【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及供能网络稳定控制，尤其是涉及一种自动化智能供电网络重构方法和供能稳定控制系统。
技术介绍
1、目前，电力系统中传统的稳定控制系统在铁合金生产中仅能够为供能网络提供有效保护，难以对铁合金负荷的运行故障和波动进行有效响应和保护。在铁合金行业中，铁合金生产的负荷具有特殊性：与传统负荷的接地故障常引发电力系统稳定问题不同，其本身超载、功率突变、坍料和其他运行故障还可能引发电压、频率、相角稳定问题。
2、如果涉及到高可再生能源渗透率的多源发电系统，这一频率和相角稳定问题将更加突出，传统的电力系统稳定控制系统在这一场景下将难以提供有效保护。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高电网的可靠性和稳定性的自动化智能供电网络重构方法和供能稳定控制系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种自动化智能供电网络重构方法，包括以下步骤：
4、获取能源系统中供电网络的状态数据，根据该状态数据进行网络拓扑分析以及故障诊断；若供电网络发生故障，则根据预设的供电优化策略，获取供电网络的重构方案；
5、根据所述供电网络的重构方案对供电网络进行网络拓扑重构。
6、进一步地，所述供电优化策略以系统拓扑的开关变量和发电分配变量为决策变量、构建稳定性最优目标函数和系统运行成本最优目标函数、并考虑稳态约束和暂态约束进行多目标优化计算，获取供电网络的重构方案。
7、
8、进一步地，所述决策变量的表达式为：
9、x＝[s,pg]＝[s1,…,sn,…,pg1,…,pgi,…]
10、式中，x为决策变量，s为开关变量矩阵，pg为发电机出力分配值矩阵，sn为第n个联络开关的开关量，p2i为第i个发电机出力分配值；
11、所述稳定性最优目标函数的表达式为：
12、
13、式中，f1(x)为稳定性最优目标函数，为t时刻第k个故障下第i台机组t时刻的功角，为t时刻第k个故障下系统中心机组的功角；
14、所述系统运行成本最优目标函数的表达式为：
15、
16、式中，f2(x)为系统运行成本最优目标函数，ai、bi和ci均为运行成本系数。
17、进一步地，所述故障诊断的过程包括：
18、采集能源系统中供电网络的状态数据，构建系统运行状态数组，对系统运行状态数组进行聚类，使用预先设置的专家运行集根据系统运行状态数组的聚类结果，进行系统当前运行状态的故障诊断。
19、进一步地，所述方法还包括在进行故障诊断前，采用自适应学习算法，对输入的系统运行状态数组进行二次修正，对应的二次修正表达式为：
20、dnorm′(i,k)＝(d(i,j)-min(d(:,j)))/(max(d(:,j))-min(d(:,j)))+pδd
21、式中，dnorm′(i,j)为二次修正后的系统运行状态数组，d(i,j)为二次修正前的系统运行状态数组，min(d(:,j))为二次修正前的系统运行状态数组中的最小值，max(d(:,j))为二次修正前的系统运行状态数组中的最大值，p为归一化修正系数，δd为修正矩阵；
22、所述自适应学习算法根据故障诊断结果是否正确的反馈，生成归一化修正系数p和修正矩阵δd，对系统运行状态数组进行修正，以提高故障诊断结果的准确性。
23、进一步地，所述方法用于含铁合金负荷的具有高可再生能源渗透率的多源发电系统的稳定控制和保护。
24、进一步地，采集的用于进行故障诊断的状态数据包括：矿热炉三相有功plf_anc(t)、矿热炉三相无功qlf_abc(t)、矿热炉电弧电阻ra、矿热炉料层电阻rb、矿热炉三维运行温度tlf(t)、矿热炉级棒深度h(t)、当前时刻储能剩余容量比soc(t)、储能充放电功率pbess(t)、光伏功率ppv(t)、负荷功率pload(t)、上网电功率pgrid(t)、系统中线路的阻抗矩阵rlcline、网络拓扑的回路矩阵a、系统中各链接线的三相电流iline_abc(t)、系统各节点的三相电压unode_abc(t)、储能最大容量比socmax、储能最小容量比socmin、最大放电功率pdischarge_max、最大充电功率pcharge_max、线路能承载的最大电流iline_max、系统各节点能承载的最大电压unode_max。
25、进一步地，所述故障诊断的输出结果包括：系统故障设备的0-1变量矩阵feq、故障类型的整数变量fault_type；系统电力设备寿命估计值leq。
26、本专利技术还提供一种采用如上所述的一种自动化智能供电网络重构方法的含铁合金生产负荷的高比例新能源供能稳定控制系统，包括：
27、数据采集模块，用于获取能源系统中供电网络的状态数据；
28、故障诊断模块，用于根据数据采集模块获取的状态数据进行故障诊断；
29、供电网络重构模块，用于在故障诊断模块诊断出网络故障时，根据预设的供电优化策略，获取供电网络的重构方案；根据所述供电网络的重构方案对供电网络进行网络拓扑重构。
30、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
31、(1)本专利技术首先采集供电网络的运行状态数据，构建当前系统运行状态数组，并进行聚类，然后使用专家运行集对系统当前的运行状态进行故障诊断，在诊断到故障信息后，系统稳定控制和保护将快速动作，得到供电网络的重构方案，实现故障恢复，有效减少了故障对铁合金生产产量的影响，提高了电网的可靠性和稳定性。
32、(2)传统的系统重构具有灵活性不高的缺点，重构后的小系统仍然不具备较好的鲁棒性和稳定性，可能导致系统进一步的解列；本专利技术首先对发电分配的决策变量中，引入决策系统拓扑的开关变量和发电分配变量，并设置稳定性最优目标函数和系统运行成本最优目标函数，进行多目标优化，将拓扑重构方式考虑到系统最优动态稳定分配中，实现电网快速重构并分配发电策略，使得系统具备更高的灵活性、稳定性和鲁棒性。
33、(3)本专利技术考虑到基于专家系统的故障诊断方法可能存在灵活性不足的缺点，造成故障诊断误判，因此进一步提出采用自适应学习算法对输入的系统运行状态数组进行二次修正，实现了精确、快速的系统状态在线诊断。
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1.一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述供电优化策略以系统拓扑的开关变量和发电分配变量为决策变量、构建稳定性最优目标函数和系统运行成本最优目标函数、并考虑稳态约束和暂态约束进行多目标优化计算，获取供电网络的重构方案。
3.根据权利要求2所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述稳态约束和暂态约束包括：基于当前拓扑下节点导纳矩阵的各节点的潮流约束、基于转动惯量的动态稳定约束、各节点需满足的上下限约束、基于系统中各具备转动惯性的节点与中心机组的功角差的暂态稳定不等式约束。
4.根据权利要求2所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述决策变量的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述故障诊断的过程包括：
6.根据权利要求5所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述方法还包括在进行故障诊断前，采用自适应学习算法，对输入的系统运行状态数组进行二次修正，对应的
7.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述方法用于含铁合金负荷的具有高可再生能源渗透率的多源发电系统的稳定控制和保护。
8.根据权利要求7所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，采集的用于进行故障诊断的状态数据包括：矿热炉三相有功PLF_abc(t)、矿热炉三相无功QLF_abc(t)、矿热炉电弧电阻rA、矿热炉料层电阻rB、矿热炉三维运行温度TLF(t)、矿热炉级棒深度h(t)、当前时刻储能剩余容量比SOC(t)、储能充放电功率PBESS(t)、光伏功率PPV(t)、负荷功率PLoad(t)、上网电功率PGrid(t)、系统中线路的阻抗矩阵RLCline、网络拓扑的回路矩阵A、系统中各链接线的三相电流Iline_abc(t)、系统各节点的三相电压Unode_abc(t)、储能最大容量比SOCmax、储能最小容量比SOCmin、最大放电功率Pdischarge_max、最大充电功率Pcharge_max、线路能承载的最大电流Iline_max、系统各节点能承载的最大电压Unode_max。
9.根据权利要求7所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述故障诊断的输出结果包括：系统故障设备的0-1变量矩阵Feq、故障类型的整数变量Fault_type；系统电力设备寿命估计值Leq。
10.一种采用如权利要求1-9任一所述的一种自动化智能供电网络重构方法的含铁合金生产负荷的高比例新能源供能稳定控制系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述供电优化策略以系统拓扑的开关变量和发电分配变量为决策变量、构建稳定性最优目标函数和系统运行成本最优目标函数、并考虑稳态约束和暂态约束进行多目标优化计算，获取供电网络的重构方案。
3.根据权利要求2所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述稳态约束和暂态约束包括：基于当前拓扑下节点导纳矩阵的各节点的潮流约束、基于转动惯量的动态稳定约束、各节点需满足的上下限约束、基于系统中各具备转动惯性的节点与中心机组的功角差的暂态稳定不等式约束。
4.根据权利要求2所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述决策变量的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述故障诊断的过程包括：
6.根据权利要求5所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述方法还包括在进行故障诊断前，采用自适应学习算法，对输入的系统运行状态数组进行二次修正，对应的二次修正表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种自动化智能供电网络重构方法，其特征在于，所述方法用于含铁合金负荷的具有高可再生能源渗透率的多源发电系统的稳定控制和保护。...
【专利技术属性】
技术研发人员：林锦弘，张凯，许婷，任可心，周胜，张元，
申请(专利权)人：远景能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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