一种电力系统安控策略仿真系统及其仿真方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统安控策略仿真系统及其仿真方法，仿真系统包括：脚本解析模块、状态仿真模块、故障仿真模块、逻辑执行模块和通信接口模块；在解析脚本语言完成，并获取电网状态后，按照结构语法树，结合相关元件和设备的状态执行程序逻辑，实现对运行方式和安控策略的执行和判断，并输出安控策略。安控策略会通过通信接口模块输出。本发明专利技术提供的技术方案对电力系统领域中逻辑关系进行描述和解析，利用本发明专利技术电力系统仿真软件逼真仿真电网安控策略逻辑及其行为，实时给出与当前工况匹配的电网限额，极大地提高了电网仿真计算软件的准确性。

A control strategy for power system simulation system and simulation method

The invention relates to a safety control strategy of power system simulation system and simulation method, the simulation system includes script analysis module, simulation module, fault simulation module, logic execution module and communication interface module; in the analysis of the script language, and obtain the grid state, according to the structure of the syntax tree, executing the program logic with related components and devices. The state of operation and control strategy execution and judgment, and output control strategy. The control strategy through the communication interface module output. The invention provides a technical scheme for the description and analysis of logic in the field of power system, the power system simulation software simulation for power system control logic and realistic strategy behavior, and give the real-time power limit, current conditions, and greatly improve the accuracy of power system simulation software.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统领域的仿真系统及其仿真方法，具体讲涉及一种电力系统安控策略仿真系统及其仿真方法。
技术介绍
电力系统方式描述语言是针对电网运行控制方法和安全自动装置控制策略进行描述的一种新型高效的逻辑描述语言。该语言基于CIM/E语言并参考C语言定义方式和Cshell逻辑判断方式，从而描述了电网运行控制条件和手段内容及其之间的关联关系，以及安全自动装置动作条件和动作策略内容及其之间的关联关系。运行方式约束和安控策略描述方法及其解析方法主要为电网运行、调度部门服务。主要通过对电网运行方式和策略进行规范地描述，实现对该方式和安控策略的自动解析。《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类：第一类为常见的普通故障；第二类故障为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行，但允许损失部分负荷；第三类故障为罕见的严重复杂故障。安控策略是安控装置内置的一些控制策略，安控装置利用安控策略实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，保证电网稳定运行。E语言规定了一种简单高效的电网通用模型描述规范，适用于以文本方式对大型电网模型进行描述和交换的应用场合。电力系统运行方式和安控策略描述规范中涉及到大量电力领域特定的语言。要使该语言能够在电力方面自动化应用，达到仿真目的，必须要做到像其他所有机器语言一样有自己的编译器，编译器是由词法和语法两部分组成，现在比较流行的词法分析器和语法分析器是用flex和bison做的。由flex生成的词法分析器可以读取输入，匹配输入与所有的正则表达式并且执行每次匹配后适当的关联动作。Flex会把所有的正则表达式翻译成一种高效的内部格式，这使它几乎可以同时处理所有需要匹配的模式，因此它的速度可以成百倍地提高。Flex可以识别正则表达式，而bison可以识别语法。Flex把输入流分解为若干个片段，而bison则分析这些记号并基于逻辑进行组合，可以表示成一个树形结构。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种电力系统安控策略仿真系统及其仿真方法，本专利技术对电力系统领域中逻辑关系进行描述和解析，利用本专利技术电力系统仿真软件逼真仿真电网安控策略逻辑及其行为，实时给出与当前工况匹配的电网限额，极大地提高了电网仿真计算软件的准确性。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种电力系统安控策略仿真系统，其改进之处在于，所述仿真系统包括：脚本解析模块：按电力系统方式描述语言语法对脚本进行读取分析，从中提取相关的元件设备，以及电网运行控制方式和策略所对应的逻辑关系，形成逻辑执行公式，最终生成可执行的表达式语法树；状态仿真模块：用于获取电网状态模型，并依据实施的脚本提取元件和设备的状态；故障仿真模块：其中的故障集是结构语法树节点内存结构中电力系统设备成员的数据仿真来源，是对电网状态模型的补充，即在电力系统设备类型成员中添加故障属性；逻辑执行模块：用于执行脚本逻辑关系，即执行结构语法树，得出安控策略；通信接口模块：用于实现仿真系统与电网应用系统的通信，并输出安控策略；所述仿真系统的输入包括电力系统方式描述语言脚本、电网状态模型、电网实施状态和故障集。进一步地，所述脚本解析模块解析完脚本文件后生成独立的逻辑程序结构，逻辑程序结构记录元件和设备的逻辑关系；所述状态仿真模块获取电网状态模型，并依据实施的脚本提取元件和设备的状态；所述逻辑执行模块根据相应算法获取执行所须的元件和设备的状态，并将其代入逻辑程序结构实现执行；执行结果会通过通信接口模块输出。进一步地，所述脚本解析模块包括：(1)结构解析模块：依据《语言规范》对脚本文件进行分析解析，获取语法结构，形成结构语法树；(2)结构语法树：记录结构解析模块的输出结果，形成树状结构，用于对输出结果的解析与执行；(3)表达式解析模块：对结构语法树中的执行条件以及执行条件表达式进行解析，生成以函数为基础的表达式语法树；(4)表达式语法树：用于存储经表达式解析模块解析后生成的分析结果和接收电网全模型E文件中相关数据。进一步地，所述状态仿真模块的数据来源是电网全模型E文件，状态仿真模块周期性的将电网全模型E文件数据存放到由编译器生成的结构语法树节点内存结构的电力系统设备成员中，在其他周期中间将接收实时的增量消息并对结构语法树节点的电力系统设备成员进行更新；所述增量消息包括SCADA中遥信遥测、安控监视系统设备状态变位信息和智能告警信息。进一步地，通信接口模块对所有的电网逻辑树建立索引，包括：设备索引和拓扑关系索引；通信接口模块用于收取增量消息，并触发各种索引，找到逻辑关系，将逻辑关系及其所有节点设备信息匹配限额和安控策略逻辑输出。本专利技术还提供一种电力系统安控策略仿真系统的仿真方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：A、脚本解析；B、状态仿真；C、逻辑匹配；D、输出安控策略。进一步地，所述步骤A中，用脚本解析模块实现脚本解析，结构解析模块依据《语言规范》对脚本文件进行分析解析，获取语法结构，形成结构语法树；记录结构解析模块的输出结果，形成结构语法树，用于对输出结果的解析与执行；表达式解析模块对结构语法树中的执行条件以及执行条件表达式进行解析，生成以函数为基础的表达式语法树；所述表达式语法树用于存储经表达式解析模块解析后生成的分析结果和接收电网全模型E文件中相关数据。进一步地，所述步骤B中，用状态仿真模块实现状态仿真，在解析脚本语言完成，状态仿真模块获取电网状态和元件设备的故障状态，并周期性的将电网全模型E文件数据存放到由编译器生成的结构语法树节点内存结构的电力系统设备成员中，在其他周期中间将接收实时的增量消息并对结构语法树节点的电力系统设备成员进行更新。进一步地，所述步骤C中，用逻辑执行模块实现逻辑匹配；所述逻辑执行模块按照结构语法树，结合元件和设备的状态执行逻辑，实现对运行方式和安控策略的执行和判断。进一步地，所述步骤D中，用逻辑通信模块输出安控策略。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的优异效果是：本专利技术提供的一种电力系统安控策略仿真系统及其仿真方法，对电力系统领域中逻辑关系进行描述和解析，利用本专利技术电力系统仿真软件逼真仿真电网安控策略逻辑及其行为，实时给出与当前工况匹配的电网限额，极大地提高了电网仿真计算软件的准确性。附图说明图1是本专利技术提供的电力系统安控策略仿真系统结构图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统安控策略仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包括：脚本解析模块：按电力系统方式描述语言语法对脚本进行读取分析，从中提取相关的元件设备，以及电网运行控制方式和策略所对应的逻辑关系，形成逻辑执行公式，最终生成可执行的表达式语法树；状态仿真模块：用于获取电网状态模型，并依据实施的脚本提取元件和设备的状态；故障仿真模块：其中的故障集是结构语法树节点内存结构中电力系统设备成员的数据仿真来源，是对电网状态模型的补充，即在电力系统设备类型成员中添加故障属性；逻辑执行模块：用于执行脚本逻辑关系，即执行结构语法树，得出安控策略；通信接口模块：用于实现仿真系统与电网应用系统的通信，并输出安控策略；所述仿真系统的输入包括电力系统方式描述语言脚本、电网状态模型、电网实施状态和故障集。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统安控策略仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包括：
脚本解析模块：按电力系统方式描述语言语法对脚本进行读取分析，从中提取相关的元
件设备，以及电网运行控制方式和策略所对应的逻辑关系，形成逻辑执行公式，最终生成可
执行的表达式语法树；
状态仿真模块：用于获取电网状态模型，并依据实施的脚本提取元件和设备的状态；
故障仿真模块：其中的故障集是结构语法树节点内存结构中电力系统设备成员的数据仿
真来源，是对电网状态模型的补充，即在电力系统设备类型成员中添加故障属性；
逻辑执行模块：用于执行脚本逻辑关系，即执行结构语法树，得出安控策略；
通信接口模块：用于实现仿真系统与电网应用系统的通信，并输出安控策略；
所述仿真系统的输入包括电力系统方式描述语言脚本、电网状态模型、电网实施状态和
故障集。
2.如权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述脚本解析模块解析完脚本文件后生
成独立的逻辑程序结构，逻辑程序结构记录元件和设备的逻辑关系；所述状态仿真模块获取
电网状态模型，并依据实施的脚本提取元件和设备的状态；所述逻辑执行模块根据相应算法
获取执行所须的元件和设备的状态，并将其代入逻辑程序结构实现执行；执行结果会通过通
信接口模块输出。
3.如权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述脚本解析模块包括：
(1)结构解析模块：依据《语言规范》对脚本文件进行分析解析，获取语法结构，形成
结构语法树；
(2)结构语法树：记录结构解析模块的输出结果，形成树状结构，用于对输出结果的解
析与执行；
(3)表达式解析模块：对结构语法树中的执行条件以及执行条件表达式进行解析，生成
以函数为基础的表达式语法树；
(4)表达式语法树：用于存储经表达式解析模块解析后生成的分析结果和接收电网全模
型E文件中相关数据。
4.如权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述状态仿真模块的数据来源是电网全
模型E文件，状态仿真模块周期性的将电网全模型E文件数据存放到由编译器生成的结构语
法树节点内...

【专利技术属性】
技术研发人员：解梅，严剑峰，辛耀中，陶洪铸，张伟，金逸，张爽，鲁广明，江兴凌，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，江苏省电力公司，国网宁夏电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11