[發(fā)明專(zhuān)利]一種低頻減載裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510414753.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104953595A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高東學(xué);任永杰;李翠紅;劉杰;趙永剛;承素芬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/14
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/14
• 代理公司: 鄭州紅元帥專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭;楊妙琴

1.一種低頻減載裝置，其特征在于，低頻減載裝置由采樣計(jì)算模塊、邏輯處理模塊和監(jiān)控模塊組成，采樣計(jì)算模塊負(fù)責(zé)交流數(shù)據(jù)采集和計(jì)算，并把數(shù)據(jù)通過(guò)雙端口RAM傳遞給邏輯處理模塊，邏輯處理模塊主要負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量輸入、與采樣計(jì)算模塊和監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)交換、計(jì)算、控制的邏輯判斷、開(kāi)關(guān)量輸出，監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)人機(jī)界面的處理、外部通信。

2.如權(quán)利要求1所述的低頻減載裝置，其特征在于，采樣計(jì)算模塊包括采樣單元、DSP處理單元和雙口RAM單元，邏輯處理模塊包括MCU單元、開(kāi)入開(kāi)出單元、通信單元和復(fù)位單元，監(jiān)控模塊包括CPU單元、時(shí)鐘單元、人機(jī)接口單元和通信單元。

3.如權(quán)利要求2所述的低頻減載裝置，其特征在于，采樣單元由三部分組成：模擬量輸入變換部分、模擬低通濾波部分、AD變換部分，模擬量交流電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)PT變換為二次信號(hào)，交流通道具有二階低通濾波和電壓跟隨電路，DSP處理單元完成模擬量的采集和計(jì)算，

雙口RAM的將DSP計(jì)算和采樣的數(shù)據(jù)送入MCU，MCU外圍包括定時(shí)處理單元、對(duì)列串行模塊、系統(tǒng)集成模塊，并配置有SRAM和ROM，用來(lái)存放數(shù)據(jù)和貯存程序，保存定值、系數(shù)、報(bào)告，開(kāi)入開(kāi)出單元中開(kāi)關(guān)量輸入由開(kāi)關(guān)量的輔助接點(diǎn)取得，經(jīng)過(guò)光電隔離和驅(qū)動(dòng)后，送入MCU，開(kāi)入回路中設(shè)置RC一階濾波器防止開(kāi)入抖動(dòng)，TVS防止浪涌，輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)過(guò)鎖存、光電隔離后，控制繼電器，用繼電器控制斷路器、信號(hào)，通信單元完成邏輯處理模塊與監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)交換，通信單元由高速鏈路控制器和編碼器組成，復(fù)位單元復(fù)位采樣計(jì)算功能模塊和邏輯處理模塊，在復(fù)位期間閉鎖所有開(kāi)出，復(fù)位單元具有電源監(jiān)視、硬件看門(mén)狗定時(shí)和備用電源切換，電源監(jiān)視能夠同時(shí)復(fù)位采樣計(jì)算模塊和邏輯處理模塊，

CPU單元具有串行通信控制器，串行管理控制器，串行外圍接口，時(shí)鐘單元由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片構(gòu)成，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片與單片機(jī)進(jìn)行通訊，單片機(jī)接收GPS對(duì)時(shí)信號(hào)并與CPU通訊進(jìn)行對(duì)時(shí)，人機(jī)接口單元包括液晶顯示器和薄膜鍵盤(pán)，并在面板上提供一個(gè)RS232維護(hù)口，通信單元通過(guò)可編程邏輯完成外部的串行通訊。

4.如權(quán)利要求3所述的低頻減載裝置，其特征在于，低頻減載裝置獲取電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)頻率信息，并判斷是否滿足減載條件

輸入電壓信號(hào)為

其離散表達(dá)式為：

式中：為電壓峰值，為非基波分量，f為當(dāng)前頻率，為初相角，為第k個(gè)測(cè)量周期的采樣頻率

式中：N是一個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)

頻率偏差

為第k個(gè)采樣周期的相角

當(dāng)前頻率為

。

5.如權(quán)利要求4所述的低頻減載裝置，其特征在于，電力系統(tǒng)中負(fù)荷與頻率的關(guān)系為

式中：

為額定頻率

為系統(tǒng)頻率為額定值時(shí)，系統(tǒng)的有功功率

為系統(tǒng)的頻率為f時(shí)，系統(tǒng)的有功負(fù)荷

為與系統(tǒng)頻率的0,1,2,…n次方成正比的負(fù)荷占額定負(fù)荷的百分比

以和為基準(zhǔn)，則上式可表示為

且

對(duì)頻率進(jìn)行微分，并略去與高階次頻率對(duì)應(yīng)的負(fù)荷的影響，可得

K即為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。

6.一種采用如權(quán)利要求5所述的低頻減載裝置的低頻減載方法，其特征在于，

步驟一，將測(cè)量得到的內(nèi)部負(fù)荷組成情況與每級(jí)負(fù)荷量的大小實(shí)時(shí)的上傳給調(diào)度中心；

步驟二，設(shè)定減載線路門(mén)檻值，以滿足每一輪減載量為目標(biāo)，根據(jù)在線測(cè)得的線路實(shí)際負(fù)荷大小有無(wú)達(dá)到門(mén)檻值來(lái)確定是否減載該線路，L1,L2,…Lm,Lm+1,…Ln為其負(fù)載線路，Ln為重要負(fù)荷，L1,L2,…Lm,Lm+1,…Ln-1為一般負(fù)荷，各線路的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)系數(shù)為：KL1，KL2，…KLm，KLm+1…KLn，減載線路門(mén)檻值確定方法為：令PR=KMPe，Pe為某條線路Lm的額定負(fù)荷量，KM為線路容量門(mén)檻值系數(shù)，測(cè)得該線路實(shí)際負(fù)荷量為Pm，當(dāng)Pm≧PR時(shí)，說(shuō)明該線路的實(shí)際負(fù)荷量滿足條件，可以參與減載；若Pm<PR，說(shuō)明該線路實(shí)際負(fù)荷量不滿足減載條件，切除該線路對(duì)系統(tǒng)的影響不大，跳過(guò)該線路，進(jìn)入下一條線路的減載判定，對(duì)實(shí)際負(fù)荷量小于門(mén)檻值的線路不予切除，減少了切除線路的數(shù)量，增加了供電的可靠性，其取值范圍可以根據(jù)系統(tǒng)可切負(fù)荷的總量實(shí)際情況來(lái)設(shè)定；

步驟三，從調(diào)度中心傳來(lái)或者事先制定的第x輪減載量為ΔP∑X，當(dāng)測(cè)得頻率值下降到第x輪啟動(dòng)值時(shí)，選擇一定數(shù)量的線路在tXs內(nèi)予以切除，切除線路為L(zhǎng)m，Lm+1，…，Ls，需滿足條件如下：

式中，Pm,Pm+1,…,Ps為所切除負(fù)載線路的實(shí)際負(fù)荷值，PRi=KMPei，Pei為線路Lm,Lm+1,…,Ls的額定容量，即所切線路的實(shí)際負(fù)載量應(yīng)滿足減載線路容量門(mén)檻值，之和應(yīng)等于該輪所要求的切負(fù)荷總量，切負(fù)荷時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)線路負(fù)荷是否滿足門(mén)檻值，如果不滿足，則迅速跳過(guò)該線路，計(jì)算下一線路，如果線路滿足減載門(mén)檻值，迅速切掉該線路并計(jì)算當(dāng)前所減載線路減載量之和，若沒(méi)達(dá)到該輪減載量的要求，則繼續(xù)減載，進(jìn)入下一條線路的判斷；若滿足該輪減載量，該輪減載完畢；

步驟四，減載完畢后，將本輪實(shí)際切除線路的負(fù)荷量之和、減載后各級(jí)負(fù)荷的組成情況與大小上傳給調(diào)度中心，以便調(diào)度中心進(jìn)行下一輪減載量的分配。