基于离线策略的电力系统安全稳定在线附加紧急控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统安全稳定在线附加紧急控制方法，属于电力系统安全稳定紧急控制技术领域。本发明专利技术通过以安控实时信息为准来生成安全稳定在线评估的电网运行断面数据，计及离线策略的在值控制措施，在附加控制的措施空间中，通过控制措施的枚举组合生成安全稳定在线评估算例，基于集群计算平台，优先处理控制代价小的算例，将控制代价小且能够确保电网安全稳定的附加控制措施组合刷新到安控装置中，待预想故障发生后，对电网同时实施离线策略的在值控制措施和在线附加控制措施。本发明专利技术可有效降低紧急控制后不能确保电网安全稳定的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统安全稳定紧急控制
，更准确地说，本专利技术涉及一种适用于在电力系统安全稳定紧急控制离线策略的基础上在线附加紧急控制的方法。
技术介绍
安全稳定紧急控制系统(简称为安控系统)是电网安全稳定的第二道防线，可靠性要求很高。为了适应复杂的电网运行工况，通过对电网进行大量的安全稳定分析计算，并结合工程经验，按保守原则来制定离线控制策略表。通常情况下，基于离线控制策略表进行控制的安控系统，能够确保预想故障发生后的电网安全稳定，但是，仍存在与电网实际运行工况失配、不能满足电网安全稳定要求的可能性。随着电网规模的增大，电网运行特性将更为复杂，离线控制策略与电网实际运行工况失配的可能性还会加大，电网安全稳定运行的风险也将增加。为了克服离线控制策略的固有缺点，“在线预决策，实时匹配”紧急控制技术在国内外电网中得到了一些工程应用，由于大电网安全稳定紧急控制“在线预决策”的计算时间通常需要几分钟，而大电网的运行工况在这几分钟内就有可能发生比较大的变化，通过在线计算得到的在线紧急控制策略也存在与电网实际运行工况失配、不能满足电网安全稳定要求的可能性，只是与离线控制策略相比，其可能性降低了。影响“在线预决策，实时匹配”紧急控制技术推广应用的关键因素之一在于难以对在线策略的适应性进行量化评估，通常还是凭经验预先设定在线策略的适用条件，其可靠性难以保证。综上所述，基于离线策略的紧急控制在电网大多数运行工况下能够保证电网的安全稳定，但控制策略的精度不高，通常过于保守，控制量过大；基于在线预决策的紧急控制策略精度高，但其可靠性仍依赖于经验。
技术实现思路
本专利技术目的是：针对现有技术中的不足，提供一种基于离线策略的电力系统安全稳定在线附加紧急控制方法。该方法综合利用基于离线策略的紧急控制和基于在线预决策的紧急控制两种技术方案的优点，在控制精度和可靠性两者之间取得比较好的平衡，有效降低紧急控制后不能确保电网安全稳定的概率。本专利技术的基本原理在于：大量的工程应用实践表明，离线策略在电网的大多数运行工况下能够保证电网的安全稳定。若能在离线策略的基础上，再附加在线预决策的控制策略，且提出的预想故障发生后是否附加在线预决策的控制措施的适用条件，不依赖于经验设置。与只有离线策略的安控系统相比，这种技术方案对电网运行工况的适应性更强，控制精度更高；而与只有在线策略的安控系统相比，这种技术方案的工程实用性更强、可靠性更高。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括如下两部分内容：第一部分是在线附加控制措施组合的生成和刷新，包括以下步骤：1-1)在电网调控中心，实时汇集安控系统中所有安控装置上送的装置运行状态、通信通道状态、压板状态、定值、离线控制策略表和电网实时运行状态信息，将汇集时刻作为在线附加控制措施组合OMA计算所对应的电网运行时刻，记为t0；所述离线控制策略表包括压板状态组合、元件投/停状态组合、元件/输电通道潮流组合、定值组合、预想故障、安全稳定问题的类别SP和控制措施组合共7列；所述安全稳定问题的类别SP是指静态安全稳定、暂态安全稳定和动态安全稳定及其组合；所述控制措施是指控制对象及其控制量；所述在线附加控制措施组合OMA是指预想故障发生后安控装置在离线控制策略表中搜索到的离线控制措施组合基础上再叠加的控制措施组合；1-2)在电网调控中心，首先，根据安控系统中所有安控装置上送的装置运行状态和通信通道状态，结合安控系统架构模型和通信通道结构模型来确定每个安控装置在当前时刻能够实施的功能，然后，分别根据安控系统中每个安控装置在当前时刻能够实施的功能，计及安控装置上送的电网实时运行状态、压板状态和定值，识别各个安控装置的在值可控措施空间CM，再针对安控装置所防御的每个预想故障，根据安控装置上送的电网实时运行状态、压板状态和定值，从离线控制策略表中分别搜索到各个预想故障所对应的SP及相应的在值离线控制措施组合OM；所述安控装置的在值可控措施空间CM是指在电网当前运行状态下，安控装置对电网能够采取的且能够得到真正执行的控制对象及其控制量的集合；所述预想故障对应的在值离线控制措施组合OM是指在电网当前运行状态下若发生了该预想故障后，安控装置针对该预想故障对电网所采取的能够得到真正执行的控制措施组合；1-3)在电网调控中心，首先，采用安控系统中所有安控装置上送至本级调控中心的电网实时运行信息来替代本级调控中心在线动态安全稳定评估系统提供的最新的用于在线安全稳定评估的电网运行状态断面数据中对应元件的投/停状态及潮流信息，再对处理后的电网运行状态断面数据进行潮流计算，若潮流计算收敛，则进入步骤1-4)，否则，返回步骤1-1)；1-4)在电网调控中心，分别针对安控系统所防御的每个预想故障，进行计及步骤1-2)搜索到的预想故障所对应的OM执行的OMA计算，一旦某个预想故障的OMA已经确定，则分别将t0、OM和OMA刷新到防御该预想故障的安控装置的在线附加控制策略表中与该预想故障对应的OMA计算所对应的电网运行时刻、OMA计算所对应的电网运行时刻的OM和OMA；若安控系统所防御的所有预想故障的OMA都已经确定并刷新到相应的安控装置的在线附加控制策略表中，则返回步骤1-1)，否则，继续进行余下的预想故障的OMA计算和相应的在线附加控制策略表中相关信息的刷新；若在OMA计算过程中，当前时刻与t0的差值大于OMA计算时长门槛值，则中止余下没有计算出OMA的预想故障的OMA计算，将这些预想故障的OMA都置为空集，并将t0及与这些预想故障相应的OM和OMA分别刷新到防御这些预想故障的安控装置的在线附加控制策略表中与预想故障对应的OMA计算所对应的电网运行时刻、OMA计算所对应的电网运行时刻的OM和OMA，返回步骤1-1)；所述在线附加控制策略表包括预想故障、OMA计算所对应的电网运行时刻tc、tc时刻的OM和OMA共4列；第二部分是安控系统所防御的预想故障发生后安控装置实际执行的控制措施的确定，包括以下步骤：2-1)当安控系统中的安控装置检测到其所防御的预想故障发生时，在安控装置中，将该预想故障发生时刻记为t1；2-2)从在线附加控制策略表中搜索到该预想故障所对应的OMA计算所对应的电网运行时刻tc、tc时刻的OM和OMA，并根据采集和汇集到电网实时运行状态信息和可控措施信息，结合安控装置当前的压板状态、定值，从离线控制策本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于离线策略的电力系统安全稳定在线附加紧急控制方法，其特征在于，包括以下两部分内容：第一部分是在线附加控制措施组合的生成和刷新，包括以下步骤：1‑1)在电网调控中心，实时汇集安控系统中所有安控装置上送的装置运行状态、通信通道状态、压板状态、定值、离线控制策略表和电网实时运行状态信息，将汇集时刻作为在线附加控制措施组合OMA计算所对应的电网运行时刻，记为t0；所述离线控制策略表包括压板状态组合、元件投/停状态组合、元件/输电通道潮流组合、定值组合、预想故障、安全稳定问题的类别SP和控制措施组合共7列；所述安全稳定问题的类别SP是指静态安全稳定、暂态安全稳定和动态安全稳定及其组合；所述控制措施是指控制对象及其控制量；所述在线附加控制措施组合OMA是指预想故障发生后安控装置在离线控制策略表中搜索到的离线控制措施组合基础上再叠加的控制措施组合；1‑2)在电网调控中心，首先，根据安控系统中所有安控装置上送的装置运行状态和通信通道状态，结合安控系统架构模型和通信通道结构模型来确定每个安控装置在当前时刻能够实施的功能，然后，分别根据安控系统中每个安控装置在当前时刻能够实施的功能，计及安控装置上送的电网实时运行状态、压板状态和定值，识别各个安控装置的在值可控措施空间CM，再针对安控装置所防御的每个预想故障，根据安控装置上送的电网实时运行状态、压板状态和定值，从离线控制策略表中分别搜索到各个预想故障所对应的SP及相应的在值离线控制措施组合OM；所述安控装置的在值可控措施空间CM是指在电网当前运行状态下，安控装置对电网能够采取的且能够得到真正执行的控制对象及其控制量的集合；所述预想故障对应的在值离线控制措施组合OM是指在电网当前运行状态下若发生了该预想故障后，安控装置针对该预想故障对电网所采取的能够得到真正执行的控制措施组合；1‑3)在电网调控中心，首先，采用安控系统中所有安控装置上送至本级调控中心的电网实时运行信息来替代本级调控中心在线动态安全稳定评估系统提供的最新的用于在线安全稳定评估的电网运行状态断面数据中对应元件的投/停状态及潮流信息，再对处理后的电网运行状态断面数据进行潮流计算，若潮流计算收敛，则进入步骤1‑4)，否则，返回步骤1‑1)；1‑4)在电网调控中心，分别针对安控系统所防御的每个预想故障，进行计及步骤1‑2)搜索到的预想故障所对应的OM执行的OMA计算，一旦某个预想故障的OMA已经确定，则分别将t0、OM和OMA刷新到防御该预想故障的安控装置的在线附加控制策略表中与该预想故障对应的OMA计算所对应的电网运行时刻、OMA计算所对应的电网运行时刻的OM和OMA；若安控系统所防御的所有预想故障的OMA都已经确定并刷新到相应的安控装置的在线附加控制策略表中，则返回步骤1‑1)，否则，继续进行余下的预想故障的OMA计算和相应的在线附加控制策略表中相关信息的刷新；若在OMA计算过程中，当前时刻与t0的差值大于OMA计算时长门槛值，则中止余下没有计算出OMA的预想故障的OMA计算，将这些预想故障的OMA都置为空集，并将t0及与这些预想故障相应的OM和OMA分别刷新到防御这些预想故障的安控装置的在线附加控制策略表中与预想故障对应的OMA计算所对应的电网运行时刻、OMA计算所对应的电网运行时刻的OM和OMA，返回步骤1‑1)；所述在线附加控制策略表包括预想故障、OMA计算所对应的电网运行时刻tc、tc时刻的OM和OMA共4列；第二部分是安控系统所防御的预想故障发生后安控装置实际执行的控制措施的确定，包括以下步骤：2‑1)当安控系统中的安控装置检测到其所防御的预想故障发生时，在安控装置中，将该预想故障发生时刻记为t1；2‑2)从在线附加控制策略表中搜索到该预想故障所对应的OMA计算所对应的电网运行时刻tc、tc时刻的OM和OMA，并根据采集和汇集到电网实时运行状态信息和可控措施信息，结合安控装置当前的压板状态、定值，从离线控制策略表中搜索到该预想故障所对应的在值离线控制措施组合OM；2‑3)若t1‑tc小于设定的OMA有效时长门槛值，且从在线附加控制策略表中搜索到的OM与从离线控制策略表中搜索到的OM二者的控制对象相同，则将从离线控制策略表中搜索到的OM和OMA二者叠加作为该预想故障发生后安控装置实际执行的控制措施，否则，只将从离线控制策略表中搜索到的OM作为该预想故障发生后安控装置实际执行的控制措施；安控装置对电网采取实际执行的控制措施，并返回步骤2‑1)。...

【技术特征摘要】
1.基于离线策略的电力系统安全稳定在线附加紧急控制方法，其特征在于，
包括以下两部分内容：
第一部分是在线附加控制措施组合的生成和刷新，包括以下步骤：
1-1)在电网调控中心，实时汇集安控系统中所有安控装置上送的装置运行
状态、通信通道状态、压板状态、定值、离线控制策略表和电网实时运行状态
信息，将汇集时刻作为在线附加控制措施组合OMA计算所对应的电网运行时刻，
记为t0；
所述离线控制策略表包括压板状态组合、元件投/停状态组合、元件/输电通
道潮流组合、定值组合、预想故障、安全稳定问题的类别SP和控制措施组合共
7列；
所述安全稳定问题的类别SP是指静态安全稳定、暂态安全稳定和动态安全
稳定及其组合；
所述控制措施是指控制对象及其控制量；
所述在线附加控制措施组合OMA是指预想故障发生后安控装置在离线控制
策略表中搜索到的离线控制措施组合基础上再叠加的控制措施组合；
1-2)在电网调控中心，首先，根据安控系统中所有安控装置上送的装置运
行状态和通信通道状态，结合安控系统架构模型和通信通道结构模型来确定每
个安控装置在当前时刻能够实施的功能，然后，分别根据安控系统中每个安控
装置在当前时刻能够实施的功能，计及安控装置上送的电网实时运行状态、压
板状态和定值，识别各个安控装置的在值可控措施空间CM，再针对安控装置所
防御的每个预想故障，根据安控装置上送的电网实时运行状态、压板状态和定
值，从离线控制策略表中分别搜索到各个预想故障所对应的SP及相应的在值离

\t线控制措施组合OM；
所述安控装置的在值可控措施空间CM是指在电网当前运行状态下，安控装
置对电网能够采取的且能够得到真正执行的控制对象及其控制量的集合；
所述预想故障对应的在值离线控制措施组合OM是指在电网当前运行状态下
若发生了该预想故障后，安控装置针对该预想故障对电网所采取的能够得到真
正执行的控制措施组合；
1-3)在电网调控中心，首先，采用安控系统中所有安控装置上送至本级调
控中心的电网实时运行信息来替代本级调控中心在线动态安全稳定评估系统提
供的最新的用于在线安全稳定评估的电网运行状态断面数据中对应元件的投/停
状态及潮流信息，再对处理后的电网运行状态断面数据进行潮流计算，若潮流
计算收敛，则进入步骤1-4)，否则，返回步骤1-1)；
1-4)在电网调控中心，分别针对安控系统所防御的每个预想故障，进行计
及步骤1-2)搜索到的预想故障所对应的OM执行的OMA计算，一旦某个预想故障
的OMA已经确定，则分别将t0、OM和OMA刷新到防御该预想故障的安控装置的在
线附加控制策略表中与该预想故障对应的OMA计算所对应的电网运行时刻、OMA
计算所对应的电网运行时刻的OM和OMA；
若安控系统所防御的所有预想故障的OMA都已经确定并刷新到相应的安控
装置的在线附加控制策略表中，则返回步骤1-1)，否则，继续进行余下的预想
故障的OMA计算和相应的在线附加控制策略表中相关信息的刷新；
若在OMA计算过程中，当前时刻与t0的差值大于OMA计算时长门槛值，则中
止余下没有计算出OMA的预想故障的OMA计算，将这些预想故障的OMA都置为空集，
并将t0及与这些预想故障相应的OM和OMA分别刷新到防御这些预想故障的安控

...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，任先成，鲍颜红，刘天斌，罗建裕，于钊，徐伟，徐友平，李海峰，张剑云，张隽，周博，
申请(专利权)人：国家电网公司，国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司华中分部，江苏省电力公司，南京南瑞集团公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11