随着电网规模日愈扩大、各电压层级、各运行环节相互联系和相互影响更趋紧密,系统运行特性更加复杂。在电网智能、可靠、绿色、高效运行要求越来越高的背景下,城市电网传统的运行控制技术已不能完全满足一体化运行和智能化调度的新要求。本文针对特大型城市电网运行存在的突出问题,结合广州电网多直流馈入、发输配用一体、调控一体的实际,对电网智能运行控制体系架构及其关键技术开展研究,主要工作及成果如下:1、研究提出了“双平面、多层级”的电网智能运行控制体系。依据电网运行控制的目标与时间响应尺度,将电力二次控制分为“紧急控制”和“调度监控”双平面。针对电网各层级保护控制的不同需求,按照“功能分层分区布置、数据分层分布处理”的原则,将保护控制功能划分为间隔、站域、区域和广域等多层级。通过不同平面、不同层级的分层分布信息交互、协同/协调控制,构建高效的电网智能运行控制体系。基于该体系,开展了区域保护控制技术、输配协调的电压控制技术(调度监控平面)、基于保护安自在线控制的跨平面在线协同控制技术的研究与应用。2、在紧急控制平面,研究提出了基于多层级保护控制架构的区域保护控制技术。具体包括:(1)提出了基于区域信息的保护控制技术新方案及架构,利用区域信息优化保护性能,实现了区域电网安全稳定防线的集成协调控制。(2)提出了区域保护控制系统的功能配置和协同策略,实现了继电保护、安全自动控制等功能多方位、多层级地有机地结合。(3)提出了基于闭锁的110kV区域电网线路保护原理、110kV电网广域备自投以及相关的协调控制原理及策略,并将其应用于广州荔城电网,是区域保护控制技术在国内外的首次工程应用。3、在调度监控平面,研究了计及动态无功的城市电网输配协调智能电压控制技术。具体包括:(1)提出一种基于暂态电压跌落严重性指标的动态无功优化配置方法。(2)研究提出了动态无功设备(STATCOM)与机械式投切电容器MSC的组合协调控制策略和基于组合协调控制策略的站级无功电压控制模式。(3)构建了输配网协同的多目标、多层级、离散与连续控制协调的全网无功电压控制体系。4、在双平面协同技术中,研究提出了基于继保安自设备在线控制的跨平面协同控制技术。具体包括:(1)研究提出了实现在线修改定值、在线切换定值区、在线投退软压板等各项在线控制技术的完整技术方案,首次通过IEC60870-5-103规约实现了任意定值区定值读写功能。(2)研究提出了继保安自运行策略跨平面协同决策与控制技术和用于跨平面协同决策与控制的全景信息模型。(3)在跨平面协同决策与控制技术基础上,提出了一种全新的备自投在线智能控制方法,通过EMS上根据全景电网信息实时计算备自投投退策略和在线备自投投退技术,实现了备自投运行策略的在线决策与控制。本文的研究成果已在广州电网投入实际运行,并获得了国内权威专家的高度认可。研究成果对于提高城市电网高效运行控制水平和一体化调度技术支持能力,建设智能电网安全防御系统,提高电网运营绩效具有重要借鉴意义。
