專利名稱：基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法及系統(tǒng)，屬于電網(wǎng)電壓評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于當(dāng)前的電力系統(tǒng)，隨著負(fù)荷的增長(zhǎng)、送電距離的增加、大量高壓直流輸電 (HVDC)和靈活交流控制系統(tǒng)(FACTQ的投運(yùn)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性(包括同調(diào)性、失穩(wěn)模式和關(guān)鍵斷面)都變得越來(lái)越復(fù)雜。地區(qū)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)安全評(píng)估分析是保證地區(qū)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，電壓無(wú)功暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估是其基本任務(wù)，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，準(zhǔn)確地對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功控制系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)估，能夠在保障系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，滿足電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行要求，同時(shí)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確對(duì)電網(wǎng)電壓的無(wú)功進(jìn)行分析評(píng)估。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，包括步驟
抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；
在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；
根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。在上述基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法的基礎(chǔ)上
優(yōu)選地，利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)具體包括
利用禁忌搜索算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，包括依次連接的數(shù)據(jù)抽取單元、斷面極限計(jì)算單元以及最優(yōu)參數(shù)選擇單元；
所述數(shù)據(jù)抽取單元，用于抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)； 所述斷面極限計(jì)算單元，用于在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；
所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元，用于根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。在上述基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)的基礎(chǔ)上
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)抽取單元利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元包括禁忌搜索算法模塊；所述禁忌搜索算法模塊， 用于利用禁忌搜索算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。綜上所述，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果
(1)本發(fā)明的技術(shù)通過(guò)抽取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，然后利用所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)分析，最后結(jié)合上述分析得到的約束條件對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)電壓無(wú)功情況進(jìn)行評(píng)估，為相關(guān)調(diào)度人員提供方式安排和調(diào)度運(yùn)行的參考，能夠在保障系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，滿足電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行要求，同時(shí)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。(2)本發(fā)明的技術(shù)通過(guò)進(jìn)一步引入廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量，獲取關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，然后對(duì)關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，分別計(jì)算能保證靜態(tài)、暫態(tài)安全性的輸電斷面極限，并且利用了禁忌搜索算法這種局部搜索能力很強(qiáng)的全局迭代尋優(yōu)算法，通過(guò)該算法評(píng)估電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的無(wú)功暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)和暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的情況，選取最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。其中，所述禁忌搜索算法對(duì)內(nèi)存需求量少，收斂性和穩(wěn)定性較好，并能以較大概率跳出局部極值點(diǎn)， 使優(yōu)化計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，同時(shí)又保證了優(yōu)化時(shí)間，即滿足了理論設(shè)計(jì)要求，又考慮了實(shí)際工程需要，通過(guò)該算法選取的選取最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，能更好地為相關(guān)調(diào)度人員提供更加準(zhǔn)確的方式安排和調(diào)度運(yùn)行的參考。


圖1是本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法的流程圖； 圖2是實(shí)施例中的改進(jìn)的智能禁忌搜索算法的流程圖3是本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是實(shí)施例中的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，圖1是本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法的流程圖，包括步驟
抽取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；
在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定以及靜態(tài)安全穩(wěn)定約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)和暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；
根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。通過(guò)上述從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)過(guò)程，即實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)電壓安全和暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的情況進(jìn)行評(píng)估，調(diào)度人員就可以根據(jù)該評(píng)估結(jié)果進(jìn)行方式安排和調(diào)度運(yùn)。為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式作詳細(xì)描述。對(duì)于所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，具體地，包括無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的元件的狀態(tài)、模型和參數(shù)。對(duì)于所述抽取電網(wǎng)電壓的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)的方法，優(yōu)選地，利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；通過(guò)引入廣域測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量，可以抽取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，而且可以基于廣域測(cè)量系統(tǒng)信息進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。對(duì)于上述利用廣域測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量測(cè)量抽取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)鍵斷面的數(shù)據(jù)的過(guò)程，具體包括步驟
采集電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)，即將斷面數(shù)據(jù)信號(hào)至廣域測(cè)量系統(tǒng)的模擬輸入端。對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行防混疊濾波，通過(guò)防混疊濾波器可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換前將采集的高頻信號(hào)濾掉，以減少采集信號(hào)的失真和噪聲。對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步修正，具體地， 以全球定位系統(tǒng)(GPS)為統(tǒng)一時(shí)標(biāo)，并通過(guò)GPS接收器接收信號(hào)，同時(shí)引入鎖相振蕩器對(duì) GPS接收器可能產(chǎn)生的頻率、相位偏差進(jìn)行修正，防止振蕩中止造成的通信和功能中斷，使得整個(gè)測(cè)量過(guò)程在時(shí)間上的同步。將所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行解調(diào)得到數(shù)字化的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)； 具體地，將同步修正處理后信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后再通過(guò)微處理器傳至調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換為的脈沖信號(hào)，這些脈沖信號(hào)可被線路另一端的調(diào)制解調(diào)器接收，從而實(shí)現(xiàn)廣域測(cè)量的功能。根據(jù)從廣域測(cè)量系統(tǒng)中獲取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，在滿足暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定以及靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，計(jì)算暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、 暫態(tài)電壓安全參數(shù)和暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值，用以進(jìn)一步對(duì)電壓無(wú)功進(jìn)行評(píng)估分析。根據(jù)上述獲得的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，得到系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后利用禁忌搜索(化)算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。具體地，構(gòu)建基于禁忌搜索算法，即對(duì)已進(jìn)行上述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行記錄并進(jìn)行擇優(yōu)選擇，指導(dǎo)下一步對(duì)電網(wǎng)電壓無(wú)功控制系統(tǒng)的無(wú)功暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)和暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的情況的評(píng)估。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的禁忌搜索算法為改進(jìn)的智能禁忌搜索算法，其流程圖如圖2 所示，具體包括步驟
(1)將上述潮流計(jì)算得到的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)設(shè)為初始解，將該初始解進(jìn)行編碼得到控制變量編碼。(2)對(duì)所述控制變量編碼進(jìn)行移動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試解；優(yōu)選地，采用靈敏度分析的方法將靈敏度為零的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)，這種移動(dòng)對(duì)計(jì)算本身沒(méi)有影響，通過(guò)移動(dòng)可以保留有效節(jié)點(diǎn)， 從而減少計(jì)算所消耗的時(shí)間。(3)判決出滿足所述可接受性極限值的約束條件、預(yù)設(shè)電壓、線路潮流約束條件以及期望水平的測(cè)試解；具體地，對(duì)所述測(cè)試解進(jìn)行分析判斷，若滿足上述可接受性極限值的約束條件，則計(jì)算電壓無(wú)功的目標(biāo)值，再判斷該目標(biāo)值是否滿足預(yù)設(shè)電壓、線路潮流約束條件，若滿足則進(jìn)一步判斷是否達(dá)到期望水平，若達(dá)到期望水平，則選擇該測(cè)試解，否則，返回步驟(2)，重新進(jìn)行移動(dòng)生成一組測(cè)試解，再進(jìn)行分析判斷；其中，所述“期望水平”是指如果一個(gè)移動(dòng)作用于當(dāng)前解后，所得到的解比之前所搜索到的所有解都要“優(yōu)”，即到目前為止，該移動(dòng)使目標(biāo)函數(shù)改善得最大，則稱該移動(dòng)滿足了“期望水平”。(4)將步驟(3)中選擇的測(cè)試解放入禁忌表，采用先進(jìn)先出的技術(shù)更新禁忌表獲取局部最優(yōu)解；具體地，在進(jìn)入禁忌表的管理操作過(guò)程后，采用先進(jìn)先出(FIFO)的隊(duì)列式管理法管理禁忌表，每次迭代都能夠產(chǎn)生一個(gè)局部最優(yōu)解，禁忌表在每次迭代后都進(jìn)行更新局部最優(yōu)解，直至試驗(yàn)過(guò)所有的測(cè)試解，通過(guò)先進(jìn)先出這種管理操作方式能較好地控制禁忌表的規(guī)模，進(jìn)而提高搜索的效率。(5)根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)條件，判決所述局部最優(yōu)解，獲取全局最優(yōu)解，將該全局最優(yōu)解解碼得到最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；具體地，用局部最優(yōu)解更新當(dāng)前解，判斷是否達(dá)到退出迭代條件(預(yù)設(shè)的檢驗(yàn)周期)，采用靜態(tài)管理法，即判定條件為是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)，若是，則將該評(píng)估出的全局最優(yōu)解的電壓無(wú)功控制變量進(jìn)行解編碼，得到最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)供操作人員參考，對(duì)于所述預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)，可以根據(jù)本專利使用者根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖3，圖3是本發(fā)明的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括依次連接的數(shù)據(jù)抽取單元、斷面極限計(jì)算單元以及最優(yōu)參數(shù)選擇單元。其工作原理是所述數(shù)據(jù)抽取單元，用于抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；所述斷面極限計(jì)算單元，用于在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元，用于根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖4，圖4是本實(shí)施例中的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)抽取單元利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)能全網(wǎng)同步采集機(jī)組和線路的電壓、電流以及重要的開(kāi)關(guān)保護(hù)信號(hào)；它可以為電力系統(tǒng)提供新的測(cè)量和監(jiān)控手段，具有可以在時(shí)間一空間一幅值三維坐標(biāo)下同時(shí)觀察電力系統(tǒng)全局的動(dòng)態(tài)過(guò)程全貌的突出優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)抽取單元包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、同步修正模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以及解調(diào)模塊；
其工作原理是所述濾波模塊，用于對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行防混疊濾波；所述同步修正模塊，用于對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步修正；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述解調(diào)模塊，用于對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)得到數(shù)字化的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元包括潮流計(jì)算模塊和禁忌搜索算法模塊。其工作原理是所述潮流計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；所述禁忌搜索算法模塊，用于利用禁忌搜索算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。優(yōu)選地，所述禁忌搜索算法模塊包括依次連接的初始解生成模塊、測(cè)試解生成模塊、測(cè)試解篩選模塊、禁忌表管理模塊和最優(yōu)解判決模塊。其工作原理是所述初始解生成模塊，用于將所述潮流模塊計(jì)算得到的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)設(shè)為初始解，將該初始解進(jìn)行編碼得到控制變量編碼；所述測(cè)試解生成模塊，用于對(duì)所述控制變量編碼進(jìn)行移動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試解；所述測(cè)試解篩選模塊，用于判決出滿足所述可接受性極限值的約束條件、預(yù)設(shè)電壓、線路潮流約束條件以及期望水平的測(cè)試解；所述禁忌表管理模塊，用于將該測(cè)試解放入禁忌表，采用先進(jìn)先出的技術(shù)更新禁忌表獲取局部最優(yōu)解； 所述最優(yōu)解判決模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)條件，判決所述局部最優(yōu)解，獲取全局最優(yōu)解，將該全局最優(yōu)解解碼得到最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。對(duì)關(guān)鍵斷面進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，進(jìn)一步對(duì)斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，如果系統(tǒng)的安全裕度較高，為充分利用輸電能力，分析計(jì)算保證靜態(tài)、暫態(tài)安全性的輸電斷面極限，依此監(jiān)視斷面穩(wěn)定極限，可以作為方式安排和調(diào)度運(yùn)行的參考。進(jìn)一步地，本發(fā)明采用先進(jìn)的廣域測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)，抽取關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)，考慮到電網(wǎng)無(wú)功電壓實(shí)時(shí)控制是一個(gè)離散的非線性優(yōu)化問(wèn)題，結(jié)合了非常適合于離散組合優(yōu)化問(wèn)題的求解的禁忌搜索等“現(xiàn)代啟發(fā)式”全局搜索尋優(yōu)技術(shù)，使優(yōu)化計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，同時(shí)又保證了優(yōu)化時(shí)間，即滿足了理論設(shè)計(jì)要求，又考慮了實(shí)際工程需要，通過(guò)該算法選取的選取最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，能更好地為相關(guān)調(diào)度人員提供更加準(zhǔn)確的方式安排和調(diào)度運(yùn)行的參考。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，其特征在于，包括步驟抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，其特征在于，所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)包括無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的元件的狀態(tài)、模型和參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，其特征在于，所述抽取電網(wǎng)電壓的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)包括利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；所述獲取過(guò)程包括步驟采集電網(wǎng)電壓的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行防混疊濾波，對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步修正，將所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行解調(diào)得到數(shù)字化的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)具體包括利用禁忌搜索算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，其特征在于，所述禁忌搜索算法包括步驟將所述潮流計(jì)算得到的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)設(shè)為初始解，將該初始解進(jìn)行編碼得到控制變量編碼；對(duì)所述控制變量編碼進(jìn)行移動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試解；判決出滿足所述可接受性極限值的約束條件、預(yù)設(shè)電壓、線路潮流約束條件以及期望水平的測(cè)試解；將該測(cè)試解放入禁忌表，采用先進(jìn)先出的技術(shù)更新禁忌表獲取局部最優(yōu)解；根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)條件，判決所述局部最優(yōu)解，獲取全局最優(yōu)解，將該全局最優(yōu)解解碼得到最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
6.一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的數(shù)據(jù)抽取單元、斷面極限計(jì)算單元以及最優(yōu)參數(shù)選擇單元；所述數(shù)據(jù)抽取單元，用于抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；所述斷面極限計(jì)算單元，用于在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定參數(shù)、暫態(tài)電壓安全參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移參數(shù)的可接受性極限值；所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元，用于根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)抽取單元利用廣域測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)進(jìn)行多端測(cè)量獲取電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)抽取單元包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、同步修正模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以及解調(diào)模塊；所述濾波模塊，用于對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行防混疊濾波；所述同步修正模塊，用于對(duì)所述電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步修正；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述斷面數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述解調(diào)模塊，用于對(duì)所述斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)得到數(shù)字化的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述最優(yōu)參數(shù)選擇單元包括潮流計(jì)算模塊和禁忌搜索算法模塊；所述潮流計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算得到電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；所述禁忌搜索算法模塊，用于利用禁忌搜索算法，從所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，所述禁忌搜索算法模塊包括依次連接的初始解生成模塊、測(cè)試解生成模塊、測(cè)試解篩選模塊、禁忌表管理模塊和最優(yōu)解判決模塊；所述初始解生成模塊，用于將所述潮流模塊計(jì)算得到的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)設(shè)為初始解，將該初始解進(jìn)行編碼得到控制變量編碼；所述測(cè)試解生成模塊，用于對(duì)所述控制變量編碼進(jìn)行移動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試解；所述測(cè)試解篩選模塊，用于判決出滿足所述可接受性極限值的約束條件、預(yù)設(shè)電壓、線路潮流約束條件以及期望水平的測(cè)試解；所述禁忌表管理模塊，用于將該測(cè)試解放入禁忌表，采用先進(jìn)先出的技術(shù)更新禁忌表獲取局部最優(yōu)解；所述最優(yōu)解判決模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)條件，判決所述局部最優(yōu)解，獲取全局最優(yōu)解，將該全局最優(yōu)解解碼得到最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估方法，包括步驟抽取電網(wǎng)電壓估的無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面數(shù)據(jù)；在滿足預(yù)設(shè)的暫態(tài)功角、電壓和頻率安全穩(wěn)定和靜態(tài)安全穩(wěn)定的約束條件下，計(jì)算無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)電壓參數(shù)以及暫態(tài)頻率偏移的參數(shù)可接受性極限值；計(jì)算電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，然后根據(jù)所述可接受性極限值從該運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)中選擇最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。本發(fā)明還提供一種基于斷面抽取的電網(wǎng)電壓無(wú)功實(shí)時(shí)控制評(píng)估系統(tǒng)，通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確對(duì)電網(wǎng)電壓的無(wú)功進(jìn)行分析評(píng)估，能更好地為相關(guān)調(diào)度人員提供更加準(zhǔn)確的方式安排和調(diào)度運(yùn)行的參考。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102255319SQ20111019884
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者余南華, 周伊琳, 孫建偉, 胡亞平 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院