專(zhuān)利名稱(chēng)：穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法。
背景技術(shù)：
區(qū)域穩(wěn)定控制是確保現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段?？刂茮Q策的實(shí)現(xiàn)方式一般分為三類(lèi)a離線(xiàn)預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配；b在線(xiàn)預(yù)決策，實(shí)時(shí)匹配；c實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)時(shí)控制。無(wú)論何種實(shí)現(xiàn)方式，控制策略表都是控制的基本依據(jù)，穩(wěn)定控制裝置是策略實(shí)施的主體，運(yùn)行方式的識(shí)別、擾動(dòng)狀態(tài)的判別以及策略搜索、匹配與實(shí)施是穩(wěn)定控制裝置的核心內(nèi)容。區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)控裝置部署完成后，二次開(kāi)發(fā)工作主要集中在策略表的制定和策·略表搜索匹配軟件的編制測(cè)試這兩個(gè)方面a.策略表的制定是利用電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)工具對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行仿真和穩(wěn)定分析計(jì)算，預(yù)想多種可能的故障場(chǎng)景，包括運(yùn)行方式、斷面潮流和故障狀態(tài)等，反復(fù)驗(yàn)證穩(wěn)定控制措施，如切機(jī)、切負(fù)荷或解列等措施對(duì)維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定的效果并得到最終的控制策略表。b.策略表搜索匹配是根據(jù)既定的策略表編寫(xiě)穩(wěn)控裝置軟件。該軟件通過(guò)對(duì)故障場(chǎng)景的識(shí)別，對(duì)照策略表的相應(yīng)條目進(jìn)行搜索和匹配，獲得對(duì)應(yīng)的控制措施并實(shí)施。軟件編制完成后，研發(fā)、工程和用戶(hù)要進(jìn)行一系列的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)軟件上的漏洞并進(jìn)行修改，現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)前還要按照策略表再進(jìn)行最后的測(cè)試工作。在整個(gè)穩(wěn)控工程中，控制策略是相對(duì)易變的部分，策略表若需修改或調(diào)整，上述過(guò)程就要重新進(jìn)行。而策略表的修訂在整個(gè)工程當(dāng)中時(shí)有發(fā)生，運(yùn)行部門(mén)要經(jīng)常根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行穩(wěn)定分析計(jì)算以及策略表的更新，穩(wěn)控裝置的策略搜索軟件也要進(jìn)行相應(yīng)的二次開(kāi)發(fā)，穩(wěn)控系統(tǒng)能否按照既定的策略正確實(shí)施控制，其關(guān)鍵問(wèn)題是穩(wěn)控裝置中的策略搜索匹配軟件流程是否正確、邏輯是否嚴(yán)密，這通常都會(huì)涉及到大量的編程、測(cè)試和驗(yàn)證工作，系統(tǒng)越復(fù)雜，這種問(wèn)題越突出。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷的擴(kuò)大、策略復(fù)雜性的增高以及投運(yùn)裝置數(shù)量的增加，穩(wěn)控工程的二次開(kāi)發(fā)工作面臨著巨大的挑戰(zhàn)。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，由于控制策略表與策略搜索匹配軟件的耦合性較強(qiáng)，導(dǎo)致了策略發(fā)生變化后穩(wěn)控工程實(shí)施中大量的二次開(kāi)發(fā)工作。若能建立一種統(tǒng)一的模型來(lái)應(yīng)對(duì)千變?nèi)f化的穩(wěn)定控制策略，將會(huì)有效地減少二次開(kāi)發(fā)工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略表和策略搜索匹配的特點(diǎn)，建立一種電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置策略表與策略搜索匹配統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，尤其是形成穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型，該建模方法實(shí)現(xiàn)了策略表與策略搜索匹配的解耦，簡(jiǎn)化了軟件編制和測(cè)試的流程，從而極大提高穩(wěn)控工程實(shí)施的整體效率，同時(shí)也為穩(wěn)控裝置的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究提供了直接理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素，與有限狀態(tài)機(jī)的元素建立映射關(guān)系，形成穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型。電網(wǎng)穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法基本思路和步驟如下(I)將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素a.現(xiàn)態(tài)是由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、潮流斷面、運(yùn)行壓板等內(nèi)容形成的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的集合;b.事件是由電力系統(tǒng)的故障、跳閘、過(guò)載、過(guò)頻、過(guò)壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉(zhuǎn)移、線(xiàn)路投退、機(jī)組起停、遠(yuǎn)方命令、開(kāi)關(guān)變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合。 c.動(dòng)作是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移的響應(yīng)過(guò)程，和由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致在“現(xiàn)態(tài)”下采取穩(wěn)定控制措施；還可包括響應(yīng)過(guò)程。d.次態(tài)是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移，“次態(tài)”是相對(duì)于“現(xiàn)態(tài)”而言的，“次態(tài)” 一旦被激活，就轉(zhuǎn)變成新的“現(xiàn)態(tài)” 了。(2)將上述四類(lèi)元素與有限狀態(tài)機(jī)的元素建立映射關(guān)系，形成穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型。Mealy型有限狀態(tài)機(jī)是個(gè)6-元組,用M表示M=(S, SO, Σ, Λ, T, G) (I)式⑴中:S :S={S。，S1,... , SJ 狀態(tài)的有限集合；SO :表示初始狀態(tài)，且SO e S ;Σ Σ ={σ0, O1,... , ση}輸入符號(hào)的有限集合；Λ :Λ={δ。，S1,..., δη}輸出符號(hào)的有限集合；T :表示轉(zhuǎn)移函數(shù)，(SX Σ — S);G :表不輸出函數(shù)，(SX Σ —Λ);上述6-元組包含了一組狀態(tài)集、一個(gè)初始狀態(tài)、一組輸入符號(hào)集、一組輸出符號(hào)集、一個(gè)映射輸入符號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的計(jì)算模型和輸出函數(shù)的計(jì)算模型。建立穩(wěn)控策略表與公式(I)表述的Mealy狀態(tài)機(jī)模型之間的映射關(guān)系,如表I所示表I穩(wěn)控策略表與Mealy狀態(tài)機(jī)模型之間的映射關(guān)系
權(quán)利要求
1.電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素，與有限狀態(tài)機(jī)的元素建立映射關(guān)系，形成穩(wěn) 控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型；步驟如下 (1)將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素 a.現(xiàn)態(tài)是由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、潮流斷面、運(yùn)行壓板等內(nèi)容形成的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的集合； b.事件是由電力系統(tǒng)的故障、跳閘、過(guò)載、過(guò)頻、過(guò)壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉(zhuǎn)移、線(xiàn)路投退、機(jī)組起停、遠(yuǎn)方命令、開(kāi)關(guān)變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合； c.動(dòng)作是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移的響應(yīng)過(guò)程，和由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致在“現(xiàn)態(tài)”下采取穩(wěn)定控制措施；還可包括響應(yīng)過(guò)程； d.次態(tài)是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移，“次態(tài)”是相 對(duì)于“現(xiàn)態(tài)”而言的，“次態(tài)” 一旦被激活，就轉(zhuǎn)變成新的“現(xiàn)態(tài)” 了。 (2)將上述四類(lèi)元素與有限狀態(tài)機(jī)的元素建立映射關(guān)系，形成穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型； Mealy型有限狀態(tài)機(jī)是個(gè)6_元組，用M表示 M=(S, SO,E,A,T,G) (I) 式(I)中 S S={S0, S1,... , SJ狀態(tài)的有限集合； SO :表示初始狀態(tài)，且SO e S ； Σ Σ ={σ0, O1,..., oj輸入符號(hào)的有限集合； Λ :Λ={δ。，δρ...，δη}輸出符號(hào)的有限集合； T :表示轉(zhuǎn)移函數(shù)，(SX Σ— S)； G :表不輸出函數(shù)，(SX Σ —Λ); 上述6-元組包含了一組狀態(tài)集、一個(gè)初始狀態(tài)、一組輸入符號(hào)集、一組輸出符號(hào)集、一個(gè)映射輸入符號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的計(jì)算模型和輸出函數(shù)的計(jì)算模型； 建立穩(wěn)控策略表與公式(I)表述的Mealy狀態(tài)機(jī)模型之間的映射關(guān)系,如表I所不 表I穩(wěn)控策略表與Mealy狀態(tài)機(jī)模型之間的映射關(guān)系
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素 a.現(xiàn)態(tài)是由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、潮流斷面、運(yùn)行壓板等內(nèi)容形成的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的集合； b.事件是由電力系統(tǒng)的故障、跳閘、過(guò)載、過(guò)頻、過(guò)壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉(zhuǎn)移、線(xiàn)路投退、機(jī)組起停、遠(yuǎn)方命令、開(kāi)關(guān)變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合。
c.動(dòng)作是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移的響應(yīng)過(guò)程，是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致在“現(xiàn)態(tài)”下采取穩(wěn)定控制措施的響應(yīng)過(guò)程。
d.次態(tài)是由一系列事件驅(qū)動(dòng)的，導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)從“現(xiàn)態(tài)”到“次態(tài)”遷移“次態(tài)”是相對(duì)于“現(xiàn)態(tài)”而言的“次態(tài)” 一旦被激活，就轉(zhuǎn)變成新的“現(xiàn)態(tài)” 了。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表內(nèi)容代入式(2)得M= ( {S, s}, {s}, {f}, {x, y}, {sXf->S}, {sXf->{x, y}} ) (3) 式(3)中，運(yùn)行狀態(tài)，{S，s}，{s}，擾動(dòng)事件{f}和控制措施{x，y}是靜態(tài)內(nèi)容，策略表形成后就相對(duì)固定；采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，將{S，s}、{s}、{f}、{x，y}內(nèi)容以抽象類(lèi)的形式表達(dá)，各種同類(lèi)異構(gòu)的策略表?xiàng)l目都通過(guò)對(duì)象的實(shí)例化歸納來(lái)完成。
全文摘要
電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素，與有限狀態(tài)機(jī)的元素建立映射關(guān)系，形成穩(wěn)控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型；將策略表和策略搜索匹配過(guò)程歸納為現(xiàn)態(tài)、事件、動(dòng)作和次態(tài)四類(lèi)元素，該方法將策略表與策略搜索匹配過(guò)程用統(tǒng)一的有限狀態(tài)機(jī)數(shù)學(xué)模型來(lái)表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了策略表與策略搜索匹配過(guò)程的解耦，簡(jiǎn)化了軟件編制和測(cè)試的流程，從而極大提高穩(wěn)控工程實(shí)施的整體效率，同時(shí)也為穩(wěn)控裝置的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提供了直接的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102890735SQ20121035772
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者王亮, 李力, 陳玉林, 呂航, 文繼鋒, 陳松林 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司