本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域,具體涉及基于全過程動態(tài)仿真的安全穩(wěn)定控制策略自動校核方法。
背景技術(shù):
隨著我國交直流特高壓電網(wǎng)的逐步形成,電網(wǎng)運行與管理面臨了前所未有的新形勢和新挑戰(zhàn),電網(wǎng)過渡期安全矛盾突出,發(fā)生連鎖故障的可能性不斷增大。在連鎖事故中,安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的動作行為極為關(guān)鍵,是防止系統(tǒng)崩潰的重要防線。
電力系統(tǒng)仿真計算與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行密切相關(guān),并直接影響相關(guān)決策方案。為了適應(yīng)日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)動態(tài)行為、不斷變化的運行工況,客觀上要求提高電力系統(tǒng)仿真精度、計算效率和分析智能化水平。
當網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運行方式發(fā)生改變后,依靠工作人員的個人經(jīng)驗,重新驗算和校核安全穩(wěn)定控制策略的正確性、合理性和適應(yīng)性是一項非常復(fù)雜且困難的工作。不僅如此,潮流轉(zhuǎn)移可能會導(dǎo)致線路、變壓器嚴重過負荷、發(fā)電機涉網(wǎng)保護動作等,甚至還會引起連鎖故障等重大事故。由于時間跨度大,故障情形復(fù)雜,事先往往難以預(yù)計,現(xiàn)有的基于靜態(tài)安全分析或機電暫態(tài)穩(wěn)定分析的控制策略校核方法,已難以滿足我國超大規(guī)模交直流電網(wǎng)迅速發(fā)展的要求。
為確保電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟運行,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運行水平和抵御故障能力,研究一種能根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況及故障條件,實現(xiàn)安全穩(wěn)定控制策略系統(tǒng)、準確和高效的全過程動態(tài)校核,對保證電力系統(tǒng)正常、可靠和經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
:
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種基于全過程動態(tài)仿真的安全穩(wěn)定控制策略自動校核方法,適用于大規(guī)模電力系統(tǒng)穩(wěn)定仿真。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
基于全過程動態(tài)仿真的安全穩(wěn)定控制策略自動校核方法,所述方法包括:
(1)輸入電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略表,將其自動分解為拓撲、潮流、故障和控制四個約束集,自動生成適用于全過程動態(tài)仿真的規(guī)范化控制策略模型;
(2)提取所述控制策略表各約束集的特征設(shè)備,建立特征設(shè)備表,定義全網(wǎng)唯一性標識;
(3)獲取實際電力系統(tǒng)拓撲參數(shù)、初始潮流,映射到相應(yīng)特征設(shè)備表中;讀取動態(tài)元件參數(shù),建立動態(tài)元件仿真模型;
(4)從電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略表中讀取一條安全穩(wěn)定控制策略,提取其中的拓撲約束和潮 流約束,判斷是否匹配相應(yīng)特征設(shè)備的當前狀態(tài);若是,執(zhí)行步驟(5);否則,執(zhí)行步驟(6);
(5)設(shè)置安全穩(wěn)定控制策略有效標志,開放該策略;
(6)判斷所有安全穩(wěn)定控制策略是否匹配完畢;如是,執(zhí)行步驟(7);否則,執(zhí)行步驟(4);
(7)根據(jù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略和實際電網(wǎng)運行規(guī)定,分別設(shè)定功角、電壓、頻率、斷面潮流、線路和變壓器的額定功率參數(shù)限制,作為校核電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略是否完備、設(shè)備運行狀態(tài)是否正常的標準;
(8)選擇故障集生成模式,自動生成預(yù)設(shè)故障集;
(9)依次選擇預(yù)設(shè)故障集中的任意多重預(yù)設(shè)故障場景,根據(jù)故障設(shè)備、故障類型、故障位置和故障起止時間,生成全過程動態(tài)仿真故障模型;
(10)根據(jù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略、所選預(yù)設(shè)故障場景信息、動態(tài)元件仿真模型和初始潮流,形成故障條件下的全過程動態(tài)仿真數(shù)據(jù);
(11)執(zhí)行全過程動態(tài)仿真迭代求解,計算下一步長中各元件狀態(tài)。
(12)判斷是否發(fā)生故障,若有故障發(fā)生,執(zhí)行步驟(13);否則,執(zhí)行步驟(18);
(13)判別當前故障是否匹配控制策略故障約束;若兩者匹配,執(zhí)行步驟(14);否則,執(zhí)行步驟(15);
(14)提取其控制約束,將相應(yīng)控制措施插入事件隊列;
(15)重新計算故障后狀態(tài)量,作為下次迭代的初始條件;
(16)判別是否觸發(fā)控制措施事件;若觸發(fā),執(zhí)行步驟(17);否則,執(zhí)行步驟(18);
(17)執(zhí)行控制措施,并修改網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);
(18)迭代計算下一積分步長狀態(tài);
(19)判別是否已到本次全過程動態(tài)仿真結(jié)束時間;若已結(jié)束,執(zhí)行步驟(20);否則,執(zhí)行步驟(11);
(20)統(tǒng)計全過程動態(tài)仿真結(jié)果;評估電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略,判斷系統(tǒng)是否失穩(wěn),系統(tǒng)元件有無異常工況;保存校核結(jié)果;
(21)判別是否所有預(yù)想故障場景均已校核完畢;若是,轉(zhuǎn)步驟(22);否則,執(zhí)行步驟(10);
(22)校核完畢,輸出所有校核結(jié)果。
優(yōu)選的,根據(jù)所述電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略的拓撲約束和潮流約束,提取表征電網(wǎng)運行方式的特征設(shè)備及其狀態(tài),自動生成特征設(shè)備表。
優(yōu)選的,采用拓撲單元作為特征設(shè)備狀態(tài)描述的工具,不同拓撲單元以“與”邏輯連接,并通過識別拓撲狀態(tài)自動匹配安全穩(wěn)定控制的拓撲約束;其中,所述拓撲單元的邏輯表達式為:
……
……
式中,S為狀態(tài)標識,表征拓撲單元當前狀態(tài)是否匹配;若S為真,表明拓撲約束滿足條件;否則,拓撲約束不滿足條件;N為該拓撲單元對應(yīng)的投退方式總數(shù);Li為拓撲單元的k個元件構(gòu)成的第i種投退組合狀態(tài),若其值為真表示該組合狀態(tài)滿足拓撲約束,否則,為不滿足;mj表示該拓撲單元中第j個元件投入,為真則該拓撲單元中第j個元件退出,mk表示該拓撲單元中第k個元件投入,為真則該拓撲單元中第k個元件退出。
優(yōu)選的,所述潮流約束,包括待檢特征設(shè)備、動作閾值和判別邏輯;通過對相應(yīng)特征設(shè)備狀態(tài)和動作閾值的邏輯判別,輸出相應(yīng)狀態(tài);所述潮流約束可由若干約束條件構(gòu)成,各約束條件以“與”邏輯方式定義潮流約束狀態(tài)。
優(yōu)選的,根據(jù)所述電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略、設(shè)備重要程度或用戶需求形成故障信息集,選擇故障設(shè)備、故障類型、故障發(fā)生和消除時間,自動生成任意多重預(yù)設(shè)故障場景。
優(yōu)選的,基于初始潮流、全網(wǎng)動態(tài)元件及其相應(yīng)的繼電保護和控制系統(tǒng)模型,模擬發(fā)生大擾動之后的機電暫態(tài)和中長期動態(tài)過程,完成大規(guī)模電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略模型的全過程自動校核。
和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比,本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果:
本發(fā)明基于電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)、動態(tài)元件及其控制保護系統(tǒng)模型,自動生成預(yù)想故障集,可對大規(guī)模電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制策略在不同運行方式、故障條件下進行批處理、全過程動態(tài)校核。本發(fā)明解決了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制策略長期以來缺乏系統(tǒng)、準確和高效的動態(tài)仿真和自動校核方法的問題,為評估和制定電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略提供了有力工具,對大規(guī)模交直流電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的自動校核方法流程圖;
具體實施方式
1.特征設(shè)備提取
安全穩(wěn)定控制策略涉及設(shè)備多,覆蓋面廣,地區(qū)差異大。在實際計算中,不必要也不可能對所有設(shè)備進行一一描述。為了減少計算量,需要對不同拓撲方式、潮流約束進行比較,統(tǒng)計出表征電網(wǎng)不同運行狀態(tài)的特征設(shè)備。特征設(shè)備包含特征線路、特征變壓器和特征機組和特征斷面等。其中,特征線路、特征變壓器和特征機組等用于描述電力系統(tǒng)實際網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);特征斷面則為虛擬設(shè)備,是指不同電網(wǎng)之間由多條線路組成的輸電通道。
為快速確定特征設(shè)備,統(tǒng)一定義10位編碼,建立特征設(shè)備編碼映射表,與實際設(shè)備一一對應(yīng)。特征設(shè)備編碼的1-2位定義為設(shè)備類型,用于區(qū)分不同類型的特征設(shè)備;3-4位為區(qū)域編碼,5-6位為分區(qū)編碼;7-10則為同一分區(qū)內(nèi)排列序號。例如,本發(fā)明將特征線路類型定義為01,特征變壓器定義為02,特征機組定義為03,特征斷面定義為04等。以位于0A區(qū)第一分區(qū)某變壓器為例,其區(qū)內(nèi)設(shè)備編號為012,則特征設(shè)備編碼可表示為:020A010012。
本發(fā)明根據(jù)輸入的潮流和穩(wěn)定數(shù)據(jù),統(tǒng)計電網(wǎng)中線路、變壓器、母線、負荷和發(fā)電機對象,根據(jù)當前方式下運行參數(shù),自動生成特征設(shè)備表。該表每行數(shù)據(jù)代表一個具體特征的詳細信息。其中,實際特征設(shè)備信息由相應(yīng)的設(shè)備名稱、投退狀態(tài)和潮流信息組成,具體結(jié)合表1、表2和表3所示;
表1 線路運行參數(shù)表
表2 發(fā)電機運行參數(shù)表
表3變壓器運行參數(shù)表
特征斷面則定義了該斷面包含的線路名稱,以及由這些線路潮流計算得到的斷面潮流,如表4所示。
表4 斷面運行參數(shù)表;
2.安全穩(wěn)定控制策略拓撲約束
安全穩(wěn)定控制策略與電力系統(tǒng)拓撲方式密切相關(guān),本發(fā)明采用特征設(shè)備狀態(tài)來描述電網(wǎng)拓撲。每一種拓撲方式通常由若干拓撲約束單元共同表征,單元之間采用“與”邏輯出口。當拓撲約束單元內(nèi)部可能涉及同一特征設(shè)備的不同狀態(tài)時,該約束單元內(nèi)的相應(yīng)具體約束條件之間應(yīng)采用“或”邏輯出口。
當某一特征設(shè)備實際狀態(tài)與控制策略中的相應(yīng)拓撲約束條件一致時,則該約束條件輸出為真值;否則為假。以特征機組為例,當相應(yīng)拓撲約束條件為機組投入運行時,約束條件輸出為特征設(shè)備狀態(tài)值;反之,若拓撲約束條件為該機組退出運行,需對特征設(shè)備狀態(tài)值進行“非”邏輯運算方可得到相應(yīng)約束條件輸出。當拓撲約束單元的輸出為真時,即所涉及特征設(shè)備狀態(tài)與實際設(shè)備投退狀態(tài)相同。若某一運行方式下,所有拓撲約束單元均滿足,則認為該安全穩(wěn)定控制策略與實際電網(wǎng)拓撲匹配。
一種拓撲約束有時可能涉及同一特征設(shè)備的不同狀態(tài)。例如,特征斷面中的支路N-1的拓撲方式。此時則應(yīng)判別實際投運支路數(shù)目與拓撲約束中的支路相比較,若數(shù)目相同,則輸出為真;否則,輸出為假。相應(yīng)的約束單元邏輯表達式定義如下:
……
……
式中,S為狀態(tài)標識,表征拓撲單元當前狀態(tài)是否匹配;若S為真,表明拓撲約束滿足 條件;否則,拓撲約束不滿足條件;N為該拓撲單元對應(yīng)的投退方式總數(shù);Li為拓撲單元的k個元件構(gòu)成的第i種投退組合狀態(tài),若其值為真表示該組合狀態(tài)滿足拓撲約束,否則,為不滿足;mj表示該拓撲單元中第j個元件投入,為真則該拓撲單元中第j個元件退出,mk表示該拓撲單元中第k個元件投入,為真則該拓撲單元中第k個元件退出;為真則該拓撲單元中第1個元件退出;m2表示該拓撲單元中第2個元件投入,為真則該拓撲單元中第2個元件退出。
下面,以A、B、C三個特征設(shè)備任意一個退出為例來說明拓撲約束單元。顯然,該條件共有三種不同的拓撲結(jié)構(gòu)與之對應(yīng),分別為A退出,B、C運行;B退出,A、C運行;C退出,A、B運行。令三個特征設(shè)備實際運行狀態(tài)值分別為a、b、c,0表示投入,1表示退出,則上述條件可歸納為,其中,邏輯符“非”說明策略要求對應(yīng)設(shè)備退出運行。若S為真,表明拓撲約束條件滿足,否則拓撲約束不滿足條件。
3.安全穩(wěn)定控制策略潮流約束
電力系統(tǒng)運行方式除了電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu),還涉及電網(wǎng)輸送潮流。本發(fā)明的潮流約束定義了檢測對象、動作閾值及判別類型。每一條控制策略的潮流約束實際上是由一系列約束條件構(gòu)成,并以“與”邏輯輸出。
潮流約束模型可從前述特征設(shè)備編碼列表中提取相應(yīng)特征設(shè)備,確定所要監(jiān)測電氣量,如斷面潮流、線路或變壓器潮流等。動作閾值用于確定所檢測電氣量觸發(fā)安全穩(wěn)定控制策略的條件。判別類型則定義了監(jiān)測對象實際潮流和動作閾值之間的邏輯判別性質(zhì),實現(xiàn)類常開、常閉邏輯,即“>”、“<”、“>=”或“<=”等判別邏輯。
線路、變壓器和發(fā)電機組等實際設(shè)備的潮流約束與其輸送功率大小相關(guān),特征斷面則應(yīng)與相應(yīng)斷面潮流檔位相比較。若潮流處于規(guī)定的區(qū)間,則輸出為真;否則,輸出為假。
4.安全穩(wěn)定控制策略故障約束
安全穩(wěn)定控制策略是應(yīng)對嚴重故障條件、確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵措施。因此,控制策略須具體描述故障約束。故障約束由故障元件和故障類型兩部分信息組成。為適任意多重故障的場景,本發(fā)明同一控制策略可對應(yīng)多個故障約束條件,不同約束條件之間采用“與”邏輯出口。
故障元件信息描述了故障元件類型、設(shè)備安裝地點和該元件在同類設(shè)備中的序號。這些信息用于檢索故障元件,以便獲得相應(yīng)的電氣量和開關(guān)量,進行故障識別。故障類型則包括線路的單相永久故障、單相故障跳三相、三相永久故障、三相瞬時故障,線路或變壓器的無故障跳閘、母線故障、斷路器失靈、直流單極閉鎖、直流雙極閉鎖等。本發(fā)明建立的故障識別模型根據(jù)開關(guān)量信號,結(jié)合電氣量變化,實現(xiàn)了故障信息的自動識別。
當安全穩(wěn)定控制裝置識別故障信息后,檢索當前拓撲約束、潮流約束下有效的控制策略, 并依次判別是否滿足該策略下所有故障約束條件。當且僅當系統(tǒng)中發(fā)生預(yù)設(shè)的故障時,安全穩(wěn)定控制策略才能觸發(fā)相應(yīng)的控制措施。故障約束的判別不受故障時刻和故障位置限制,具體定義如表5所示。
表5 安全穩(wěn)定控制策略表故障約束子表
5.安全穩(wěn)定控制策略控制約束
當一條控制策略滿足相應(yīng)拓撲約束、潮流約束和故障約束之后,即觸發(fā)其控制約束,可同時控制多個對象,構(gòu)成該控制策略的控制約束集。
控制約束主要包含控制對象、控制量、優(yōu)先級和控制時間等信息??刂茖ο罂啥x為發(fā)電機、負荷、線路、變壓器、電容器、電抗器和直流輸電線路等等??刂屏靠砂聪鄬刂屏亢徒^對控制進行描述。例如,按故障前母線負荷的百分比或者總量進行負荷切除操作??刂茖ο蟮膬?yōu)先級可由用戶指定,優(yōu)先級序號越小則優(yōu)先級越高;否則,采用缺省模式,即根據(jù)實際容量和可切容量按容量大小對控制對象進行自動排序,并須滿足最小過切原則切除??刂茣r間則為實際操作的發(fā)生時刻。
6.運行方式自動識別和匹配
本發(fā)明根據(jù)安全穩(wěn)定控制策略的規(guī)范化描述,建立拓撲約束表、潮流約束表、故障約束表和措施約束表,并對上述約束表進行全面搜索,自動提取所有特征設(shè)備,分類形成特征線路、特征變壓器、特征發(fā)電機等特征設(shè)備集,進行全網(wǎng)唯一性標識編碼。
在讀入潮流數(shù)據(jù)獲取電網(wǎng)實際運行參數(shù)后,校核程序檢索匹配特征設(shè)備表,計算相應(yīng)拓撲約束、潮流約束狀態(tài)值。逐一判別并統(tǒng)計所有控制策略的拓撲約束和潮流約束。當相應(yīng)約束輸出均為真值,認為當前方式即為所檢測方式,開放該安全穩(wěn)定控制策略,否則,閉鎖策略。從而實現(xiàn)運行方式和安全穩(wěn)定控制策略的匹配。
7.預(yù)想故障集
為了研究安全穩(wěn)定控制策略在不同故障條件下的動態(tài)行為,并驗證其有效性,本發(fā)明提出了三種預(yù)想故障集生成模式進行控制策略的動態(tài)仿真校核:
1)根據(jù)安全穩(wěn)定控制策略表自動生成故障信息集。這種故障集生成方法通過掃描策略表,自動提取安全穩(wěn)定控制策略對應(yīng)的故障約束信息,生成預(yù)想故障集。這種模式主要適用 于運行方式發(fā)生變化后,校核原有安全穩(wěn)定控制策略是否有效合理。
2)根據(jù)設(shè)備重要程度自動生成故障信息集。采用該方法時,程序掃描實際電網(wǎng)運行參數(shù)表,根據(jù)事先設(shè)定的電壓等級,搜索全系統(tǒng)該電壓等級以上輸電線路、變壓器、發(fā)電機及高壓直流輸電線路等重要設(shè)備,分別批量設(shè)置N-1、N-2等故障集。這種模式側(cè)重于校核重要設(shè)備故障時,當前安全穩(wěn)定控制策略能否保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
3)根據(jù)用戶需求形成故障信息集。采用此種方法時,程序可根據(jù)用戶需要設(shè)置故障設(shè)備、故障類型、故障發(fā)生及消除時間等,自動生成故障集。該模式用于校核用戶關(guān)心的設(shè)備發(fā)生特定故障時,安全穩(wěn)定控制策略是否滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求。
預(yù)想故障集生成模式確定后,便可由用戶根據(jù)表6所示的故障信息格式設(shè)置預(yù)想故障集。其中,故障發(fā)生時刻、故障消除時刻、線路首末端開斷時間均可根據(jù)用戶需要設(shè)定。一個完整的預(yù)想故障集包含若干預(yù)想故障場景。每一個預(yù)想故障場景也可根據(jù)實際需求設(shè)置若干條故障信息。
表6 預(yù)想故障集的信息表
8.自動校核
本發(fā)明首先進行運行方式的自動識別,并自動匹配相應(yīng)控制策略。在自動形成預(yù)想故障集后,依次選擇其中一個預(yù)想故障場景,根據(jù)故障設(shè)備、故障類型和故障起止時間,自動建立起全過程仿真程序中相應(yīng)的故障模型,并和原始穩(wěn)定數(shù)據(jù)一起,形成不同故障條件下的穩(wěn)定仿真數(shù)據(jù),進行安全穩(wěn)定控制策略全過程動態(tài)模擬。
仿真校核開始后,程序迭代求解全系統(tǒng)微分方程及代數(shù)方程,準確模擬各個元件的動態(tài)變化。當故障發(fā)生后,安全穩(wěn)定控制策略校核軟件將逐一掃描所有有效控制策略,并判別是否當前故障是否匹配故障約束中的設(shè)定故障。如果兩者匹配,則執(zhí)行相應(yīng)的控制措施,并修改網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。重新計算故障后狀態(tài)量,作為下次迭代的初始條件。反復(fù)進行積分計算, 直至該故障場景仿真結(jié)束。
仿真結(jié)束后,還需要對其仿真結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析,判斷系統(tǒng)是否失穩(wěn)、設(shè)備運行參數(shù)是否越限等異常現(xiàn)象,從而完成該故障場景下的控制策略校核結(jié)果評估。如此循環(huán),直至完成預(yù)想故障集中的所有故障場景下的控制策略校核。
9.校核結(jié)果評估
本發(fā)明根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則和實際電網(wǎng)運行規(guī)定,分別設(shè)定功角、電壓、頻率、斷面潮流、線路和變壓器的額定功率等限制,作為校核安控策略是否完備、設(shè)備運行狀態(tài)是否正常的標準。仿真結(jié)束后,需要對預(yù)想故障的仿真結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析,判斷系統(tǒng)是否失穩(wěn)、設(shè)備運行參數(shù)是否越限等異常現(xiàn)象。
具體方法如下:
1)失穩(wěn)判據(jù):統(tǒng)計全系統(tǒng)最大發(fā)電機相角差。若最大相角差超過180度,可判為系統(tǒng)失穩(wěn),同時提示現(xiàn)有安全穩(wěn)定控制策略在當前故障下不能滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定要求。
2)檢索電網(wǎng)當前運行方式下的特征設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及其上下限值。檢查仿真結(jié)果是否越限,并記錄越限時刻、數(shù)值及其越限系數(shù)。其中,越限系數(shù)的計算方式如下:
式中:M為元件運行參數(shù)測量值,LimU為運行參數(shù)上限,LimD為運行參數(shù)下限,N為設(shè)備額定運行參數(shù)值。計算所有設(shè)備的越限系數(shù),評估設(shè)備異常運行的嚴重程度,作為評估安全穩(wěn)定控制策略效果的參考。
3)匯總并評價所有安全穩(wěn)定控制策略的校核結(jié)果,輸出結(jié)論。
安全穩(wěn)定控制策略動作,電網(wǎng)未失穩(wěn),且無特征設(shè)備參數(shù)越限。該情形表明安全穩(wěn)定控制策略適用;
安全穩(wěn)定控制策略動作,但電網(wǎng)失穩(wěn)。該情形表明安全穩(wěn)定控制策略不足,需重新計算;
安全穩(wěn)定控制策略動作,電網(wǎng)未失穩(wěn),但部分特征設(shè)備運行參數(shù)越限,且相應(yīng)保護未動作。該情形表明控制決策需進一步優(yōu)化,并應(yīng)提示相應(yīng)設(shè)備越限信息;
未能搜索到相應(yīng)安全穩(wěn)定控制策略,并導(dǎo)致事故后電網(wǎng)失穩(wěn)。該情形警示安全穩(wěn)定控制策略存在重大風險。
如圖1所示,基于全過程動態(tài)仿真的安全穩(wěn)定控制策略自動校核方法,所述方法具體包括下述步驟:
(1)輸入電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略表,將其自動分解為拓撲、潮流、故障和控制四個約束集,自動生成適用于全過程動態(tài)仿真的規(guī)范化控制策略模型;
(2)提取所述控制策略表各約束集的特征設(shè)備,建立特征設(shè)備表,定義全網(wǎng)唯一性標識;
(3)獲取實際電力系統(tǒng)拓撲參數(shù)、初始潮流,映射到相應(yīng)特征設(shè)備表中;讀取動態(tài)元件參數(shù),建立動態(tài)元件仿真模型;
(4)從電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略表中讀取一條安全穩(wěn)定控制策略,提取其中的拓撲約束和潮流約束,判斷是否匹配相應(yīng)特征設(shè)備的當前狀態(tài);若是,執(zhí)行步驟(5);否則,執(zhí)行步驟(6);
(5)設(shè)置安全穩(wěn)定控制策略有效標志,開放該策略;
(6)判斷所有安全穩(wěn)定控制策略是否匹配完畢;如是,執(zhí)行步驟(7);否則,執(zhí)行步驟(4);
(7)根據(jù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略和實際電網(wǎng)運行規(guī)定,分別設(shè)定功角、電壓、頻率、斷面潮流、線路和變壓器的額定功率參數(shù)限制,作為校核電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略是否完備、設(shè)備運行狀態(tài)是否正常的標準;
(8)選擇故障集生成模式,自動生成預(yù)設(shè)故障集;
(9)依次選擇預(yù)設(shè)故障集中的任意多重預(yù)設(shè)故障場景,根據(jù)故障設(shè)備、故障類型、故障位置和故障起止時間,生成全過程動態(tài)仿真故障模型;
(10)根據(jù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略、所選預(yù)設(shè)故障場景信息、動態(tài)元件仿真模型和初始潮流,形成故障條件下的全過程動態(tài)仿真數(shù)據(jù);
(11)執(zhí)行全過程動態(tài)仿真迭代求解,計算下一步長中各元件狀態(tài)。
(12)判斷是否發(fā)生故障,若有故障發(fā)生,執(zhí)行步驟(13);否則,執(zhí)行步驟(18);
(13)判別當前故障是否匹配控制策略故障約束;若兩者匹配,執(zhí)行步驟(14);否則,執(zhí)行步驟(15);
(14)提取其控制約束,將相應(yīng)控制措施插入事件隊列;
(15)重新計算故障后狀態(tài)量,作為下次迭代的初始條件;
(16)判別是否觸發(fā)控制措施事件;若觸發(fā),執(zhí)行步驟(17);否則,執(zhí)行步驟(18);
(17)執(zhí)行控制措施,并修改網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu);
(18)迭代計算下一積分步長狀態(tài);
(19)判別是否已到本次全過程動態(tài)仿真結(jié)束時間;若已結(jié)束,執(zhí)行步驟(20);否則,執(zhí)行步驟(11);
(20)統(tǒng)計全過程動態(tài)仿真結(jié)果;評估電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略,判斷系統(tǒng)是否失穩(wěn),系統(tǒng)元件有無異常工況;保存校核結(jié)果;
(21)判別是否所有預(yù)想故障場景均已校核完畢;若是,轉(zhuǎn)步驟(22);否則,執(zhí)行步驟(10);
(22)校核完畢,輸出所有校核結(jié)果。
綜上所述,依照本發(fā)明的一種基于全過程動態(tài)仿真的安全穩(wěn)定控制策略自動校核方法, 可基于電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)、動態(tài)元件及其控制保護系統(tǒng)模型,自動生成預(yù)想故障集,實現(xiàn)大規(guī)模電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制策略在不同運行方式、故障條件下進行批處理、全過程動態(tài)校核,滿足了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行對控制策略進行系統(tǒng)、準確和高效的動態(tài)仿真和自動校核的要求。
最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實施例應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換,這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。