CN102185297A - 一种基于网络重构的系统恢复控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于网络重构(FDIR)的系统恢复控制方法。根据电网的实际运行情况和恢复初始状态，采用恢复目标筛选方法在最短的时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电，在选择恢复目标和确定恢复步骤时。在系统恢复过程中，首先把对发电厂和变电站送电作为主要目标，然后再由路径搜索、可行性校验、开关操作等将它们分解成一系列相关子目标，并分别求解。对并网操作，则将待并网孤岛厂站作为目标厂站，同样将其分解成路径搜索、可行性校验、开关操作等子目标并分别求解。在电网结构模型知识库基础上，采取面向厂站的层次推理控制策略，建立宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，较好地解决了搜索空间庞大和组合爆炸的难题。

Description

一种基于网络重构的系统恢复控制方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，提供了一种基于网络重构(FDIR)的系统恢复控制方法。

背景技术

现代电力系统运行中，电力系统大面积停电事故是需要引起高度重视的问题。近些年来，国内外电力系统由于稳定破坏曾发生多次大面积停电事故，给国民经济造成极大损害，使社会和人民生活受到很大影响。保证电力系统安全稳定运行，防止大面积停电事故是现代电力系统面临的一项迫切而又重大的任务。另一方面，一旦电力系统发生事故，如何采取正确有效的措施尽可能地缩小停电范围、缩短停电时间，及早恢复供电，成为一个和预防电力系统事故同样重要的问题。

电力系统事故处理是一个极其复杂的实时决策过程，存在许多不确定性的因素。专家系统为解决这一问题提供了一条有希望的途径，这种以领域专家知识和经验为基础进行问题求解的计算机软件系统，在解决复杂的、不确定的信息处理及决策问题方面具有很大潜力。

抚顺电网网络重构需要分析：抚顺电网由6个子网组成，分别是李石寨网、元龙网、河北网、工农网、和平网、东部网，66kV及以上部分一直以环网方式运行，存在很大的安全隐患，并且发生过几起重大事故。抚顺供电公司投入大量资金对送电线路进行改造，2003年4月起部分地区陆续实现解网运行。解网运行后，许多重要负荷缺少多电源支持，一旦发生事故将造成巨大损失，后果不堪设想。为保证在电网事故情况下对重要用户可靠供电，可以采用网络重构办法解决这一生产中的重大难题。

现场远动装置动作后，既向集控站传送信息，同时也向CC-2000系统传送信息。当前CC-2000系统收到故障信息后，没有作网络重构方面的进一步处理，也不具备向有关的控制装置发送控制指令的功能。

在网络重构系统中，电力系统的恢复控制是最为关键的一环，只有处理好这一环节，系统才能实现准确无误的网络重构，才能对损失的负载快速准确及时的供电，才不会导致系统出现大面积的停电。

发明内容

网络重构中的系统恢复是整个网络重构功能的核心部分，决定着该功能能否准确、及时、快速的实现网络重构功能。

本发明提供了一种基于网络重构(FDIR)的系统恢复控制方法，采用面向母线的网络结线分析和网络状态分析算法分别对厂站和孤岛内部进行网络接线分析作为恢复的初始状态，采用恢复目标筛选法对恢复目标在最短时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电。在选择恢复目标和确定恢复步骤时，充分考虑其共性问题。采用宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，较好地解决了搜索空间庞大和组合爆炸的难题。系统恢复过程操作开关的基本思路是，在电网结构模型知识库的基础上，对厂站之间的线路关联关系和设备之间的开关关联关系进行分析判断，把以厂站为序列的恢复路径转化为对应的设备(母线、线路等)序列和开关序列。

依据本发明的一种基于网络重构(FDIR)的系统恢复控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1、恢复状态初始分析，第一，在故障诊断为解列的基础上，对以厂站为结构单元的各个解列部分接线作为进一步分析，判断每个厂站内部母线之间是否发生隔离；第二，根据电压信息和开关状态对各个孤岛进行分析，形成各个运行孤岛单链表和所有停电厂站单链表；恢复状态初始分析贯穿整个恢复过程始终，根据实时信息不断刷新各类对象状态，使之与电网当前状态一致；算法方面，包括面向母线的网络结线分析和网络状态分析两部分；

步骤2、恢复目标筛选，系统恢复的全局目标概括为在最短时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电；在选择恢复目标和确定恢复步骤时，应充分考虑的共性问题：(1)机组启动电源；(2)无功功率平衡；(3)有功功率平衡；(4)网络恢复和加强；在系统恢复过程中，首先把对发电厂和变电站送电作为主要目标，然后再由路径搜索、可行性校验和开关操作将主要目标分解成一系列相关子目标，并分别求解；对并网进行操作，则将待并网孤岛厂站作为目标厂站，同样将其分解成路径搜索、可行性校验和开关操作子目标分别求解；当主网恢复完毕，再考虑设备级恢复及网络加强；目标厂站的选择依据以下的优先次序进行：

1)对有自启动能力的发电厂根据情况自行启动发动机组；

2)恢复核电厂的厂用电源；

3)恢复火电厂的常用电源，大型电厂和保持热启动能力的机组优先；

4)恢复变电站带电，电压等级较高和负荷较重的变电站优先；

5)将相邻运行区域恢复并网运行；

6)网络加强，对负荷进行送电；

步骤3、恢复路径搜索，在电网结构模型知识库基础上，采取面向厂站的层次推理控制策略，简历宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，确定恢复路径的步骤为：

(1)从目标厂站开始，应用宽度优先搜索法逐层搜索对端关联厂站，直至找到带电厂站为止；

(2)由带电厂站开始，以上一步经历的厂站为搜索空间，应用深度优先搜索法搜索到初始目标厂站，得到所有可能的以厂站为序列的最短恢复路径；

步骤4、恢复路径可行性校验，检查恢复路径中有无发生永久性故障的设备，并调用潮流程序计算过电压，以检验是否可行；

步骤5、恢复过程开关操作步骤，在电网结构模型知识库的基础上，对厂站之间的线路关联关系和设备之间的开关关联关系进行分析判断，把以厂站为序列的回复路径转化为对应设备序列和开关序列；在制定开关操作步骤时，遵守有关调度规程规定，在恢复送电之前首先要拉开停电区域中的全部开关，不允许用同一开关同时对多个设备送电。

本发明的有益效果是：根据电网的实际运行情况和恢复初始状态，采用恢复目标筛选方法在最短的时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电，在选择恢复目标和确定恢复步骤时，充分考虑了共性问题。在系统恢复过程中，首先把对发电厂和变电站送电作为主要目标，然后再由路径搜索、可行性校验、开关操作等将它们分解成一系列相关子目标，并分别求解。对并网操作，则将待并网孤岛厂站作为目标厂站，同样将其分解成路径搜索、可行性校验、开关操作等子目标并分别求解。在电网结构模型知识库基础上，采取面向厂站的层次推理控制策略，建立宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，较好地解决了搜索空间庞大和组合爆炸的难题。在系统恢复过程中特别注意了开关操作步骤，一般不允许同一开关同时对多个设备送电。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是依据本发明的方法的恢复控制推理流程图。

图2是系统恢复控制策略图。

具体实施方式

参见图1依据本发明的方法的恢复控制推理流程图。

网络重构中的控制指令是指，发生故障以后为恢复供电而必需的一系列开关操作指令。根据开关动作不同，控制指令分为联切指令和合闸指令两大类。制定联切指令必须慎重，只有在事先计算分析后，合闸操作确实不能满足同期或网络安全时，方可切除必要的线路或负荷。联切指令发出后，应当确认开关操作是否成功。

出于防止非同期并列、防止过负荷等方面的考虑，合闸指令通常在联切指令之后执行。发送合闸指令之前，应当检查开关是否接地、是否挂牌检修。不得向不具备合闸条件的开关发送合闸指令。

网络重构系统需要重合闸失败信号。只使用重合闸信号可能导致误动作。

1、恢复状态初始分析

有两层含义：其一，在故障诊断为解列的基础上，对以厂站为结构单元的各个解列部分结线作进一步分析，判断每个厂站内部母线之间是否发生隔离。其二，根据电压信息和开关状态对各个孤岛进行分析，形成各个运行孤岛单链表和所有停电厂站单链表。恢复状态初始分析贯穿整个恢复过程始终，根据实时信息不断刷新各类对象状态，使之与电网当前状态一致。算法方面，包括面向母线的网络结线分析和网络状态分析两部分。

2、恢复目标筛选方法

系统恢复的全局目标可以概括为在最短时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电。在选择恢复目标和确定恢复步骤时，应充分考虑的共性问题：(1)机组启动电源；(2)无功功率平衡；(3)有功功率平衡；(4)网络恢复和加强。提出一种面向厂站的恢复控制层次推理方法，在系统恢复过程中，首先把对发电厂和变电站送电作为主要目标，然后再由路径搜索、可行性校验、开关操作等将它们分解成一系列相关子目标，并分别求解。对并网操作，则将待并网孤岛厂站作为目标厂站，同样将其分解成路径搜索、可行性校验、开关操作等子目标并分别求解。当主网恢复完毕(无停电厂站和运行孤岛)，再考虑设备级恢复及网络加强。目标厂站的选择可参考以下优先次序：

1)对有自启动能力的发电厂(如水电站)根据情况自行启动发电机组

2)恢复核电厂的厂用电源

3)恢复火电厂的厂用电源，大型电厂和保持热启动能力的机组优先

4)恢复变电站带电，电压等级较高和负荷较重的变电站优先

5)将相邻运行区域恢复并网运行

6)网络加强，对负荷送电。

3、恢复路径搜索及其可行性校验

在电网结构模型知识库基础上，采取面向厂站的层次推理控制策略，建立宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，较好地解决了搜索空间庞大和组合爆炸的难题。确定恢复路径的主要步骤为：

(1)从目标厂站开始，应用宽度优先搜索法逐层搜索对端关联厂站，直至找到带电厂站为止；

(2)由带电厂站开始，以上不经历的厂站为搜索空间，应用深度优先搜索法搜索到初始目标厂站，得到所有可能的以厂站为序列的最短恢复路径；

(3)检查恢复路径中有无发生永久性故障的设备，并调用潮流程序计算过电压，以检验是否可行。

4、恢复过程开关操作步骤

基本思路是，在电网结构模型知识库的基础上，对厂站之间的线路关联关系和设备之间的开关关联关系进行分析判断，把以厂站为序列的恢复路径转化为对应的设备(母线、线路等)序列和开关序列。在制定开关操作步骤时，要遵守有关调度规程规定，如：在恢复送电之前首先要拉开停电区域中的全部开关，即一般不允许用同一开关同时对多个设备送电。

5、恢复控制推理流程

图2是依据本发明的方法的系统恢复控制策略图，通过scada采集发送过来的电压遥测信号，结合系统跳闸信号，如系统有备自投装置就启动重合闸，如重合闸成功系统就能恢复正常，如重合闸不成功就启动网络重构程序对系统进行重构恢复。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (1)

1.一种基于网络重构(FDIR)的系统恢复控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、恢复状态初始分析，第一，在故障诊断为解列的基础上，对以厂站为结构单元的各个解列部分接线作为进一步分析，判断每个厂站内部母线之间是否发生隔离；第二，根据电压信息和开关状态对各个孤岛进行分析，形成各个运行孤岛单链表和所有停电厂站单链表；恢复状态初始分析贯穿整个恢复过程始终，根据实时信息不断刷新各类对象状态，使之与电网当前状态一致；算法方面，包括面向母线的网络结线分析和网络状态分析两部分；

步骤2、恢复目标筛选，系统恢复的全局目标概括为在最短时间内恢复对系统75％-90％的负荷供电；在选择恢复目标和确定恢复步骤时，应充分考虑的共性问题：(1)机组启动电源；(2)无功功率平衡；(3)有功功率平衡；(4)网络恢复和加强；在系统恢复过程中，首先把对发电厂和变电站送电作为主要目标，然后再由路径搜索、可行性校验和开关操作将主要目标分解成一系列相关子目标，并分别求解；对并网进行操作，则将待并网孤岛厂站作为目标厂站，同样将其分解成路径搜索、可行性校验和开关操作子目标分别求解；当主网恢复完毕，再考虑设备级恢复及网络加强；目标厂站的选择依据以下的优先次序进行：

1)对有自启动能力的发电厂根据情况自行启动发动机组；

2)恢复核电厂的厂用电源；

3)恢复火电厂的常用电源，大型电厂和保持热启动能力的机组优先；

4)恢复变电站带电，电压等级较高和负荷较重的变电站优先；

5)将相邻运行区域恢复并网运行；

6)网络加强，对负荷进行送电；

步骤3、恢复路径搜索，在电网结构模型知识库基础上，采取面向厂站的层次推理控制策略，简历宽度优先与深度优先相结合的最短路径搜索算法，确定恢复路径的步骤为：

(1)从目标厂站开始，应用宽度优先搜索法逐层搜索对端关联厂站，直至找到带电厂站为止；

(2)由带电厂站开始，以上一步经历的厂站为搜索空间，应用深度优先搜索法搜索到初始目标厂站，得到所有可能的以厂站为序列的最短恢复路径；

步骤4、恢复路径可行性校验，检查恢复路径中有无发生永久性故障的设备，并调用潮流程序计算过电压，以检验是否可行；

步骤5、恢复过程开关操作步骤，在电网结构模型知识库的基础上，对厂站之间的线路关联关系和设备之间的开关关联关系进行分析判断，把以厂站为序列的回复路径转化为对应设备序列和开关序列；在制定开关操作步骤时，遵守有关调度规程规定，在恢复送电之前首先要拉开停电区域中的全部开关，不允许用同一开关同时对多个设备送电。

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