本發(fā)明涉及一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)裝置和偏差監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

高壓直流輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源優(yōu)化配置的有效途徑，能夠取得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)綜合效益。隨著直流輸電工程建設(shè)的快速發(fā)展，形成的交直流并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)加強(qiáng)了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但當(dāng)直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換流器故障閉鎖、極故障閉鎖時(shí)，有可能會(huì)導(dǎo)致故障前所設(shè)定的直流功率指令與故障后直流輸電系統(tǒng)實(shí)際輸送的功率不一致。而當(dāng)直流故障消除后重新投入運(yùn)行時(shí)，若沒(méi)有及時(shí)調(diào)整直流功率指令，將會(huì)使得直流輸電系統(tǒng)的輸送功率發(fā)生驟變，從而對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成較大影響。

目前，換流站運(yùn)行人員通過(guò)人工查看直流輸電系統(tǒng)的功率指令與實(shí)際輸送功率值，若發(fā)現(xiàn)不一致則及時(shí)調(diào)整功率指令，以確保其與輸送功率實(shí)際值相同。但因換流站運(yùn)行人員監(jiān)盤(pán)工作繁重，且人工核對(duì)功率指令與功率實(shí)際值間的差值相對(duì)比較被動(dòng)，容易遺漏且發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不夠及時(shí)，故存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)裝置和偏差監(jiān)測(cè)方法，當(dāng)直流系統(tǒng)的功率指令與功率實(shí)際值的差值大于所設(shè)定的誤差允許值時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)出提醒，避免人工操作帶來(lái)的失誤。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)裝置，包括檢測(cè)單元和數(shù)據(jù)處理單元，其中：

檢測(cè)單元：檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)的功率指令、直流電流、直流電壓，直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)，識(shí)別主控?fù)Q流站；

數(shù)據(jù)處理單元：結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，計(jì)算直流輸電系統(tǒng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，比較差值與誤差允許值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果觸發(fā)或復(fù)位相應(yīng)的報(bào)警事件。

優(yōu)選，還包括通信單元，所述通信單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警事件信號(hào)的狀態(tài)，當(dāng)報(bào)警事件信號(hào)的狀態(tài)變位后推送相應(yīng)的信息至監(jiān)控系統(tǒng)。

優(yōu)選，誤差允許值根據(jù)直流電流、直流電壓測(cè)量時(shí)允許的最大誤差來(lái)設(shè)定。

優(yōu)選，所述主控?fù)Q流站為整流換流站或逆變換流站。

優(yōu)選，當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為兩極均為雙極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，直流極的控制方式為兩極均為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的直流極為各自的目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為單極運(yùn)行時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的運(yùn)行極為目標(biāo)極。

一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1、檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)的功率指令、直流電流、直流電壓，直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)，識(shí)別主控?fù)Q流站；

步驟2、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，計(jì)算直流輸電系統(tǒng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，比較差值與誤差允許值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果觸發(fā)或復(fù)位相應(yīng)的報(bào)警事件。

優(yōu)選，步驟2中，具體步驟如下：

s201、計(jì)算直流輸電系統(tǒng)所有極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，且比較差值與誤差允許值；

s202、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極；

s203、當(dāng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值大于誤差允許值，則觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警事件。

或者，步驟2中，具體步驟如下：

s211、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極；

s212、計(jì)算目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，且比較差值與誤差允許值；

s213、當(dāng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值大于誤差允許值，則觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警事件。

優(yōu)選，所述主控?fù)Q流站為整流換流站或逆變換流站；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為兩極均為雙極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，直流極的控制方式為兩極均為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的直流極為各自的目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為單極運(yùn)行時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的運(yùn)行極為目標(biāo)極。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算直流輸電系統(tǒng)的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，判斷出差值是否超出了測(cè)量允許的誤差值，結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站，綜合處理后自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警事件。運(yùn)行人員則根據(jù)報(bào)警提示調(diào)整功率指令來(lái)消除偏差，提高了直流輸電系統(tǒng)輸送功率的穩(wěn)定性，有效抑制了直流輸送功率的波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，包括檢測(cè)單元和數(shù)據(jù)處理單元，其中：

檢測(cè)單元：檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)的功率指令、直流電流、直流電壓，直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)，識(shí)別主控?fù)Q流站。

直流極的控制方式按極設(shè)置，包括單極電流控制、單極功率控制和雙極功率控制；直流極的運(yùn)行狀態(tài)包括極運(yùn)行和極停運(yùn)，若直流極停運(yùn)，其功率指令與功率實(shí)際值都為0，不存在偏差，所以只需考慮極運(yùn)行，可分為單極運(yùn)行和雙極運(yùn)行；主控?fù)Q流站為整個(gè)直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩站進(jìn)行相關(guān)操作的換流站，為整流換流站或逆變換流站，主控?fù)Q流站可以在整流換流站和逆變換流站之間進(jìn)行人工切換。

其中，直流輸電系統(tǒng)在單極電流控制方式運(yùn)行時(shí)，不存在故障恢復(fù)后的功率指令與功率實(shí)際值偏差，所以只需考慮單極功率控制和雙極功率控制的控制方式，可細(xì)分為兩極均為雙極功率控制、一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制、兩極均為單極功率控制。直流輸電系統(tǒng)的功率指令都是由主控?fù)Q流站下發(fā)的，所以只需要在主控?fù)Q流站實(shí)現(xiàn)功率指令與實(shí)際功率值的偏差報(bào)警。

數(shù)據(jù)處理單元：結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，選取目標(biāo)極后，計(jì)算直流輸電系統(tǒng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，比較差值與誤差允許值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果觸發(fā)或復(fù)位相應(yīng)的報(bào)警事件。當(dāng)差值大于誤差允許值后自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警事件來(lái)提示換流站運(yùn)行人員。

優(yōu)選，還包括通信單元，所述通信單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警事件信號(hào)的狀態(tài)，當(dāng)報(bào)警事件信號(hào)的狀態(tài)變位后推送相應(yīng)的信息至監(jiān)控系統(tǒng)。通信單元基于標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)控制裝置與換流站監(jiān)控系統(tǒng)的通信，監(jiān)測(cè)偏差報(bào)警事件信號(hào)，以通信方式上送其狀態(tài)。

誤差允許值根據(jù)直流電流、直流電壓測(cè)量時(shí)允許的最大誤差來(lái)設(shè)定，比如，測(cè)量誤差最大允許值為0.2%，則可根據(jù)這個(gè)原則計(jì)算出誤差允許值。

結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，具體為：

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為兩極均為雙極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，直流極的控制方式為兩極均為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的直流極為各自的目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為單極運(yùn)行時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的運(yùn)行極為目標(biāo)極。

相應(yīng)的，如圖2所示，一種直流輸電系統(tǒng)功率指令偏差監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1、檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)的功率指令、直流電流、直流電壓，直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)，識(shí)別主控?fù)Q流站；

步驟2、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，計(jì)算直流輸電系統(tǒng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，比較差值與誤差允許值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果觸發(fā)或復(fù)位相應(yīng)的報(bào)警事件。當(dāng)差值大于誤差允許值后自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警事件來(lái)提示換流站運(yùn)行人員。

圖2中，通過(guò)差值計(jì)算功能塊1計(jì)算出功率指令與功率實(shí)際值的差值。功率指令是由運(yùn)行人員整定的，功率實(shí)際值是根據(jù)采集的直流電流、直流電壓計(jì)算的。在計(jì)算功率實(shí)際值時(shí)：

對(duì)于整流換流站：功率實(shí)際值=直流電流*直流電壓；

對(duì)于逆變換流站：功率實(shí)際值=直流電流*[直流電壓+直流線(xiàn)路壓降]。

通過(guò)比較器功能塊2比較差值與誤差允許值。比較器功能塊可采用帶延遲數(shù)的比較器，可避免差值在誤差允許值上下浮動(dòng)時(shí)輸出結(jié)果頻繁變化。誤差允許值根據(jù)直流電流、直流電壓測(cè)量時(shí)允許的最大誤差來(lái)設(shè)定，比如，測(cè)量誤差最大允許值為0.2%，則可根據(jù)這個(gè)原則計(jì)算出誤差允許值。

比較器功能塊2的輸出通過(guò)非邏輯計(jì)算功能塊3與sr觸發(fā)器5相連，同時(shí)比較器功能塊2的輸出還與與邏輯計(jì)算功能塊4相連。

直流極的控制方式按極設(shè)置，包括單極電流控制、單極功率控制和雙極功率控制；直流極的運(yùn)行狀態(tài)包括極運(yùn)行和極停運(yùn)，若直流極停運(yùn)，其功率指令與功率實(shí)際值都為0，不存在偏差，所以只需考慮極運(yùn)行，可分為單極運(yùn)行和雙極運(yùn)行；主控?fù)Q流站為整個(gè)直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩站進(jìn)行相關(guān)操作的換流站，為整流換流站或逆變換流站，主控?fù)Q流站可以在整流換流站和逆變換流站之間進(jìn)行人工切換。

其中，直流輸電系統(tǒng)在單極電流控制方式運(yùn)行時(shí)，不存在故障恢復(fù)后的功率指令與功率實(shí)際值偏差，所以只需考慮單極功率控制和雙極功率控制的控制方式，可細(xì)分為兩極均為雙極功率控制、一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制、兩極均為單極功率控制。直流輸電系統(tǒng)的功率指令都是由主控?fù)Q流站下發(fā)的，所以只需要在主控?fù)Q流站實(shí)現(xiàn)功率指令與實(shí)際功率值的偏差報(bào)警。

結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極，具體為：

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為兩極均為雙極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，且直流極的控制方式為一極為雙極功率控制同時(shí)另一極為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的控制極（直流系統(tǒng)中一個(gè)極的控制層次）所屬的直流極為目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為雙極運(yùn)行，直流極的控制方式為兩極均為單極功率控制時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的直流極為各自的目標(biāo)極；

當(dāng)直流極的運(yùn)行狀態(tài)為單極運(yùn)行時(shí)，則選取主控?fù)Q流站的運(yùn)行極為目標(biāo)極。

其中，步驟2可以采用兩種方法，第一種方法具體包括如下步驟：

s201、計(jì)算直流輸電系統(tǒng)所有極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，且比較差值與誤差允許值；

s202、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極；

s203、當(dāng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值大于誤差允許值，則觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警事件。

第二種方法具體包括如下步驟：

s211、結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站狀態(tài)選擇目標(biāo)極；

s212、計(jì)算目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，且比較差值與誤差允許值；

s213、當(dāng)目標(biāo)極的功率指令與功率實(shí)際值間的差值大于誤差允許值，則觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警事件。

比如，圖2中，當(dāng)比較器輸出為1時(shí)，則通過(guò)步驟2的與邏輯計(jì)算，最終由sr觸發(fā)器功能模塊5來(lái)觸發(fā)報(bào)警事件；當(dāng)比較器輸出為0時(shí)，經(jīng)過(guò)非邏輯計(jì)算功能塊3來(lái)復(fù)位報(bào)警事件。

通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算直流輸電系統(tǒng)的功率指令與功率實(shí)際值間的差值，判斷出差值是否超出了測(cè)量允許的誤差值，結(jié)合直流極的控制方式、運(yùn)行狀態(tài)和主控?fù)Q流站，綜合處理后自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警事件。運(yùn)行人員則根據(jù)報(bào)警提示調(diào)整功率指令來(lái)消除偏差，提高了直流輸電系統(tǒng)輸送功率的穩(wěn)定性，有效抑制了直流輸送功率的波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。尤其適用于高壓/特高壓直流輸電功率指令與功率實(shí)際值的偏差消除。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。