專利名稱：電力系統(tǒng)暫穩(wěn)緊急控制在線策略與離線策略自動選擇方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術領域，適用于暫態(tài)安全穩(wěn)定緊急控制系統(tǒng)如何自動選擇在線策略或離線策略。
背景技術：
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大和運行方式的多變，通過離線分析制定的暫態(tài)安全穩(wěn)定(簡稱暫穩(wěn))緊急控制策略難以實現優(yōu)化控制，甚至難以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，需要根據電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，采取在線計算的方式計算出暫穩(wěn)緊急控制的在線策略。但是，確定暫穩(wěn)在線控制策略需要一定的計算時間，假設平均周期為 Δ (通常為數分鐘)，即要求在線控制策略在Δ 至2 Δ 時間內能夠適應電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，才能真正實現按照在線控制策略進行控制，確保電力系統(tǒng)的暫態(tài)安全穩(wěn)定性。實際上，電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)是不斷變化的，在數分鐘之內電力系統(tǒng)的暫穩(wěn)特性變化可能比較大，基于數分鐘之前的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)制定的在線控制策略可能不滿足暫穩(wěn)要求。為此，專利“電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定緊急控制策略自動匹配方法”(專利號ZL 200710135095. 8)提出根據安全穩(wěn)定控制裝置(簡稱安控裝置)中“方式字”(例如設備投/退)的定義，確定與生成在線控制策略對應的電力系統(tǒng)運行斷面(簡稱斷面)數據的“方式字”，在預想故障發(fā)生時，通過匹配在線控制策略的“方式字”與安控裝置在故障前最近時刻實測的“方式字”， 來避免在線控制策略的不適應問題。實際上，在安全穩(wěn)定特性復雜的電力系統(tǒng)中，難以在安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)(簡稱安控系統(tǒng))中提出合適的“方式字”，來確保在線控制策略與離線控制策略選擇的可靠性。本發(fā)明從在線控制策略下發(fā)、安控裝置中在線控制策略的有效性校核和控制策略選擇等三個環(huán)節(jié)來提高在線控制策略與離線控制策略選擇的可靠性。在在線控制策略下發(fā)環(huán)節(jié)中增加了在線控制策略生成后立即基于當前斷面數據進行該控制策略的適應性判斷， 對于不能保證暫穩(wěn)的在線控制策略，不下發(fā)到安控裝置中；對于已經下發(fā)到安控裝置的在線控制策略，增加了不斷地基于新的斷面數據進行在線控制策略有效性校核的流程；在在線控制策略與離線控制策略選擇環(huán)節(jié)，基于暫穩(wěn)量化理論提出電力系統(tǒng)狀態(tài)變化對暫穩(wěn)裕度影響程度的計算方法，增加了在考慮安控系統(tǒng)實測信息后暫穩(wěn)裕度的估算值需要滿足要求的條件下，才可能選擇在線控制策略。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是精確判斷暫穩(wěn)緊急控制在線控制策略對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化的適應性，提高在線控制策略與離線控制策略選擇的可靠性。本發(fā)明采用以下的技術方案來實現，包括下述步驟
1)在線控制策略計算流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據進行斷面數據整合，并基于該斷面數據計算出安控系統(tǒng)所覆蓋的預想故障的暫穩(wěn)緊急控制在線策略。
2)在線控制策略校核與下發(fā)流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、 WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據，進行考慮在線控制策略實施后該預想故障的暫穩(wěn)量化評估，若暫穩(wěn)能夠保證，則將預想故障信息、在線控制策略及其相關信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安全穩(wěn)定控制裝置(簡稱安控裝置)中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”；否則，放棄該在線控制策略，不進行在線控制策略刷新。3)安控裝置中在線控制策略的有效性校核流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據，進行考慮安控裝置中的在線控制策略實施后的暫穩(wěn)量化評估，若暫穩(wěn)能夠保證，則將與該預想故障相關的信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為 “有效”；否則，將該在線控制策略的“有效位”置為“無效”。4)預想故障發(fā)生后安控裝置中在線策略與離線策略的選擇流程當安控裝置檢測到預想故障已經發(fā)生，若安控裝置中該故障在線控制策略的“有效位”為“有效”，相應的斷面數據時刻距故障發(fā)生時刻的時長小于設定值，其“方式字”與安控裝置在故障前最近時刻實測的“方式字”相同，且基于安控系統(tǒng)實測數據計算出的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對暫穩(wěn)的影響程度滿足要求，則選用相應的在線控制策略；否則，采用相應的離線控制策略。效果和優(yōu)點
本發(fā)明一方面通過基于新的斷面數據對在線控制策略進行暫穩(wěn)校核，有效降低了安控裝置選用不滿足暫穩(wěn)要求的在線控制策略的概率；另一方面通過在在線控制策略與離線控制策略環(huán)節(jié)，基于暫穩(wěn)量化分析理論，估算了考慮安控系統(tǒng)實時監(jiān)測的發(fā)電機出力和負荷變化后的暫穩(wěn)裕度，可顯著提高了控制策略選擇的可靠性。本發(fā)明將大力推動大電網在線暫穩(wěn)緊急控制技術的工程應用。


圖1-圖4是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖1-圖4，對本發(fā)明方法進行詳細描述。圖1-圖4是4個獨立的循環(huán)處理流程，圖1是在線控制策略計算流程，圖2是在線控制策略校核與下發(fā)流程，圖3是針對安控裝置中在線控制策略的有效性校核流程，圖4 是預想故障發(fā)生后安控裝置中在線控制策略與離線控制策略的選擇流程。關于圖3的校核流程，需要說明兩點，一是只要安控裝置中有在線控制策略，即使沒有刷新，該校核流程仍然需要循環(huán)執(zhí)行；二是在針對安控裝置中在線控制策略的有效性校核過程中，若檢測到新的在線控制策略已經刷新到安控裝置中，則立即中止正在進行的刷新前在線控制策略的有效性校核，啟動針對新的在線控制策略的有效性校核。以下是按一個預想故障為例進行說明的，對于多個預想故障，則采取并行處理方式。
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圖1中步驟1描述的是在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據進行斷面數據整合。圖1中步驟2描述的是基于步驟1整合后的斷面數據，針對安控系統(tǒng)所覆蓋的預想故障計算出相應的暫穩(wěn)緊急控制在線策略。圖2中步驟1描述的是循環(huán)檢測圖1在線控制策略計算流程中預想故障是否已有新一輪的在線控制策略生成，若預想故障的在線控制策略已經生成，即使在線控制策略與上一輪相同，也進入步驟2 ；否則，繼續(xù)檢測。圖2中步驟2描述的是獲取最新的EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據，重新進行融合安控系統(tǒng)實時數據的斷面數據整合，得到新的斷面數據。圖2中步驟3描述的是基于新的斷面數據，進行圖1步驟2生成的在線控制策略的暫穩(wěn)校核計算。圖2中步驟4描述的是若步驟3的暫穩(wěn)校核結果是安全穩(wěn)定的，則進入步驟5 ；否則，返回步驟1。圖2中步驟5描述的是根據暫穩(wěn)校核計算結果，將預想故障信息、在線控制策略及其相關信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”。其中，暫穩(wěn)量化信息包括與安控系統(tǒng)監(jiān)控的元件相關的暫態(tài)功角穩(wěn)定主導模式和多個次主導模式及裕度、暫態(tài)電壓跌落安全薄弱節(jié)點集及裕度、暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱負荷集及裕度、以及暫態(tài)頻率偏移安全薄弱節(jié)點/發(fā)電機集及裕度。圖3中步驟1描述的是循環(huán)檢測安控裝置中某個預想故障是否已有的在線控制策略，若有，進入步驟2 ；否則，繼續(xù)檢測。圖3中步驟2描述的是獲取最新的EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據，重新進行融合安控系統(tǒng)實時數據的斷面數據整合，得到新的斷面數據。圖3中步驟3描述的是基于新的斷面數據，進行該在線控制策略的暫穩(wěn)校核計算。圖3中步驟4描述的是若步驟3的暫穩(wěn)校核結果是安全穩(wěn)定的，則進入步驟5 ；否則，進入步驟6。圖3中步驟5描述的是根據暫穩(wěn)校核計算結果，將與該預想故障及在線控制策略相關的暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”。圖3中步驟6描述的是將該在線控制策略的“有效位”置為“無效”。圖4中步驟1描述的是循環(huán)檢測預想故障是否發(fā)生，若檢測到預想故障已經發(fā)生， 則進入步驟2;否則，繼續(xù)檢測。圖4中步驟2描述的是若安控裝置中該故障在線控制策略的“有效位”為“有效”， 相應的斷面數據時刻距故障發(fā)生時刻的時長小于設定值，且在線控制策略的“方式字”與安控裝置在故障前最近時刻實測的“方式字”相同，則進入步驟3 ；否則，進入步驟6。圖4中步驟3描述的是如何根據安控裝置中保存的與該故障在線控制策略相關的暫穩(wěn)量化信息，安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機、負荷在相應斷面數據中的信息，及其在故障發(fā)生前最近時刻實測的發(fā)電機、負荷數據，估算出該故障下實施在線控制策略后的暫態(tài)功角穩(wěn)定
裕度 暫態(tài)電壓跌落安全裕度Prf、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度？ 和暫態(tài)頻率偏移安全裕度 ^。具體的計算公式見公式(1)- (4)。

權利要求
1.電力系統(tǒng)暫穩(wěn)緊急控制在線策略與離線策略自動選擇方法，包括以下步驟在線控制策略計算流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)(簡稱安控系統(tǒng))實時數據進行電力系統(tǒng)運行斷面(簡稱斷面)數據整合，并基于該斷面數據計算出安控系統(tǒng)所覆蓋的預想故障的暫態(tài)安全穩(wěn)定(簡稱暫穩(wěn)) 緊急控制在線策略；在線控制策略校核與下發(fā)流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據，進行考慮在線控制策略實施后該預想故障的暫穩(wěn)量化評估，若暫穩(wěn)能夠保證，則將預想故障信息、在線控制策略及其相關信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安全穩(wěn)定控制裝置(簡稱安控裝置)中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”；否則，放棄該在線控制策略，不進行在線控制策略刷新；安控裝置中在線控制策略的有效性校核流程在調度中心綜合應用EMS狀態(tài)估計實時數據、WAMS實時數據和安控系統(tǒng)實時數據重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據，進行考慮安控裝置中的在線控制策略實施后的暫穩(wěn)量化評估，若暫穩(wěn)能夠保證，則將與該預想故障相關的信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”; 否則，將該在線控制策略的“有效位”置為“無效”；預想故障發(fā)生后安控裝置中在線策略與離線策略的選擇流程當安控裝置檢測到預想故障已經發(fā)生，若安控裝置中該故障在線控制策略的“有效位”為“有效”，相應的斷面數據時刻距故障發(fā)生時刻的時長小于設定值，其“方式字”與安控裝置在故障前最近時刻實測的 “方式字”相同，且基于安控系統(tǒng)實測數據計算出的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對暫穩(wěn)的影響程度滿足要求，則選用相應的在線控制策略；否則，采用相應的離線控制策略。
2.根據權利1要求所述的電力系統(tǒng)暫穩(wěn)緊急控制在線策略與離線策略自動選擇方法， 其特征在于，步驟2、在線控制策略校核與下發(fā)流程是一個獨立的循環(huán)計算與判斷流程，一旦檢測到步驟1)在線控制策略計算流程已經生成了在線控制策略，則重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據進行在線控制策略的暫穩(wěn)校核計算，若該在線控制策略，在新的運行狀態(tài)下仍能確保相應的預想故障的暫態(tài)安全穩(wěn)定，則根據暫穩(wěn)校核計算結果，將預想故障信息、在線控制策略及其相關信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”；否則，放棄該在線控制策略，不進行在線控制策略刷新；其中，暫穩(wěn)量化信息包括與安控系統(tǒng)監(jiān)控的元件相關的暫態(tài)功角穩(wěn)定主導模式和多個次主導模式及裕度、 暫態(tài)電壓跌落安全薄弱節(jié)點集及裕度、暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱負荷集及裕度、以及暫態(tài)頻率偏移安全薄弱節(jié)點/發(fā)電機集及裕度。
3.根據權利1要求所述的電力系統(tǒng)暫穩(wěn)緊急控制在線策略與離線策略自動選擇方法， 其特征在于，步驟3)安控裝置中在線控制策略的有效性校核流程也是一個獨立的循環(huán)計算與判斷流程，一旦檢測到安控裝置中保存了在線控制策略，則重新進行斷面數據整合，并基于該斷面數據進行在線控制策略的暫穩(wěn)校核計算，若安控裝置中保存的在線控制策略， 在新的運行狀態(tài)下仍能確保相應的預想故障的暫態(tài)安全穩(wěn)定，則根據校核計算結果，將與該故障相關的信息(暫穩(wěn)量化信息、斷面時刻、“方式字”以及斷面數據中安控系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)電機與負荷信息)刷新到相應的安控裝置中，同時將該在線控制策略的“有效位”置為“有效”；否則，將該在線控制策略的“有效位”置為“無效”。
4.根據權利1要求所述的電力系統(tǒng)暫穩(wěn)緊急控制在線策略與離線策略自動選擇方法， 其特征在于，步驟4)預想故障發(fā)生后安控裝置中在線控制策略與離線控制策略的選擇流程是一個獨立的循環(huán)計算與選擇流程，安控裝置一旦檢測到預想故障已經發(fā)生，則立即進行如下判斷若安控裝置中該故障在線控制策略的“有效位”為“有效”，相應的斷面數據時刻距故障發(fā)生時刻的時長小于設定值，其“方式字”與安控裝置在故障前最近時刻實測的“方式字”相同，且基于安控系統(tǒng)實測數據，依據公式(1)-(4)計算出暫態(tài)功角穩(wěn)定裕度、 暫態(tài)電壓跌落安全裕度、暫態(tài)電壓穩(wěn)定裕度和暫態(tài)頻率偏移安全裕度分別大于相應的設定值，則選用在線控制策略；否則，采用離線控制策略；
全文摘要
本發(fā)明屬電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術領域，適用于暫態(tài)安全穩(wěn)定緊急控制系統(tǒng)如何自動選擇在線策略或離線策略。本發(fā)明基于暫態(tài)安全穩(wěn)定量化分析方法，提出運行狀態(tài)變化對暫穩(wěn)的影響指標，用于判斷在線控制策略對運行狀態(tài)變化的適應性。本發(fā)明包括兩部分，一是在線策略的下發(fā)及其有效性的確認，即通過對在線策略進行安全校核，用于判斷是否向控制裝置下發(fā)在線策略，并對已下發(fā)的在線策略不斷地進行有效性判斷。二是故障時在線策略與離線策略的選擇，即控制裝置檢測的“方式字”與在線策略的“方式字”相同，在線策略生成時間也不長，且基于控制裝置實測數據計算出的運行狀態(tài)變化對暫穩(wěn)的影響程度滿足要求，則選用在線策略；否則，采用離線策略。
文檔編號H02J3/12GK102347613SQ20111027994
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者余文杰, 徐泰山, 方勇杰, 李碧君, 汪馬翔, 王勝明, 羅劍波, 薛禹勝, 鄭亮, 鮑顏紅 申請人:南京南瑞集團公司, 國網電力科學研究院