專利名稱：一種電力系統(tǒng)的安全校核方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)計算領域，具體涉及一種電力系統(tǒng)的安全校核方法。
背景技術：
電力系統(tǒng)逐步向電力市場轉化，相應地，電力系統(tǒng)中安全與經(jīng)濟的概念也在發(fā)生著深刻的變化，在電力市場的條件下，很可能要將主要精力放在經(jīng)濟上，而限制系統(tǒng)運行在最經(jīng)濟狀態(tài)的，往往是安全因素。因此，在電力市場條件下，為了真正實現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，就必須對系統(tǒng)的安全性能進行比過去更為細致和全面的考察與評估。例如，在傳統(tǒng)的發(fā)電計劃中，系統(tǒng)運行方式和機組出力相對穩(wěn)定，由于沒有經(jīng)濟因素的刺激，調度人員往往不會對發(fā)電計劃做大的調整，發(fā)電計劃的結果一般都可以保證系統(tǒng)的安全性要求。而在電力市場運行模式中，追求經(jīng)濟上的最大效益是將成為最優(yōu)先考慮的因素。這時，由于機組報價曲線的不規(guī)則性，將導致制定出來的發(fā)電計劃有嚴重的安全性問題。因而，對從經(jīng)濟性原則出發(fā)制定出的交易計劃，必須進行安全校核，以保證系統(tǒng)的運行狀態(tài)不僅經(jīng)濟，而且安全。安全校核及校正是調度管理領域的傳統(tǒng)課題，其任務是整合SCADA/EMS等系統(tǒng)資源，如網(wǎng)絡參數(shù)、網(wǎng)絡拓撲結構數(shù)據(jù)、母線節(jié)點負荷，并結合發(fā)電報價曲線、系統(tǒng)負荷預測曲線、檢修計劃、安全穩(wěn)定限額等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機組和負荷計劃在EMS網(wǎng)絡拓撲模型中的潮流分配；進而通過潮流計算分析計劃是否存在基態(tài)越限，通過靜態(tài)安全分析計算分析是否存在N-1越限，通過靈敏度結合優(yōu)化潮流的方法消除支路及斷面的越限情況。電網(wǎng)本身是一個互聯(lián)的系統(tǒng)，省調與外網(wǎng)之間一般有多條聯(lián)絡線。外網(wǎng)模型、運行方式的變化對內(nèi)網(wǎng)潮流分析、N-1開斷分析的結果都有較大影響。但由于調度管理是分層分區(qū)的，各個區(qū)域電網(wǎng)調度中心只能監(jiān)視其轄區(qū)內(nèi)的電網(wǎng)，對外部電網(wǎng)的模型、運行方式的變化無法及時知曉，這就需要上級調度為其提供合適的外網(wǎng)等值模型信息。在線聯(lián)合等值系統(tǒng)的運行很好地解決了下級調度在線分析軟件所用外網(wǎng)模型合理性的問題。但是，對于安全校核系統(tǒng)，由于其使用模型及方式數(shù)據(jù)是未來數(shù)據(jù)，如果使用當前的或是歷史的外網(wǎng)等值模型進行拼接分析，將對安全校核的結果準確性帶來較大影響。文獻一《發(fā)電側電力市場中安全校核算法的研究與實現(xiàn)》(中國電機工程學報2001年第21卷第6期48頁)中提出了對發(fā)電計劃進行安全校核的方法，著重介紹了通過調整機組出力甚至是調整機組開停計劃來消除越限的方法。文獻二《能量管理系統(tǒng)中發(fā)電計劃安全校核功能的設計》(電力系統(tǒng)自動化2006年第30卷第10期88頁)基于調度生產(chǎn)的實際需求，對能量管理系統(tǒng)中發(fā)電計劃安全校核的功能設計，關鍵技術、數(shù)據(jù)解析等進行了闡述。但其都沒有涉及到安全校核算法中對于外網(wǎng)模型的處理方式、關鍵技術以及外網(wǎng)模型的合理性等。文獻三《廣東省地區(qū)電網(wǎng)外網(wǎng)等值自動生成系統(tǒng)設計》(電力系統(tǒng)自動化2004年第28卷第20期77頁)中對省地級調度之間如何進行在線聯(lián)合等值，地調系統(tǒng)EMS在線軟件如何合理使用省調為其生成的等值數(shù)據(jù)等進行了闡述。這種聯(lián)合等值方式適合于在線應用軟件或對歷史的斷面分析，但對于安全校核系統(tǒng)，其所需的等值信息是以后一段時間(一天或多天)某個時刻的，如果使用當前等值模型或歷史等值模型，則很有可能導致模型拼接失敗或匹配結果誤差很大等情況發(fā)生。專利一《一種潮流數(shù)據(jù)自動整合調整方法》(申請?zhí)?00810238987. 5)提出了一種潮流數(shù)據(jù)自動整合調整方法。該方法利用內(nèi)網(wǎng)的計劃數(shù)據(jù)，全網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲數(shù)據(jù)，參考潮流數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)整合，形成完整的潮流數(shù)據(jù)，從而為校核計算提供合理可行的未來潮流斷面。但這種方法具有數(shù)據(jù)通訊量大、數(shù)據(jù)保密性差，計算速度慢等缺點，給其應用帶來限制，尤其是在電力市場背景下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的安全校核方法，包括步驟SI，根據(jù)需要確定未來的等值日期，在網(wǎng)調側EMS系統(tǒng)中利用實時斷面數(shù)據(jù)、所述等值日期的發(fā)電計劃數(shù)據(jù)和母線負荷預報數(shù)據(jù)、從當前時間到所述等值日期的檢修計劃數(shù)據(jù)，形成所述等值日期的斷面潮流；步驟S2，根據(jù)所述斷面潮流對所述等值日期的斷面進行網(wǎng)絡等值計算；步驟S3，將所述等值日期的斷面的網(wǎng)絡等值計算的結果導出生成等值文件，將所述等值文件傳輸至省調；步驟S4，所述省調側獲取所述等值文件后對所述等值文件進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)存儲到定義好的外網(wǎng)等值數(shù)據(jù)結構中，得到所述省調的外網(wǎng)等值模型，將省調模型與所述省調的外網(wǎng)等值模型進行拼接，生成帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面；步驟S5，對所述步驟S4中生成的帶所述外網(wǎng)等值模型的潮流斷面進行安全校核計算。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實施例中所述步驟SI中形成所述等值日期的斷面潮流的方法為根據(jù)所述發(fā)電計劃數(shù)據(jù)生成所述等值日期的所述斷面的發(fā)電機有功出力；根據(jù)所述母線負荷預報數(shù)據(jù)生成所述等值日期的所述斷面的負荷有功和無功；在當前電力系統(tǒng)開關刀閘狀態(tài)的基礎上，根據(jù)所述檢修計劃數(shù)據(jù)修改所述開關刀閘的狀態(tài)，形成所述等值日期所述斷面的所述開關刀閘的運行方式。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選實施例中所述步驟SI中，將發(fā)電機節(jié)點都設為PV節(jié)點進行所述等值日期所述斷面的潮流計算，形成所述等值日期所述斷面的基礎潮流斷面；一天包含96個所述斷面，所述步驟S2中根據(jù)所述步驟SI得到的所述等值日期的所述96個斷面的基礎潮流斷面，對所述96個斷面的基礎潮流斷面分別進行網(wǎng)絡等值計算，得到所述等值日期的96個等值數(shù)據(jù)；所述PV節(jié)點的有功功率P和電壓幅值V是給定的，所述發(fā)電機端電壓采用計劃數(shù)據(jù)或選擇來自相似日的狀態(tài)估計結果數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選實施例中所述步驟S2中采用擴展WARD等值方法對所述等值日期的斷面進行網(wǎng)絡等值計算。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選實施例中所述步驟S3中，對所述等值日期的斷面的網(wǎng)絡等值計算的結果按照擴展CIM標準或約定格式導出成所述等值文件，并利用上下級調度系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道將所述等值文件發(fā)送到所述省調；
所述上下級調度系統(tǒng)之間使用安全校核軟件對所述等值文件進行導出和獲取，所述安全校核軟件根據(jù)用戶設定對所述等值數(shù)據(jù)按照遵循IEC61970標準的XML文件格式或約定格式導出；使用所述XML文件格式對等值模型的描述方法包括:通過邊界線路模型建立邊界線路與邏輯節(jié)點的對應關系；通過等值注入模型建立等值源與所述邏輯節(jié)點的對應關系；通過等值之路模型建立等值支路與所述邏輯節(jié)點的對應關系；由各種設備與所述邏輯節(jié)點的對應關系確定所述邊界線路與所述等值注入、所述等值支路之間的拓撲關系，確定所述等值支路的設備參數(shù)，得到所述XML文件格式的所述等值文件。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選實施例中:所述邊界線路模型用交流線路來描述，所述邊界線路模型的域r和X分別表示所述邊界線路的電阻和電抗，擴展域bch表示所述邊界線路的全充電電納；所述邊界線路模型包含有兩個端子信息；所述端子信息包含了其對應的物理節(jié)點信息，所述物理節(jié)點信息中包含了所述邏輯節(jié)點信息，根據(jù)所述兩個端子信息建立所述邊界線路和所述邏輯節(jié)點的對應關系；所述等值注入模型用等值源來描述，所述等值注入模型的擴展域pin、qin、voltage、snom分別表示所述等值注入的有功注入、無功注入、機端電壓和等值調頻特性系數(shù)；所述等值注入模型包含有一個端子信息，根據(jù)所述一個端子信息建立所述等值源和所述邏輯節(jié)點的對應關系；·所述等值支路模型用等值支路來描述，所述等值支路模型的域!■和X分別表示所述等值支路的電阻和電抗；所述等值支路模型包含有兩個端子信息，根據(jù)所述兩個端子信息建立所述等值支路和所述邏輯節(jié)點的對應關系。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選實施例中:所述等值支路設備參數(shù)為有名值，阻抗參數(shù)單位為歐姆，線路充電電納單位為西門子；當所述等值支路兩端節(jié)點所對應電壓等級不一致時，所述等值支路的設備參數(shù)采用歸算到所述等值支路高壓側的有名值。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選實施例中:所述步驟S4中所述省調通過安全校核軟件獲取96點所述外網(wǎng)等值模型，按照所述斷面的時間分別匹配連接到96個所述省調模型中；所述步驟S4包括:步驟S401，所述省調從與所述網(wǎng)調通訊的節(jié)點獲取等值日期的96點所述等值文件；步驟S402，對所述等值文件進行集中讀取和解析，將解析好的數(shù)據(jù)存儲到所述定義好的外網(wǎng)等值數(shù)據(jù)結構中；步驟S403，針對一個所述斷面，對所述省調模型的邊界線路與所述網(wǎng)調發(fā)送的所述等值文件中包含的邊界線路進行匹配檢查；匹配檢查成功，執(zhí)行步驟S404 ;匹配檢查不成功，則不進行所述外網(wǎng)等值模型拼接，并給出所述斷面的所述邊界線路匹配不成功的信息；步驟S404，將所述省調模型中所述邊界線路以外部分進行刪除，按照所述邊界線路對應關系，將所述網(wǎng)調下發(fā)的所述外網(wǎng)等值模型中所述邊界線路之外的部分進行拼接到所述省調的所述邊界線路外部，形成所述帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面；步驟S405，根據(jù)所述省調內(nèi)網(wǎng)斷面信息、邊界線路潮流計劃值信息，自動匹配外網(wǎng)等值注入的有功值，形成用于安全校核的所述帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面。
本發(fā)明提供的第八優(yōu)選實施例中:所述步驟S405中所述自動匹配外網(wǎng)等值注入數(shù)據(jù)后進行潮流計算自動匹配邊界聯(lián)絡線的聯(lián)絡線潮流，所述自動匹配邊界聯(lián)絡線的聯(lián)絡線潮流的過程包括:步驟A，使用所述等值文件數(shù)據(jù)進行潮流計算，計算所述邊界聯(lián)絡線的潮流值與計劃值的偏差；步驟B，如果所述邊界聯(lián)絡線潮流與計劃值偏差在給定范圍之內(nèi)，無需修正所述外網(wǎng)等值注入的有功值；否則，執(zhí)行步驟C ；步驟C，計算所述邊界聯(lián)絡線有功對外網(wǎng)等值注入節(jié)點有功的靈敏度；步驟D，如果所述等值注入節(jié)點數(shù)目等于所述邊界聯(lián)絡線數(shù)據(jù)，則按照公式
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)的安全校核方法，其特征在于，所述安全校核方法包括: 步驟SI，根據(jù)需要確定未來的等值日期，在網(wǎng)調側EMS系統(tǒng)中利用實時斷面數(shù)據(jù)、所述等值日期的發(fā)電計劃數(shù)據(jù)和母線負荷預報數(shù)據(jù)、從當前時間到所述等值日期的檢修計劃數(shù)據(jù)，形成所述等值日期的斷面潮流； 步驟S2，根據(jù)所述斷面潮流對所述等值日期的斷面進行網(wǎng)絡等值計算； 步驟S3，將所述等值日期的斷面的網(wǎng)絡等值計算的結果導出生成等值文件，將所述等值文件傳輸至省調； 步驟S4，所述省調側獲取所述等值文件后對所述等值文件進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)存儲到定義好的外網(wǎng)等值數(shù)據(jù)結構中，得到所述省調的外網(wǎng)等值模型，將省調模型與所述省調的外網(wǎng)等值模型進行拼接，生成帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面； 步驟S5，對所述步驟S4中生成的帶所述外網(wǎng)等值模型的潮流斷面進行安全校核計算。
2.如權利要求1所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟SI中形成所述等值日期的斷面潮流的方法為: 根據(jù)所述發(fā)電計劃數(shù)據(jù)生成所述等值日期的所述斷面的發(fā)電機有功出力； 根據(jù)所述母線負荷預報數(shù)據(jù)生成所述等值日期的所述斷面的負荷有功和無功； 在當前電力系統(tǒng)開關刀閘狀態(tài)的基礎上，根據(jù)所述檢修計劃數(shù)據(jù)修改所述開關刀閘的狀態(tài)，形成所述等值日期所述斷面的所述開關刀閘的運行方式。
3.如權利要求2所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟SI中，將發(fā)電機節(jié)點都設為PV節(jié)點進行所述等值 日期所述斷面的潮流計算，形成所述等值日期所述斷面的基礎潮流斷面； 一天包含96個所述斷面，所述步驟S2中:根據(jù)所述步驟SI得到的所述等值日期的所述96個斷面的基礎潮流斷面，對所述96個斷面的基礎潮流斷面分別進行網(wǎng)絡等值計算，得到所述等值日期的96個等值數(shù)據(jù)； 所述PV節(jié)點的有功功率P和電壓幅值V是給定的，所述發(fā)電機端電壓采用計劃數(shù)據(jù)或選擇來自相似日的狀態(tài)估計結果數(shù)據(jù)。
4.如權利要求1所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟S2中采用擴展WARD等值方法對所述等值日期的斷面進行網(wǎng)絡等值計算。
5.如權利要求1所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟S3中，對所述等值日期的斷面的網(wǎng)絡等值計算的結果按照擴展CIM標準或約定格式導出成所述等值文件，并利用上下級調度系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道將所述等值文件發(fā)送到所述省調； 所述上下級調度系統(tǒng)之間使用安全校核軟件對所述等值文件進行導出和獲取，所述安全校核軟件根據(jù)用戶設定對所述等值數(shù)據(jù)按照遵循IEC61970標準的XML文件格式或約定格式導出； 使用所述XML文件格式對等值模型的描述方法包括:通過邊界線路模型建立邊界線路與邏輯節(jié)點的對應關系；通過等值注入模型建立等值源與所述邏輯節(jié)點的對應關系；通過等值之路模型建立等值支路與所述邏輯節(jié)點的對應關系；由各種設備與所述邏輯節(jié)點的對應關系確定所述邊界線路與所述等值注入、所述等值支路之間的拓撲關系，確定所述等值支路的設備參數(shù)，得到所述XML文件格式的所述等值文件。
6.如權利要求5所述的安全校核方法,其特征在于，所述邊界線路模型用交流線路來描述，所述邊界線路模型的域r和X分別表示所述邊界線路的電阻和電抗，擴展域bch表示所述邊界線路的全充電電納；所述邊界線路模型包含有兩個端子信息；所述端子信息包含了其對應的物理節(jié)點信息，所述物理節(jié)點信息中包含了所述邏輯節(jié)點信息，根據(jù)所述兩個端子信息建立所述邊界線路和所述邏輯節(jié)點的對應關系; 所述等值注入模型用等值源來描述，所述等值注入模型的擴展域pin、qin、voltage、snom分別表示所述等值注入的有功注入、無功注入、機端電壓和等值調頻特性系數(shù)；所述等值注入模型包含有一個端子信息，根據(jù)所述一個端子信息建立所述等值源和所述邏輯節(jié)點的對應關系； 所述等值支路模型用等值支路來描述，所述等值支路模型的域r和X分別表示所述等值支路的電阻和電抗；所述等值支路模型包含有兩個端子信息，根據(jù)所述兩個端子信息建立所述等值支路和所述邏輯節(jié)點的對應關系。
7.如權利要求5所述的安全校核方法，其特征在于，所述等值支路設備參數(shù)為有名值，阻抗參數(shù)單位為歐姆，線路充電電納單位為西門子；當所述等值支路兩端節(jié)點所對應電壓等級不一致時，所述等值支路的設備參數(shù)采用歸算到所述等值支路高壓側的有名值。
8.如權利要求1所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟S4中所述省調通過安全校核軟件獲取96點所述外網(wǎng)等值模型，按照所述斷面的時間分別匹配連接到96個所述省調豐吳型中； 所述步驟S4包括: 步驟S401，所述省調從與所述網(wǎng)調通訊的節(jié)點獲取等值日期的96點所述等值文件； 步驟S402，對所述等值文件進行集中讀取和解析，將解析好的數(shù)據(jù)存儲到所述定義好的外網(wǎng)等值數(shù)據(jù)結構中； 步驟S403，針對一個所述斷面，對所述省調模型的邊界線路與所述網(wǎng)調發(fā)送的所述等值文件中包含的邊界線路進行匹配檢查；匹配檢查成功，執(zhí)行步驟S404 ;匹配檢查不成功，則不進行所述外網(wǎng)等值模型拼接，并給出所述斷面的所述邊界線路匹配不成功的信息； 步驟S404，將所述省調模型中所述邊界線路以外部分進行刪除，按照所述邊界線路對應關系，將所述網(wǎng)調下發(fā)的所述外網(wǎng)等值模型中所述邊界線路之外的部分進行拼接到所述省調的所述邊界線路外部，形成所述帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面； 步驟S405，根據(jù)所述省調內(nèi)網(wǎng)斷面信息、邊界線路潮流計劃值信息，自動匹配外網(wǎng)等值注入的有功值，形成用于安全校核的所述帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面。
9.如權利要求8所述的安全校核方法，其特征在于，所述步驟S405中所述自動匹配外網(wǎng)等值注入數(shù)據(jù)后進行潮流計算自動匹配邊界聯(lián)絡線的聯(lián)絡線潮流，所述自動匹配邊界聯(lián)絡線的聯(lián)絡線潮流的過程包括: 步驟A，使用所述等值文件數(shù)據(jù)進行潮流計算，計算所述邊界聯(lián)絡線的潮流值與計劃值的偏差； 步驟B，如果所述邊界聯(lián)絡線潮流與計劃值偏差在給定范圍之內(nèi)，無需修正所述外網(wǎng)等值注入的有功值；否則，執(zhí)行步驟C ； 步驟C，計算所述邊界聯(lián)絡線有功對外網(wǎng)等值注入節(jié)點有功的靈敏度； 步驟D，如果所述等值注入節(jié)點數(shù)目等于所述邊界聯(lián)絡線數(shù)據(jù)，則按照公式
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)的安全校核方法，包括步驟S1，根據(jù)需要確定未來的等值日期，在網(wǎng)調側形成等值日期的斷面潮流；步驟S2，根據(jù)斷面潮流對等值日期的斷面進行網(wǎng)絡等值計算；步驟S3，將等值日期的斷面的網(wǎng)絡等值計算的結果導出生成等值文件，將等值文件傳輸至省調；步驟S4，省調側獲取等值文件后對等值文件進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)存儲到定義好的外網(wǎng)等值數(shù)據(jù)結構中，得到省調的外網(wǎng)等值模型，將省調模型與省調的外網(wǎng)等值模型進行拼接，生成帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面；步驟S5，對步驟S4中生成的帶外網(wǎng)等值模型的潮流斷面進行安全校核計算，相比使用歷史或者當前的外網(wǎng)等值模型進行安全校核，大大提高得到的結果的準確性。
文檔編號G06Q50/06GK103077480SQ201310004958
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權日2013年1月7日
發(fā)明者徐鵬, 馮樹海, 姚建國, 楊勝春, 楊爭林, 於益軍, 李峰, 潘玲玲, 劉俊, 石飛, 王勇, 湯必強, 郭曉蕊 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司