区域电网安全稳定控制系统的智能重构方法技术方案

本发明专利技术公开了区域电网安全稳定控制系统的智能重构方法，本发明专利技术将分布于各个变电站或发电厂的智能处理器或控制装置自动识别出来的站间通信连通状态作为控制系统自动重构的基础；通过各个控制站就地测量信息的交换和整合，自动识别电网当前拓扑结构、潮流断面和安全稳定关键环节，计算并形成静态安全控制策略表；将站间通信连通状态、电网运行状态和静态安全控制策略表自动关联，实现电网故障检测站、运行方式检测站和控制执行站的自动选择，以及控制主站、控制子站和控制执行站自动定位；通过控制主站与调度中心站的自动交互，实现控制策略的完善和确认以及控制结构的二次调整，完成安全稳定控制系统结构的自动重组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电力系统及其自动化
，更准确地说本专利技术涉及一种区域 电网安全稳定控制系统的智能重构方法。
技术介绍
为解决 一个区域电网内的稳定问题，需要将安装在多个厂站的稳定控制装 置，经通道和通信接口设备联系在一起，组成区域电网安全稳定控制系统，站 间相互交换运行信息，传送控制命令，以便完成就地或远方控制措施的执行。 系统一般设有一个主站、多个子站和执行站。主站一般设在枢纽变电所或处于 枢纽位置的发电厂，负责汇总各站的运行工况信息，识别区域电网的运行方式， 并将有关运行方式信息传送到各个子站。所有控制站同时监测系统的运行状态， 判断本厂站出线、主变、母线的故障状态，在系统发生故障时，根据判断出的 故障类型，迅速从存放在装置内的控制策略表中查找控制措施，通过执行装置 实施切机、快关、切负荷、解列等稳定控制措施。电网安全稳定控制措施的制定及其执行必须与电网当前运行工况和控制站 间的通信连通状态相适应。电网安全稳定控制系统的自适应性包括控制系统结 构的自适应性和控制策略的自适应性这两个方面。紧急控制在线预决策技术(OPS)解决了控制系统结构固定的情况下，控制策略对电网运行工况的适应性问题。现有的稳定控制系统只具有根据检测到的装置异常或通信通道异常信息 进行自动闭锁和告警的功能，在异常消失之前，控制系统丧失控制能力。只有 在控制系统的结构和控制策略都能够自动根据电网运行状态和通信条件进行智能重构时，才能彻底实现电网安全稳定的自适应控制。因此，急需提出。
技术实现思路
本专利技术的目的是充分融合现代计算机技术、电力通信技术和数字化变电 站技术的最新成果，克服电网安全稳定控制系统的结构不能随电网运行状态和 通信条件而自动重组的缺点，提供一种可以自动适应电网运行状态和通信条件 的。本专利技术将分布于各个变电站或发电厂的智能处理器或控制装置自动识别出 来的站间通信连通状态作为控制系统自动重构的基础，以保证稳定控制必需的 实时测量数据和控制命令传输的可靠性和快速性；通过各个控制站就地测量信 息的交换和整合，自动识别电网当前拓朴结构、潮流断面和安全稳定关4定环节， 计算并形成静态安全控制策略表；将站间通信连通状态、电网运行状态和静态 安全控制策略表自动关联，实现电网故障检测站、运行方式检测站和控制执行 站的自动选择，以及控制主站、控制子站和控制执行站自动定位；通过控制主 站与调度中心站的自动交互，实现控制策略的完善和确认以及控制结构的二次 调整，完成安全稳定控制系统结构的自动重组。该专利技术同时也涵盖了自动在事 先存储的控制系统结构和控制策略表候选集合中选择最适应方案并实现系统重 构的方法。具体地说，本专利技术是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤1)区域电网中分布于各个变电站或发电厂的智能处理器或控制装置按统一时标采集和汇集当地电力系统元件的运行状态实时信息，识别元件的故障形态，与通信网络建立通信联系。62) 各个厂站的智能处理器或控制装置进行通信联络信号的网络式广播和接收。对满足通信通道单向传输延时《15D毫秒和误码率《1(T指标的站间通信状态，记为通信连通状态，并记录站间通信时间，否则，记为通信不连通状态， 并置站间通信时间为无穷大。建立区域电网的站间通信逻辑状态连通矩阵，其行和列均对应按相同次序排列的系统站点，矩阵的每一个对角元素的数值为0，非对角元素的数值为其所在行和列对应的站点之间单向通信时间。两站通信不连通时，相应的非对角元 素值为无穷大。计算每个厂站的通信连通度。厂站i的通信连通度为站间通信逻辑状态连通矩阵的第i行的所有元素数值之和的倒数。 与其他厂站交换变电站或发电厂容量信息。3) 各个厂站的智能处理器或控制装置自动计算各站的临时主站适宜度指标 MCSSli,并将该指标翁:值最大的变电站推举为临时控制主站。厂站i的临时主站 适宜度指标MCSSli为本站变电容量乘以该厂站的通信连通度。4) 各个厂站的智能处理器或控制装置将就地测量信息上送到临时控制主站。5) 临时控制主站的智能处理器或控制装置判断是否有按事先制定的预案进 行控制系统重构的人工设定标志，如果有，则根据站间通信状态，直接选择调 用事先存储在智能处理器或控制装置中的控制系统结构和控制策略表，执行步 骤IO)，否则，进行电网拓朴分析和潮流断面整合，形成数字化的电网当前运行 状态。6) 临时控制主站的智能处理器或控制装置按基于静态安全分析的简化算法 自动识别电网安全稳定关键环节和薄弱环节，自动计算并形成静态安全控制策略表。潮流计算和控制策略计算采用基于直流潮流算法的简化算法。7) 临时控制主站的智能处理器或控制装置将在控制策略表中电网故障元件 和类型索引项所对应的厂站作为电网故障检测站，电网拓朴和潮流索引项所对 应的厂站作为运行方式检测站，控制策略结果项所对应的厂站作为控制执行站。8) 临时控制主站的智能处理器或控制装置按控制策略表进行通信校核，确 保任何一个电网故障所对应的故障检测站，及其控制决策所需信息来源的运行 方式检测站和控制最终动作实施所需的控制执行站之间必须保证通信的逻辑连 通状态，否则该项策略不能作为有效控制策略，相应厂站不能作为控制系统的 组成部分。9) 临时控制主站的智能处理器或控制装置将控制策略表自动拆分形成按故障检测站索引的若干个控制策略表，自动计算各故障检测站的主站适宜度指标MCSS2i,并将该指标数值最大的故障检测站确定为控制主站，切机、切负荷等控 制措施实施的发电厂或变电站站作为控制执行站，其余变电站作为控制子站。故障检测站i的主站适宜度指标MCSS2i为本站的临时主站适宜度指标 MCSSh与本站控制策略表中的当地故障元件信息个数、远方潮流断面信息个数的 乘积。10) 临时控制主站的智能处理器或控制装置将控制主站、控制子站、控制 执行站的分工定位情况发送到每个厂站，将拆分形成的按故障检测站索引的控 制策略表分别发送至相应的控制子站和执行站，从而完成安全稳定控制系统结 构的初步重组。11) 控制主站的智能处理器或控制装置将控制系统结构和控制策略表及其 分布情况上送调度中心站。12 )控制主站的智能处理器或控制装置接收调度中心站下发的涵盖静态安8全和功角频率电压稳定的详细控制策略表，根据详细控制策略表对控制结构按 步骤7) —ll)进行二次调整，完成安全稳定控制系统结构的自动重组。本专利技术的有益效果如下本专利技术提供了实现区域电网安全稳定控制系统的 结构和控制策略自动根据电网运行状态和通信条件进行智能重构的方法，有益 于彻底实现电网安全稳定的自适应控制，推动智能电网技术的实用化。本专利技术 特别适用于保证电网在遭受突发灾害后的区域电网安全稳定控制的有效性和可 靠性，防止由于突发灾害导致的区域电网安全稳定控制能力的丧失或控制策略 的不适应性而引发进一步的稳定破坏和大面积停电事故。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图1，对本专利技术方法进行详细描述。图1中步骤1描述的是，区域电网中分布于各个变电站或发电厂的智能处 理器或控制装置按统一时标采集和汇集当地电力系统元件的运行状态实时信 息，识别元件的故障形态，与通信网络建立通信联系。图1中步骤2实现(1)各个厂站的智能处理器或控制装置进行通信联络 信号的网络式广播和接收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
区域电网安全稳定控制系统的智能重构方法，其特征在于，包括下列步骤：　１）区域电网中分布于各个变电站或发电厂的智能处理器或控制装置按统一时标采集和汇集当地电力系统元件的运行状态实时信息，识别元件的故障形态，与通信网络建立通信联系；　２）各个厂站的智能处理器或控制装置进行通信联络信号的网络式广播和接收，记录站间通信时间，建立区域电网的站间通信逻辑状态连通矩阵，计算每个厂站的通信连通度，并交换变电站或发电厂容量信息；　３）各个厂站的智能处理器或控制装置自动计算各站的临时主站适宜度指标ＭＣＳＳ１↓［ｉ］，并将该指标数值最大的变电站推举为临时控制主站；　４）各个厂站的智能处理器或控制装置将就地测量信息上送到临时控制主站；　５）临时控制主站的智能处理器或控制装置判断是否有按事先制定的预案进行控制系统重构的人工设定标志，如果有，则根据站间通信状态，直接调用事先存储在智能处理器或控制装置中的控制系统结构和控制策略表，执行步骤１０），否则，进行电网拓扑分析和潮流断面整合，形成数字化的电网当前运行状态；　６）临时控制主站的智能处理器或控制装置按基于静态安全分析的简化算法自动识别电网安全稳定关键环节和薄弱环节，自动计算并形成静态安全控制策略表；　７）临时控制主站的智能处理器或控制装置将在控制策略表中电网故障元件和类型索引项所对应的厂站作为电网故障检测站，电网拓扑和潮流索引项所对应的厂站作为运行方式检测站，控制策略结果项所对应的厂站作为控制执行站。　８）临时控制主站的智能处理器或控制装置按控制策略表进行通信校核，确保任何一个电网故障所对应的故障检测站，及其控制决策所需信息来源的运行方式检测站和控制最终动作实施所需的控制执行站之间必须保证通信的逻辑连通状态，否则该项策略不能作为有效控制策略，相应厂站不能作为控制系统的组成部分；　９）临时控制主站的智能处理器或控制装置将控制策略表自动拆分形成按故障检测站索引的若干个控制策略表，自动计算各故障检测站的主站适宜度指标ＭＣＳＳ２↓［ｉ］，并将该指标数值最大的故障检测站确定为控制主站，切机、切负荷等控制措施实施的发电厂或变电站站作为控制执行站，其余变电站作为控制子站；　１０）临时控制主站的智能处理器或控制装置将控制主站、控制子站、控制执行站的分工定位情况发送到每个厂站，将拆分形成的按故障检测站索引的控制策略表分别发送至相应的控制子站和执行站，从而完成安全稳定控制系统结构的初步重组；　１１）控制主站...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇杰，李雪明，宋锦海，徐泰山，鲍颜红，薛禹胜，余文杰，张长银，姬长安，罗剑波，李碧君，许剑冰，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]