CN103166219A - 基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法。控制系统包括数据处理模块安装于调度中心，用于获取电网状态信息，并将电网运行数据发送给在线稳定决策系统；在线稳定决策系统安装于调度中心，将稳控策略和全局电网信息下发给稳定控制装置；稳定控制装置就地安装于变电站或发电厂；数据转换及通信接口连接在在线稳定决策系统与稳定控制装置之间以及稳定控制装置内部，用于在线稳定决策系统与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的数据通信。本发明基于超实时仿真在线进行电网稳定决策和控制，得到与电网实际工况匹配的控制策略，在一个系统内同时实现预防控制决策和紧急控制决策，对电网进行稳定控制，有效提高电网稳定性。

Description

基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制领域，具体涉及基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法。

背景技术

电力系统是一个复杂的非线性动态系统，存在着功角稳定、频率稳定、电压稳定等多种稳定性问题，电力系统稳定一旦被破坏将造成巨大的经济损失和灾难后果。电力系统安全稳定控制是保障电力系统稳定运行的经济有效手段，包括预防控制、紧急控制和恢复控制三部分，其中紧急控制是指电力系统由于扰动进入紧急状态或极端紧急状态后，为防止系统稳定破坏、运行参数严重超出规定范围、以及事故进一步的扩大引起大范围停电而进行的控制。电力系统紧急控制主要包括切除发电机、切除负荷、汽轮机快关汽门、高压直流功率调制、系统解列等多种措施。

目前，电力系统紧急控制系统主要采用搜索控制策略表的方法来确定紧急控制措施。当电力系统发生故障可能导致稳定破坏时，紧急控制系统根据当前运行状态、故障类型等信息搜索控制策略表，查找并执行对应的紧急控制措施。控制策略表的制定方法主要有“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种：

（1）离线预决策、实时匹配。控制策略表通过离线计算分析归纳，预先准备并存放在稳定控制装置中。这种方法在技术上易于实现，目前被国内外广泛采用。但由于电网运行工况是高维可变的，离线情况下无法考虑全部运行方式和故障的组合，实际系统中通常仅考虑典型运行方式，对预料之外的工况存在策略失配的可能；当电网运行工况发生较大变化时，需要重新计算策略表，对系统变化的适应性较差。

（2）在线预决策、实时匹配。在线情况下根据当前实际运行方式和预想故障集，定周期（如15分钟）地计算得到当前方式下的控制策略表，刷新稳定控制装置内原先存放的策略表。这种方法能够跟踪电网运行工况，对系统变化的适应性较强，但仍存在对“未定义预想故障”失配的可能。当刷新周期内电力系统发生连续故障时，该方法无法及时更新策略表。

以上两种方法都存在假想故障、预先决策的过程，本质上无法摆脱策略失配的理论局限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法，控制系统能够实现大规模电网的超实时仿真，基于超实时仿真在线进行电网稳定决策和控制，得到与电网实际工况匹配的控制策略，并能在一个系统内同时实现预防控制决策和紧急控制决策，从不同层面对电网进行稳定控制，有效提高电网稳定性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统，其改进之处在于，所述控制系统包括数据处理模块10、在线稳定决策系统20、稳定控制装置和数据转换及通信接口50；

所述数据处理模块10安装于调度中心，用于从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站30获取电网状态信息，将电网状态信息整合得到电网运行数据，并将电网运行数据发送给所述在线稳定决策系统20；

所述在线稳定决策系统20安装于调度中心，用于对电网运行状态进行跟踪，定周期地基于预想故障集扫描判断电网薄弱环节，进行预防控制决策和紧急控制决策，生成稳控策略下发给稳定控制装置，并将全局电网信息下发给所述稳定控制装置；

所述稳定控制装置就地安装于变电站或发电厂；

所述数据转换及通信接口50连接在所述在线稳定决策系统20与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的稳控子站30和稳控执行站40之间，用于在线稳定决策系统20与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的数据通信。

其中，所述数据处理模块10采用数据处理器，将所述数据处理模块10从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站30获取的电网状态信息进行多数据源整合后得到电网运行数据；数据处理模块10的数据刷新周期小于2分钟。

其中，所述在线稳定决策系统20包括并行计算平台、故障集模块、故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块；所述故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块分别与所述并行计算平台进行通信；所述故障集模块与故障集扫描及暂态稳定判断模块进行通信；

所述在线稳定决策系统20支持“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种紧急控制决策，并为“实时计算、实时控制”紧急控制决策提供电网全局信息。

其中，所述并行计算平台采用集群服务器作为计算核心，两两服务器之间通过以太网或Infiniband网络互连，所述并行计算平台的CPU核数在100-10000之间；

所述并行计算平台支持任务级并行和任务内并行两种模式；任务级并行是指同时处理多个计算任务，各个计算任务都有独立的CPU和内存资源，相互之间没有数据依赖和通信；任务内并行是指将单个计算任务分解为多个子任务，使用多个CPU进行并行处理，子任务之间存在数据依赖和相互通信；

在并行计算平台上部署电力系统潮流计算模块、暂态稳定计算模块、小干扰计算模块、轨迹灵敏度计算模块；通过任务内并行，暂态稳定计算实现超实时仿真。

其中，所述故障集模块包括电网中发生的故障地点信息、故障方式信息、故障时间信息和继电保护动作信息；

所述故障集扫描及暂态稳定判断模块针对故障集中的每一个故障、基于并行计算平台进行暂态稳定计算，判断在故障下电网是否能够保持稳定运行；

所述离线稳控策略表生成模块是离线情况下针对导致（可能导致）电网失稳的故障分析归纳出的控制策略，存储为策略表形式；

所述在线稳控策略表生成模块是在线情况下针对导致（可能导致）电网失稳的故障给出的控制策略；采用基于灵敏度计算的稳定控制策略筛选方法进行量化分析，针对失稳故障类型穷举稳控措施，基于并行计算平台对稳控措施进行轨迹灵敏度计算，分析不同稳控措施对电网稳定性的影响，然后根据灵敏度计算结果筛选出至少一组的稳控措施，最后通过暂态稳定计算进行仿真验证和对比，得到最优的稳控措施；

所述全局信息生成模块用于“实时计算、实时控制”的稳定控制模式；基于数据处理模块10得到的电网在线状态数据，针对每一个稳控子站30生成相应的全局电网信息，该信息能够表征该稳控子站30控制区域外的电网状态；

所述调度辅助决策模块用于预防控制。

其中，所述稳定控制装置包括稳控子站30和稳控执行站40，其中稳控子站30用于将稳控执行站40的遥信、遥测信息上传给数据处理模块10，同时接收所述在线稳定决策系统20下发的控制策略表和全局电网信息；稳控子站30中配置并行计算平台，能够在电网发生故障时实时地生成稳控策略，然后基于超实时仿真功能对稳控策略进行时域仿真验证，最终在电力系统尚未失稳前计算得到控制措施并出口执行，实现基于超实时仿真的电力系统在线紧急控制；

所述稳控执行站40用于采集就地信息并上传至稳控子站30，同时接收并执行稳控子站30下发的稳定控制命令；

所述稳控子站30和稳控执行站40通过数据转换及通信接口50进行数据通信。

其中，所述稳定控制装置包括以下工作模式：离线策略表控制工作模式、在线策略表控制工作模式和实时控制工作模式；将离线策略表作为备用，当在线稳定决策系统20与稳控子站30的通信异常时自动切换为离线策略表控制；在线策略表控制和实时控制根据需要设定优先顺序。

其中，所述数据转换及通信接口50的通信信道为2Mbit/s或64kbit/s的光纤通信。

本发明基于另一目的提供的一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统的控制方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

①稳控执行站40采集被控制区域电网的状态量，通过数据转换及通信接口50实时地上传至稳控子站30，稳控子站30再将采集数据实时地上传至数据处理模块10；

②数据处理模块10汇集能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳控子站30上传的状态量，每隔2分钟整合出1套电网在线运行数据，将其传送给在线稳定决策系统20；

③在线稳定决策系统20在接收到电网在线运行数据后，启动故障集扫描及暂态稳定判断模块，当存在失稳故障时启动预防控制计算模块、在线稳控策略表生成模块和全局电网信息生成模块，并将得到的在线稳控策略表和全局电网信息下发给稳控子站30；

④当稳控子站30检测到电网发生故障时，将根据设定的控制模式生成控制策略：若控制模式为离线策略表控制或在线策略表控制，稳控子站30搜索离线或在线策略表，根据运行方式和故障匹配相应的稳控措施，然后将控制指令下发给稳控执行站40；

若控制模式为实时控制，稳控子站30首先计算电力系统的灵敏度，根据灵敏度计算结果筛选出若干种稳控方案，然后通过并行计算平台的并行处理和超实时仿真验证稳控方案，得到优化的稳控方案，最后将控制指令下发给稳控执行站40；

⑤所述稳控执行站40接收并执行稳控子站30下发的控制指令。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、本发明提供的基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及其控制方法，支持“实时计算、实时控制”的紧急控制模式，能够在电网发生故障时实时地计算出优化的稳定控制策略，在系统尚未失稳前出口执行；该模式能够跟踪电网变化，得到与运行工况匹配的稳定控制策略，解决了预先决策可能导致的策略失配问题，尤其适用于电网发生连锁故障等连续演变过程时的实时决策和控制。

2、本发明提出同时支持任务级并行和任务内并行的并行计算平台，能够实现大规模电网的超实时仿真，支撑在线紧急控制决策；能够通过轨迹灵敏度计算对稳定控制策略进行筛选，得到有效提高电力系统稳定性的稳控措施，采用的轨迹量化分析方法不受电网和元件模型复杂性的限制，实用性强。

3、本发明在一个系统内同时实现预防控制决策和紧急控制决策，从不同层面对电网进行稳定控制，提高了系统安全性；能够兼容“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种紧急控制模式，并提出这两种模式与“实时计算、实时控制”模式的协调运行机制，在实际运行中可以根据电网具体情况选择不同的紧急控制模式，适应性好。

附图说明

图1是本发明提供的基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统的架构图；其中：10-数据处理模块、20-在线稳定决策系统、30-稳控子站、40-稳控执行站、50-数据转换及通信接口；

图2是本发明提供的在线稳定决策系统的架构图；

图3是本发明提供的稳定控制装置的架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明的目的之一是提出一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统，图1是系统架构图，包括数据处理模块10、在线稳定决策系统20、稳控子站30、稳控执行站40、数据转换及通信接口50。数据处理模块10安装于调度中心，用于从EMS能量管理系统、WAMS广域测量系统和各个稳控子站30获取电网状态信息，采用多数据源整合技术整合得到电网运行数据，发送给在线稳定决策系统20。在线稳定决策系统20安装于调度中心，用于对电网运行状态进行跟踪，定周期地基于预想故障集扫描判断电网薄弱环节，进行预防控制决策和紧急控制决策，其中紧急控制决策支持“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种方法生成稳控策略下发给稳定控制装置，并支持将全局电网信息下发给稳定控制装置。稳控子站30和稳控执行站40共同组成稳定控制装置，就地安装于变电站或发电厂，其中稳控子站30用于将执行站40的遥信、遥测信息上传给数据处理模块10，同时接收在线稳定决策系统20下发的控制策略表、全局电网信息等；稳控执行站40用于采集就地信息并上传至稳控子站30，同时接收并执行稳控子站30下发的稳定控制命令。数据转换及通信接口50用于在线稳定决策系统20与稳控子站30之间、稳控子站30与稳控执行站40之间的数据通信。

1．数据处理模块10

数据处理模块10从EMS系统获取状态估计后的电网运行数据，通过坏数据辨识和过滤以提高数据合理性、结合WAMS测量数据和稳控子站30采集数据进行多源整合以提高数据质量、通过多断面约束潮流计算保证断面功率一致性，最终得到电网的在线运行状态。数据处理模块的数据刷新周期小于2分钟，以保证状态数据的有效性。

2．在线稳定决策系统20

在线稳定决策系统20对电网运行状态进行跟踪，通过故障集扫描判断电网薄弱环节，可离线生成紧急控制策略，亦可在线生成预防控制和紧急控制策略。

在线稳定决策系统20的架构图如图2所示，主要包括并行计算平台、故障集、故障集扫描及暂态稳定判断、离线稳控策略表生成、在线稳控策略表生成、全局信息生成和调度辅助决策等模块。并行计算平台是在线稳定决策系统20的核心基础平台，用于对批量计算任务进行并行化处理，以提高计算速度。并行计算平台采用高性能集群服务器作为计算核心，服务器之间通过高速以太网或Infiniband网络互连，构成并行计算的硬件平台。根据配置规模不同，并行计算平台的CPU核数可以从数百到数千不等。并行计算平台同时支持任务级并行和任务内并行两种模式：任务级并行是指同时处理多个计算任务，各个计算任务都有独立的CPU、内存等资源，相互之间没有数据依赖和通信；任务内并行是指将单个计算任务分解为多个子任务，使用多个CPU进行并行处理以提高计算速度，子任务之间存在数据依赖和相互通信。在并行计算平台上可以部署电力系统潮流计算、暂态稳定计算、小干扰计算、轨迹灵敏度计算等模块。通过任务内并行，暂态稳定计算可以实现超实时仿真，对20000节点规模的大电网，仿真5秒的暂态过程实际仅需1秒左右。

故障集模块中的故障集是预先定义的电网故障集合，包含了电网中可能发生的故障地点、故障方式、故障时间和继电保护动作等信息。大规模电网可能发生的故障种类非常多，针对每一个故障进行在线稳定决策是既不现实也不必要的，一般需要通过故障筛选得到典型故障的集合。

故障集扫描及暂态稳定判断模块针对故障集中的每一个故障、基于并行计算平台进行暂态稳定计算，判断在该故障下电网是否能够保持稳定运行。

离线稳控策略表生成模块是离线情况下针对可能导致电网失稳的故障分析归纳出相应的控制策略，存储为策略表形式。首先在电网运行方式、失稳故障类型、可能的稳控措施三个维度上进行组合，针对特定的运行方式和故障类型穷举出所有可能的稳控措施，然后基于并行计算平台逐一进行暂态稳定计算，通过对比寻找优化的稳控措施，作为该运行方式和故障类型下的稳控策略。由于组合数目庞大，离线稳控策略表的计算工作量很大。生成的离线稳控策略表下发并存储在稳控子站30中。

在线稳控策略表生成模块是在线情况下针对可能导致电网失稳的故障给出相应的控制策略，此时电网运行方式已确定，组合时减少了一个维度。为进一步减少计算量、达到在线应用要求，本发明中使用了“穷举-筛选-验证”方法，引入轨迹灵敏度计算进行量化分析。首先针对失稳故障类型穷举可能的稳控措施，基于并行计算平台对稳控措施进行轨迹灵敏度计算，分析不同措施对电网稳定性的影响；然后根据灵敏度计算结果筛选出能够有效提高电网稳定性的几个稳控措施；最后通过暂态稳定计算对筛选出的稳控措施进行仿真比较，得到优化的稳控措施。生成的在线稳控策略表下发并存储在稳控子站30中，每个数据刷新周期会更新一次。

全局信息生成模块用于“实时计算、实时控制”的稳定控制模式。基于数据处理模块10得到的电网在线状态数据，针对每一个稳控子站30生成相应的全局电网信息，该信息能够表征该稳控子站30控制区域外的电网状态。当稳控子站30的控制区域内发生故障时，稳控子站30可结合全局电网信息和就地采集数据实时计算出稳控措施。生成的全局电网信息下发并存储在稳控子站30中，每个数据刷新周期会更新一次。

调度辅助决策模块是用于预防控制。基于本发明已有的并行计算平台、故障集、故障集扫描及暂态稳定判断、轨迹灵敏度计算等，针对可能导致电网失稳的故障提出系统运行方式调整建议，使得调整后的系统在这些故障情况下能够维持安全稳定。

3．稳控子站30和稳控执行站40

一台稳控子站30和若干台稳控执行站40组成一套稳定控制装置，其架构图如图3所示。稳控执行站40包括交流量采集、开关量输入、开关量输出、GPS同步等模块，负责采集就地信息并上传至稳控子站30，同时接收稳控子站30下发的控制命令。稳控子站30包括并行计算平台、计算分析、故障判断、决策输出等模块，将区域内的遥信、遥测数据信息上传给数据处理模块10，同时接收在线稳定决策系统20下发的离线/在线策略表和全局电网信息。

稳定控制装置有三种工作模式：

（1）离线策略表控制。在电力系统发生故障时，稳控子站30识别出故障类型，根据当前的电网运行方式和故障类型搜索离线策略表，查找到对应的稳控措施，然后将控制指令发给执行站40。

（2）在线策略表控制。在电力系统发生故障时，稳控子站30根据识别出的故障类型搜索在线策略表，查找到对应的稳控措施，然后将控制指令发给稳控执行站40。

（3）实时控制。在电力系统发生故障时，稳控子站30识别出故障类型，根据在线决策系统20下发的全局电网信息和就地采样数据，采用“穷举-筛选”方法实时地生成稳控策略；然后基于并行计算平台的超实时仿真功能对稳控策略进行时域仿真，验证策略的有效性；最后将验证后的稳控策略发送给稳控执行站40，执行控制措施。由于采用了超实时仿真，能够在系统尚未失稳前计算得到控制措施并出口执行，实现基于超实时仿真的电力系统在线紧急控制。

三种控制模式可根据需要配置不同的优先级。一般将离线策略表作为备用，当在线稳定决策系统20与稳控子站30的通信异常时自动切换为离线策略表控制。在线策略表控制和实时控制可根据需要设定优先顺序，例如将在线策略表控制作为首选控制措施，当在线策略表内匹配失败时采用实时控制；也可首选采用实时控制，当实时控制不能满足时间要求时采用在线策略表控制。

4．数据转换及通信接口50

数据处理模块10和在线稳定决策系统20一般安装在调度中心，稳控子站30和稳控执行站40安装在被控制区域内的不同厂站，相互之间通过数据转换及通信接口50进行通信，传送采样值、控制命令、策略表和全局电网信息等数据。通信通道主要为2Mbit/s或64kbit/s的光纤通信。

实施例

下面详细描述本发明的一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统的工作流程。

为便于描述，假定系统只包含一个稳控子站301，外接401、402、403三个稳控执行站，其中稳控执行站401采集发电厂A（共2台发电机A1和A2）的电压、电流、有功出力和无功出力等，并可切除电厂A的任意发电机；稳控执行站402采集发电厂B（共3台发电机B1、B2和B3）的电压、电流、有功出力和无功出力等，并可切除电厂B的任意发电机；稳控执行站403采集送出线路L的电压、电流、有功功率和无功功率等。

在线稳定决策控制系统运行前，用户根据电网情况和运行经验制定故障集，并根据电网典型运行方式和故障集计算得到离线的控制策略表，下发给稳控子站301作为后备的稳控策略。在运行过程中，离线策略表也可定期更新。

在线稳定决策控制系统运行时，有以下几个步骤：

①稳控执行站401、402、403采集被控制区域电网的状态量，通过数据转换及通信接口50实时地上传至稳控子站301，稳控子站301再将采集数据实时地上传至数据处理模块10。

②数据处理模块10汇集EMS、WAMS和稳定控制装置上传的状态量，每隔2分钟整合出1套电网在线运行数据，将其传送给在线稳定决策系统20。

③在线稳定决策系统20在接收到新的电网在线运行数据后，启动故障集扫描及暂态稳定判断，当存在失稳故障时启动预防控制计算、在线稳控策略表计算和全局电网信息计算，并将得到的在线稳控策略表和全局电网信息下发给稳控子站301。通过并行计算平台的并行处理和超实时仿真，可以保证该过程在2分钟内完成，不影响下次计算更新。

④当稳控子站301检测到送出线路L发生故障（如双回线短路后跳开）时，将根据设定的控制模式生成控制策略。若控制模式为离线策略表控制或在线策略表控制，稳控子站301会搜索离线或在线策略表，根据线路L故障前输送功率查找相应的稳控措施，然后将控制指令下发给稳控执行站401、402；若控制模式为实时控制，稳控子站301首先计算系统稳定裕度相对于发电机A1、A2、B1、B2、B3出力的灵敏度，根据灵敏度计算结果筛选出若干种稳控方案，然后通过并行计算平台的并行处理和超实时仿真验证稳控方案，得到优化的稳控方案，最后将控制指令下发给稳控执行站401、402。

⑤稳控执行站401、402接收并执行稳控子站301下发的控制指令。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述控制系统包括数据处理模块（10）、在线稳定决策系统（20）、稳定控制装置和数据转换及通信接口（50）；

所述数据处理模块（10）安装于调度中心，用于从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站（30）获取电网状态信息，将电网状态信息整合得到电网运行数据，并将电网运行数据发送给所述在线稳定决策系统（20）；

所述在线稳定决策系统（20）安装于调度中心，用于对电网运行状态进行跟踪，定周期地基于预想故障集扫描判断电网薄弱环节，进行预防控制决策和紧急控制决策，生成稳控策略下发给稳定控制装置，并将全局电网信息下发给所述稳定控制装置；

所述稳定控制装置就地安装于变电站或发电厂；

所述数据转换及通信接口（50）连接在所述在线稳定决策系统（20）与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的稳控子站（30）和稳控执行站（40）之间，用于在线稳定决策系统（20）与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的数据通信。

2.如权利要求1所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述数据处理模块（10）采用数据处理器，将所述数据处理模块（10）从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站（30）获取的电网状态信息进行多数据源整合后得到电网运行数据；数据处理模块（10）的数据刷新周期小于2分钟。

3.如权利要求1所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述在线稳定决策系统（20）包括并行计算平台、故障集模块、故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块；所述故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块分别与所述并行计算平台进行通信；所述故障集模块与故障集扫描及暂态稳定判断模块进行通信；

所述在线稳定决策系统（20）支持“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种紧急控制决策，并为“实时计算、实时控制”紧急控制决策提供电网全局信息。

4.如权利要求3所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述并行计算平台采用集群服务器作为计算核心，两两服务器之间通过以太网或Infiniband网络互连，所述并行计算平台的CPU核数在100-10000之间；

所述并行计算平台支持任务级并行和任务内并行两种模式；任务级并行是指同时处理多个计算任务，各个计算任务都有独立的CPU和内存资源，相互之间没有数据依赖和通信；任务内并行是指将单个计算任务分解为多个子任务，使用多个CPU进行并行处理，子任务之间存在数据依赖和相互通信；

在并行计算平台上部署电力系统潮流计算模块、暂态稳定计算模块、小干扰计算模块、轨迹灵敏度计算模块；通过任务内并行，暂态稳定计算实现超实时仿真。

5.如权利要求3所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述故障集模块包括电网中发生的故障地点信息、故障方式信息、故障时间信息和继电保护动作信息；

所述故障集扫描及暂态稳定判断模块针对故障集中的每一个故障、基于并行计算平台进行暂态稳定计算，判断在故障下电网是否能够保持稳定运行；

所述离线稳控策略表生成模块是离线情况下针对导致电网失稳的故障分析归纳出的控制策略，存储为策略表形式；

所述在线稳控策略表生成模块是在线情况下针对导致电网失稳的故障给出的控制策略；采用基于灵敏度计算的稳定控制策略筛选方法进行量化分析，针对失稳故障类型穷举稳控措施，基于并行计算平台对稳控措施进行轨迹灵敏度计算，分析不同稳控措施对电网稳定性的影响，然后根据灵敏度计算结果筛选出至少一组的稳控措施，最后通过暂态稳定计算进行仿真验证和对比，得到最优的稳控措施；

所述全局信息生成模块用于“实时计算、实时控制”的稳定控制模式；基于数据处理模块（10）得到的电网在线状态数据，针对每一个稳控子站（30）生成相应的全局电网信息，该信息能够表征该稳控子站（30）控制区域外的电网状态；

所述调度辅助决策模块用于预防控制。

6.如权利要求1所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述稳定控制装置包括稳控子站（30）和稳控执行站（40），其中稳控子站（30）用于将稳控执行站（40）的遥信、遥测信息上传给数据处理模块（10），同时接收所述在线稳定决策系统（20）下发的控制策略表和全局电网信息；稳控子站（30）中配置并行计算平台，能够在电网发生故障时实时地生成稳控策略，然后基于超实时仿真功能对稳控策略进行时域仿真验证，最终在电力系统尚未失稳前计算得到控制措施并出口执行，实现基于超实时仿真的电力系统在线紧急控制；

所述稳控执行站（40）用于采集就地信息并上传至稳控子站（30），同时接收并执行稳控子站（30）下发的稳定控制命令；

所述稳控子站（30）和稳控执行站（40）通过数据转换及通信接口（50）进行数据通信。

7.如权利要求6所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述稳定控制装置包括以下工作模式：离线策略表控制工作模式、在线策略表控制工作模式和实时控制工作模式；将离线策略表作为备用，当在线稳定决策系统（20）与稳控子站（30）的通信异常时自动切换为离线策略表控制；在线策略表控制和实时控制根据需要设定优先顺序。

8.如权利要求1所述的电网在线稳定决策控制系统，其特征在于，所述数据转换及通信接口（50）的通信信道为2Mbit/s或64kbit/s的光纤通信。

9.一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

①稳控执行站（40）采集被控制区域电网的状态量，通过数据转换及通信接口（50）实时地上传至稳控子站（30），稳控子站（30）再将采集数据实时地上传至数据处理模块（10）；

②数据处理模块（10）汇集能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳控子站（30）上传的状态量，每隔2分钟整合出1套电网在线运行数据，将其传送给在线稳定决策系统（20）；

③在线稳定决策系统（20）在接收到电网在线运行数据后，启动故障集扫描及暂态稳定判断模块，当存在失稳故障时启动预防控制计算模块、在线稳控策略表生成模块和全局电网信息生成模块，并将得到的在线稳控策略表和全局电网信息下发给稳控子站（30）；

④当稳控子站（30）检测到电网发生故障时，将根据设定的控制模式生成控制策略：若控制模式为离线策略表控制或在线策略表控制，稳控子站（30）搜索离线或在线策略表，根据运行方式和故障匹配相应的稳控措施，然后将控制指令下发给稳控执行站（40）；

若控制模式为实时控制，稳控子站（30）首先计算电力系统的灵敏度，根据灵敏度计算结果筛选出若干种稳控方案，然后通过并行计算平台的并行处理和超实时仿真验证稳控方案，得到优化的稳控方案，最后将控制指令下发给稳控执行站（40）；

⑤所述稳控执行站（40）接收并执行稳控子站（30）下发的控制指令。

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