专利名称：电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法
技术领域：
本发明属于电力系统安全稳定控制技术领域，适用于暂态安全稳定紧急控制系统如何自动选择在线策略或离线策略。
背景技术：
随着电力系统规模的扩大和运行方式的多变，通过离线分析制定的暂态安全稳定(简称暂稳)紧急控制策略难以实现优化控制，甚至难以确保电力系统的安全稳定性，需要根据电力系统的实际运行状态，采取在线计算的方式计算出暂稳紧急控制的在线策略。但是，确定暂稳在线控制策略需要一定的计算时间，假设平均周期为 Δ (通常为数分钟)，即要求在线控制策略在Δ 至2 Δ 时间内能够适应电力系统运行状态的变化，才能真正实现按照在线控制策略进行控制，确保电力系统的暂态安全稳定性。实际上，电力系统的运行状态是不断变化的，在数分钟之内电力系统的暂稳特性变化可能比较大，基于数分钟之前的电力系统运行状态制定的在线控制策略可能不满足暂稳要求。为此，专利“电力系统安全稳定紧急控制策略自动匹配方法”(专利号ZL 200710135095. 8)提出根据安全稳定控制装置(简称安控装置)中“方式字”(例如设备投/退)的定义，确定与生成在线控制策略对应的电力系统运行断面(简称断面)数据的“方式字”，在预想故障发生时，通过匹配在线控制策略的“方式字”与安控装置在故障前最近时刻实测的“方式字”， 来避免在线控制策略的不适应问题。实际上，在安全稳定特性复杂的电力系统中，难以在安全稳定控制系统(简称安控系统)中提出合适的“方式字”，来确保在线控制策略与离线控制策略选择的可靠性。本发明从在线控制策略下发、安控装置中在线控制策略的有效性校核和控制策略选择等三个环节来提高在线控制策略与离线控制策略选择的可靠性。在在线控制策略下发环节中增加了在线控制策略生成后立即基于当前断面数据进行该控制策略的适应性判断， 对于不能保证暂稳的在线控制策略，不下发到安控装置中；对于已经下发到安控装置的在线控制策略，增加了不断地基于新的断面数据进行在线控制策略有效性校核的流程；在在线控制策略与离线控制策略选择环节，基于暂稳量化理论提出电力系统状态变化对暂稳裕度影响程度的计算方法，增加了在考虑安控系统实测信息后暂稳裕度的估算值需要满足要求的条件下，才可能选择在线控制策略。
发明内容
本发明目的是精确判断暂稳紧急控制在线控制策略对电力系统运行状态变化的适应性，提高在线控制策略与离线控制策略选择的可靠性。本发明采用以下的技术方案来实现，包括下述步骤
1)在线控制策略计算流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据进行断面数据整合，并基于该断面数据计算出安控系统所覆盖的预想故障的暂稳紧急控制在线策略。
2)在线控制策略校核与下发流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、 WAMS实时数据和安控系统实时数据重新进行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑在线控制策略实施后该预想故障的暂稳量化评估，若暂稳能够保证，则将预想故障信息、在线控制策略及其相关信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安全稳定控制装置(简称安控装置)中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，放弃该在线控制策略，不进行在线控制策略刷新。3)安控装置中在线控制策略的有效性校核流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据重新进行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑安控装置中的在线控制策略实施后的暂稳量化评估，若暂稳能够保证，则将与该预想故障相关的信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为 “有效”；否则，将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”。4)预想故障发生后安控装置中在线策略与离线策略的选择流程当安控装置检测到预想故障已经发生，若安控装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”，相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长小于设定值，其“方式字”与安控装置在故障前最近时刻实测的“方式字”相同，且基于安控系统实测数据计算出的电力系统运行状态变化对暂稳的影响程度满足要求，则选用相应的在线控制策略；否则，采用相应的离线控制策略。效果和优点
本发明一方面通过基于新的断面数据对在线控制策略进行暂稳校核，有效降低了安控装置选用不满足暂稳要求的在线控制策略的概率；另一方面通过在在线控制策略与离线控制策略环节，基于暂稳量化分析理论，估算了考虑安控系统实时监测的发电机出力和负荷变化后的暂稳裕度，可显著提高了控制策略选择的可靠性。本发明将大力推动大电网在线暂稳紧急控制技术的工程应用。
图1-图4是本发明方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图1-图4，对本发明方法进行详细描述。图1-图4是4个独立的循环处理流程，图1是在线控制策略计算流程，图2是在线控制策略校核与下发流程，图3是针对安控装置中在线控制策略的有效性校核流程，图4 是预想故障发生后安控装置中在线控制策略与离线控制策略的选择流程。关于图3的校核流程，需要说明两点，一是只要安控装置中有在线控制策略，即使没有刷新，该校核流程仍然需要循环执行；二是在针对安控装置中在线控制策略的有效性校核过程中，若检测到新的在线控制策略已经刷新到安控装置中，则立即中止正在进行的刷新前在线控制策略的有效性校核，启动针对新的在线控制策略的有效性校核。以下是按一个预想故障为例进行说明的，对于多个预想故障，则采取并行处理方式。
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图1中步骤1描述的是在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据进行断面数据整合。图1中步骤2描述的是基于步骤1整合后的断面数据，针对安控系统所覆盖的预想故障计算出相应的暂稳紧急控制在线策略。图2中步骤1描述的是循环检测图1在线控制策略计算流程中预想故障是否已有新一轮的在线控制策略生成，若预想故障的在线控制策略已经生成，即使在线控制策略与上一轮相同，也进入步骤2 ；否则，继续检测。图2中步骤2描述的是获取最新的EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据，重新进行融合安控系统实时数据的断面数据整合，得到新的断面数据。图2中步骤3描述的是基于新的断面数据，进行图1步骤2生成的在线控制策略的暂稳校核计算。图2中步骤4描述的是若步骤3的暂稳校核结果是安全稳定的，则进入步骤5 ；否则，返回步骤1。图2中步骤5描述的是根据暂稳校核计算结果，将预想故障信息、在线控制策略及其相关信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”。其中，暂稳量化信息包括与安控系统监控的元件相关的暂态功角稳定主导模式和多个次主导模式及裕度、暂态电压跌落安全薄弱节点集及裕度、暂态电压稳定薄弱负荷集及裕度、以及暂态频率偏移安全薄弱节点/发电机集及裕度。图3中步骤1描述的是循环检测安控装置中某个预想故障是否已有的在线控制策略，若有，进入步骤2 ；否则，继续检测。图3中步骤2描述的是获取最新的EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据，重新进行融合安控系统实时数据的断面数据整合，得到新的断面数据。图3中步骤3描述的是基于新的断面数据，进行该在线控制策略的暂稳校核计算。图3中步骤4描述的是若步骤3的暂稳校核结果是安全稳定的，则进入步骤5 ；否则，进入步骤6。图3中步骤5描述的是根据暂稳校核计算结果，将与该预想故障及在线控制策略相关的暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”。图3中步骤6描述的是将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”。图4中步骤1描述的是循环检测预想故障是否发生，若检测到预想故障已经发生， 则进入步骤2;否则，继续检测。图4中步骤2描述的是若安控装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”， 相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长小于设定值，且在线控制策略的“方式字”与安控装置在故障前最近时刻实测的“方式字”相同，则进入步骤3 ；否则，进入步骤6。图4中步骤3描述的是如何根据安控装置中保存的与该故障在线控制策略相关的暂稳量化信息，安控系统监测的发电机、负荷在相应断面数据中的信息，及其在故障发生前最近时刻实测的发电机、负荷数据，估算出该故障下实施在线控制策略后的暂态功角稳定
裕度 暂态电压跌落安全裕度Prf、暂态电压稳定裕度？ 和暂态频率偏移安全裕度 ^。具体的计算公式见公式(1)- (4)。
权利要求
1.电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法，包括以下步骤在线控制策略计算流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安全稳定控制系统(简称安控系统)实时数据进行电力系统运行断面(简称断面)数据整合，并基于该断面数据计算出安控系统所覆盖的预想故障的暂态安全稳定(简称暂稳) 紧急控制在线策略；在线控制策略校核与下发流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据重新进行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑在线控制策略实施后该预想故障的暂稳量化评估，若暂稳能够保证，则将预想故障信息、在线控制策略及其相关信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安全稳定控制装置(简称安控装置)中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，放弃该在线控制策略，不进行在线控制策略刷新；安控装置中在线控制策略的有效性校核流程在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安控系统实时数据重新进行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑安控装置中的在线控制策略实施后的暂稳量化评估，若暂稳能够保证，则将与该预想故障相关的信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”; 否则，将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”；预想故障发生后安控装置中在线策略与离线策略的选择流程当安控装置检测到预想故障已经发生，若安控装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”，相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长小于设定值，其“方式字”与安控装置在故障前最近时刻实测的 “方式字”相同，且基于安控系统实测数据计算出的电力系统运行状态变化对暂稳的影响程度满足要求，则选用相应的在线控制策略；否则，采用相应的离线控制策略。
2.根据权利1要求所述的电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法， 其特征在于，步骤2、在线控制策略校核与下发流程是一个独立的循环计算与判断流程，一旦检测到步骤1)在线控制策略计算流程已经生成了在线控制策略，则重新进行断面数据整合，并基于该断面数据进行在线控制策略的暂稳校核计算，若该在线控制策略，在新的运行状态下仍能确保相应的预想故障的暂态安全稳定，则根据暂稳校核计算结果，将预想故障信息、在线控制策略及其相关信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，放弃该在线控制策略，不进行在线控制策略刷新；其中，暂稳量化信息包括与安控系统监控的元件相关的暂态功角稳定主导模式和多个次主导模式及裕度、 暂态电压跌落安全薄弱节点集及裕度、暂态电压稳定薄弱负荷集及裕度、以及暂态频率偏移安全薄弱节点/发电机集及裕度。
3.根据权利1要求所述的电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法， 其特征在于，步骤3)安控装置中在线控制策略的有效性校核流程也是一个独立的循环计算与判断流程，一旦检测到安控装置中保存了在线控制策略，则重新进行断面数据整合，并基于该断面数据进行在线控制策略的暂稳校核计算，若安控装置中保存的在线控制策略， 在新的运行状态下仍能确保相应的预想故障的暂态安全稳定，则根据校核计算结果，将与该故障相关的信息(暂稳量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安控系统监测的发电机与负荷信息)刷新到相应的安控装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”。
4.根据权利1要求所述的电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法， 其特征在于，步骤4)预想故障发生后安控装置中在线控制策略与离线控制策略的选择流程是一个独立的循环计算与选择流程，安控装置一旦检测到预想故障已经发生，则立即进行如下判断若安控装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”，相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长小于设定值，其“方式字”与安控装置在故障前最近时刻实测的“方式字”相同，且基于安控系统实测数据，依据公式(1)-(4)计算出暂态功角稳定裕度、 暂态电压跌落安全裕度、暂态电压稳定裕度和暂态频率偏移安全裕度分别大于相应的设定值，则选用在线控制策略；否则，采用离线控制策略；
全文摘要
本发明属电力系统安全稳定控制技术领域，适用于暂态安全稳定紧急控制系统如何自动选择在线策略或离线策略。本发明基于暂态安全稳定量化分析方法，提出运行状态变化对暂稳的影响指标，用于判断在线控制策略对运行状态变化的适应性。本发明包括两部分，一是在线策略的下发及其有效性的确认，即通过对在线策略进行安全校核，用于判断是否向控制装置下发在线策略，并对已下发的在线策略不断地进行有效性判断。二是故障时在线策略与离线策略的选择，即控制装置检测的“方式字”与在线策略的“方式字”相同，在线策略生成时间也不长，且基于控制装置实测数据计算出的运行状态变化对暂稳的影响程度满足要求，则选用在线策略；否则，采用离线策略。
文档编号H02J3/12GK102347613SQ20111027994
公开日2012年2月8日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者余文杰, 徐泰山, 方勇杰, 李碧君, 汪马翔, 王胜明, 罗剑波, 薛禹胜, 郑亮, 鲍颜红 申请人:南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院