基于负荷分类分级的精准负荷切除策略研究

摘要

近年来，随着我国经济发展，全社会各行业的用电需求量激增，尤其以经济发达地区为甚。与此同时，这些地区自身电能供应能力不足，无法满足本地用电需求，而我国水电、风电等能源广泛分布于西部地区，近些年大力发展的特高压输电技术为电能大范围调度提供了可能，但也使得以江苏电网为代表的受电地区过分依赖区外来电。传统的低频减载控制方式只能通过切除整条输电线路来满足发用电平衡，导致很多重要负荷也被一并切除。在可预见的未来，这些受电地区的区外来电比例会持续增长，为了应对可能发生的闭锁故障，我国开展了源网荷友好互动系统的建设，利用这套系统既能实现足量负荷切除，同时又保证了重要负荷的持续供电。　　本文从受端电网目前所面临的威胁为例，引出建设源网荷友好互动系统的意义所在。从我国各行业用电习惯和规律出发，分析了各类负荷的运行特点，提出了可中断负荷选择的参考依据，并在此基础上介绍了对用户负荷进行分类分级的方法。在当前的互动系统结构的基础上提出了一种简化层级架构，为各层设备制定了相应的工作任务。结合互动系统结构，设计了一套负荷选择和切除策略，实现了按等级顺序的负荷切除方式。负荷切除策略主要由负荷数据处理和负荷数据比较两个过程组成，结合相应的表格和流程图，较为完整地分析了各步骤的具体操作流程，在事故发生后可以依据这套策略实现对待切除负荷的选择，完成对负荷切除任务的制定。由控制主站将切除任务下发给各负控终端，负控终端完成负荷切除及切除结果反馈任务。最后，本文利用simulink仿真软件设计了一个仿真模型用以模拟高压直流闭锁故障发生后系统频率的变化过程，同时探究了负荷切除后，系统频率的恢复情况，验证了源网荷友好互动系统对维持电力系统频率稳定的重要作用。同时，将负荷切除策略利用C语言编写出了对应的计算机程序代码，最终得到的运行结果也符合预期，验证了该切除策略投入实际工程应用中的可行性。　　本文以负荷分类分级为基础，在硬件和软件两个方面对互动系统的结构和功能展开论述，从物理结构上实现对负荷等级的划分，独立设置决策机构和执行机构；在软件层面制定了一套对应的负荷切除策略，实现了负荷精准切除的目标。仿真和代码设计所得出的结果也验证了互动系统在工程应用上具有良好的前景。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.1.1 新时期电力系统面临的威胁

1.1.2 源网荷友好互动系统

1.2 当前国内外研究现状

1.2.1 江苏电网基本特点

1.2.2 区外受电影响及应对措施

1.2.3 电网常见故障及应对措施

1.2.4 源网荷友好互动系统发展现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 用户负荷特点及负荷性质分析

2.1 电力负荷分类

2.2 典型负荷特点

2.2.1 居民负荷

2.2.2 工业负荷

2.2.3 商业负荷

2.3 负荷需求响应方式

2.4 可中断负荷的选择

2.5 本章小结

第3章 互动系统硬件结构及其功能

3.1 常见的互动系统结构

3.2 简化的互动系统结构

3.3 负控终端结构及功能

3.4 控制主站结构及功能

3.5 本章小结

第4章 互动系统负荷切除策略设计

4.1 负荷的分类分级

4.2 实时动态负荷等级的划分

4.3 负荷切除策略的制定

4.3.1 负荷切除顺序设定

4.3.2 负荷数据处理阶段

4.3.3 负荷数据比较阶段

4.3.4 负荷切除指令的传输和执行阶段

4.4 负荷切除结果反馈

4.5 本章小结

第5章 互动系统仿真和代码实现

5.1 负荷切除仿真的模块选型和构建

5.2 负荷切除仿真模型的程序实现

5.2.1 负荷数据累加程序

5.2.2 等级间切除任务分配程序

5.2.3 等级内切除任务分配程序

5.3.1 仿真程序运行过程及结果

5.3.2 仿真模型总结及分析

5.4 本章小结

总结和展望

参考文献

附录A 攻读学位期间取得的研究成果

附录B 负荷切除程序代码

致谢