统的分析得知，工作人员通过小干扰稳定实时控制的反馈控制发现系统是否发生低频振荡，工作人员通过判断电力调度系统为低阻尼模态振动后将指令发送到电厂，再由发电厂采取相应的控制措施来抑制系统震荡，小干扰稳定实时控制系统因没有专门的小干扰控制的自动装置，因此对比于传统的紧急控制系统流程简单、便于控制，该系统主要起到帮助工作人员实时提供系统信息和辅助控制策略的作用。在小干扰稳定实时控制实时监控系统是否发生振荡过程中，一旦检测到系统发生振荡，小干扰稳定实时控制系统将系统当前的运行情况通过反馈来对在线控制决策进行快速量化处理。小干扰稳定实时控制是通过快速生成控制措施并及时对系统工作情况进行有效修正来减少系统振荡。而系统运行参数的灵敏度对快速生成控制决策以及迅速量化处理的基础。因此在当前电力系统的基础上推导了更急简便的计算方法，通过对系统采用线性化处理即可计算得到当前系统的灵敏度，计算过程简便、工作量小。
3.3小干扰稳定风险评估算法
基于小干扰稳定风险评估指标、输电线路实时故障率评估方法和小干扰稳定优化控制方法，将小干扰稳定风险评估算法划分为以下步骤。（1）基于SCADA系统实时监测节点电压及功率数据，选取当前运行状态或N-1线路故障状态作为运行场景，利用潮流计算获取该场景下系统稳态运行信息。（2）采用部分特征值分析方法，如幂法、Rayleigh商迭代法、同时迭代法、隐式重启动Arnoldi法等，在0.1～2.0Hz内逐段扫描系统存在的主要振荡模式。（3）若存在弱阻尼振荡模式，由2.1节所述方法计算输电线路实时故障率，计算系统小干扰失稳概率指标；由2.2节所述方法生成小干扰失稳优化控制方案，计算系统小干扰失稳后果指标（控制代价）。（4）由系统小干扰失稳概率指标和控制代价乘积，得到该场景下系统小干扰稳定风险值；若不存在弱阻尼振荡模式，该场景下系统小干扰稳定风险值为0。（5）若所有运行场景（包括当前运行状态和输电断面关键线路N-1故障）计算完毕，可得到系统实时小干扰稳定风险值。
3.4仿真实验及结果分析
在本文中，以某电力企业管辖区域内的电力调度系统对小干扰实时控制系统的工作流程进行具体的阐述。该电力企业的管辖区域为甲、乙、丙三个城市。由于甲城与乙城采用了双回路的输电通道，丙城则采用了单回路的输电通道。因此相比丙城的单回路输电通道而言，甲城与乙城发生电力调度系统振荡的可能性相比单回路的输电通道而言更大，因此甲城与乙城需要加强对其电力调度系统振荡的检测。在仿真实验中，假设甲城与乙城的输电线路局部区域上发生50Hz的振动故障，电力调度工作人员对该故障清除之后，虽然电力调度系统可以保持一定程度的稳定性，但是输电线路中还是产生低阻尼的振动模态。在该仿真实验中分别通过采取紧急控制方式与小干扰稳定实时控制两种方式来对甲城的输电线路中的振动模态进行作用并进行检测，图1为检测得到的两种方式的振动曲线。分别对紧急控制与小干扰稳定实时控制的系统振动曲线进行进行普罗尼算法分析，可以从中获得两种方式的灵敏度等结果。对紧急控制与小干扰稳定实时控制的系统振动曲线与运行灵敏度的检测结果综合分析，可以看出，两种方式对灵敏度的提高以及对系统振动的抑制都有着一定的积极作用。但是，与紧急控制相比，小干扰稳定实时控制对振动的抑制作用与对运行灵敏度的提升作用更为明显。
4结束语
本文通过在电力调度系统发生振荡时，分别采取紧急控制与小干扰稳定实时控制两种方式进行仿真分析来对小干扰稳定实时控制系统进行研究。仿真结果表明：小干扰稳定实时控制不仅对降低电力调度系统的阻尼、抑制振荡现象的产生有着重要的意义，而且对于电力调度系统稳定性以及灵敏度的提高也有着明显的作用。
参考文献
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论文作者:田日升
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：系统论文; 干扰论文; 电力论文; 实时论文; 稳定论文; 电力系统论文; 阻尼论文; 《电力设备》2018年第28期论文;