CN103576562B - 一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法，包括：步骤1、加载电力系统运行数据；步骤2、遍历稳控策略引表中的条目，稳控策略引表与方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表分别有索引关系，遍历稳控策略引表中的条目时，依次判断运行数据是否满足某一条目下的方式约束、监测约束、故障约束和后验约束，发现运行数据满足某一条目下的所有约束条件时，执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3、对该条目下对应的稳控动作进行暂态稳定仿真，如果系统稳定则判断稳控动作为电力系统合适的稳控策略，否则执行步骤4；步骤4、给出预警信息。本发明提供的一种综合评估方法，策略描述规范严谨，匹配分析快速高效。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统监控领域，具体涉及一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法。
背景技术
近年来，伴随着我国经济高速发展，电力需求不断增加和对可靠电力供应的依赖程度越来越高。仅通过电网建设、备用容量的增加以及新型装置的投入，是难以根本解决系统的稳定运行问题。因此，客观分析我国电网的安全形势和存在的问题，在跨大区电网互联和电力市场改革的新环境下，研究采用在线运行数据，对电网的离线策略表中各种故障进行扫描，及时校核安全稳定控制策略，根据运行方式变化，及时提出控制策略优化建议，对提高系统的稳定运行水平和抵御故障能力就显得愈加重要。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法，包括：
步骤1、加载电力系统运行数据；
步骤2、遍历稳控策略引表中的条目，所述稳控策略引表与方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表分别有索引关系，遍历所述稳控策略引表中的条目时，依次判断所述运行数据是否满足某一所述条目下的方式约束、监测约束、故障约束和后验约束，发现运行数据满足某一所述条目下的所有所述约束条件时，执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3、对所述满足所有所述约束条件的条目下对应的稳控动作进行暂态稳定仿真，如果系统稳定则判断所述稳控动作为所述电力系统合适的稳控策略，否则执行步骤4；
步骤4、判断没有所述电力系统的合适的稳控策略，给出预警信息。
本发明提供的第一优选实施例中：所述稳控策略引表、方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表均为采用CIM/E描述规范的生成的能够由程序识别的描述文件；
所述描述规范支持基本的数学运算和逻辑运算规则，运算规则采用与C语言同样的语法结构。
本发明提供的第二优选实施例中：所述步骤2中判断运行数据是否满足稳控策略约束条件时，采用分层描述的方式稳控策略约束条件，把稳控策略条件分为方式约束条件、监测约束条件、故障约束条件、后验约束条件四个类型的约束条件；
当所述四类型的约束条件同时满足时，匹配成功，则执行步骤S3；
若某一条目下某类型的约束条件不满足，则所述条目下其他类型的约束条件无需判断；
判断运行数据满足某任意一个所述条目下的所有所述约束条件时，确定所述条目对应的稳控动作为所述稳控系统唯一匹配的稳控动作。
本发明提供的第三优选实施例中：所述方式约束描述电力系统的运行方式，所述运行方式包括正常方式、检修方式，所述方式约束包括关键元件的投运状态。
本发明提供的第四优选实施例中：所述监测约束定义了稳控策略动作的各个量测区间，包括某线路功率或某电厂投运机组数量。
本发明提供的第五优选实施例中：所述故障约束定义了故障动作、描述和故障结果。
本发明提供的第六优选实施例中：所述后验条件用于描述当发生稳控动作后，所述电力系统需满足的条件，若不满足则需退回到所述稳控动作发生前的状态。
本发明提供的一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法的有益效果包括：
1、本发明提供的一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法，提出了基于CIM/E的电力系统稳控策略描述规范，规范具有较好的通用性和扩展性，为稳控策略优化等其他工作打下了良好的基础，策略描述规范严谨，匹配分析快速高效，校核预警及时准确，对电力系统运行的各种状态都有较好的适应性，整体过程自动化程度较高，为用户省去了许多查找、设置等重复性操作，可大大提高调度员的工作效率。
2、基于电力系统三道防线的理论，提出采用分层描述的方式稳控策略约束条件，包括方式约束、监测约束、故障约束和后验约束，全部约束条件满足时判断该条目下的稳控策略为该电力系统唯一的稳控策略，如果有任意一个约束条件不满足，则该条目下其他类型的约束条件无需判断，节省判断时间。
附图说明
如图1所示为本发明提供的一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法的流程图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
本发明提供一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法，如图1所示为该方法的流程图，由图1可知，该方法包括：
步骤1、加载电力系统运行数据。
步骤2、遍历稳控策略引表中的条目，该稳控策略引表与方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表分别有索引关系，遍历稳控策略引表中的条目时，依次判断该运行数据是否满足某一条目下的方式约束、监测约束、故障约束和后验约束，发现运行数据满足某一条目下的所有约束条件时，执行步骤3，否则执行步骤4。
步骤3、对该满足所有约束条件的条目下对应的稳控动作进行暂态稳定仿真，如果系统稳定则判断该稳控动作为该电力系统合适的稳控策略，否则执行步骤4。
步骤4、判断没有该电力系统的合适的稳控策略，给出预警信息。
根据电力系统稳控策略内容，生成可由程序识别的采用CIM/E描述规范的描述文件，当电力系统运行状态改变后，自动把当前状态与稳控策略进行匹配分析，找到其中合适的稳控动作进行仿真计算。
CIM/E将电力系统传统的面向关系的数据描述方式与面向对象的CIM相结合，既保留了面向关系方法的高效率，继承了其长期的研究成果，又吸收了面向对象方法的特点（如类的继承性等）。CIM/E的命名源于：CIM（Common Information Model，公共信息模型）以及Easy（简单）、Efficiency（高效）、Electric-power（电力）3个英文词头，具有简洁、高效和适用于描述和交换大型电网模型的特点，具有良好的通用性和扩展性。
基于CIM/E的一种模式描述文件，用于规范应用指定的模式。类定义模板文件描述了应用模式包含的类及其属性，包括每个属性的名称、类型、长度、量纲和备注等，关联属性描述了类与类之间的关联关系。下表为CIM/E描述规范中采用的符号定义。
表1CIM/E符号定义
| 序号 | 符号 | 定义 |
| 1 | <> | 类起始符 |
| 2 | </> | 类结束符 |
| 3 | <! | 系统声明起始符 |
| 4 | !> | 系统声明结束符 |
| 5 | @ | 数据块头引导符（横表式） |
| 6 | @# | 数据块头引导符（纵表式） |
| 7 | # | 数据行引导符 |
| 8 | // | 注释引导符 |
| 9 | :: | 类和实体连接符 |
| 10 | = | 赋值连接符 |
| 11 | . | 名称连接符，父类与子类的连接符 |
| 12 | * | 指针引导符 |
| 13 | 空格 | 由一个或连续多个空格或制表符（Tab）组 |
| 成 | ||
| 14 | ’ | 含空格的字符数据，前后加单引号 |
| 15 | - | 该项数据为空 |
以上符号均为英文半角符号。
进一步的，步骤2中判断运行数据是否满足稳控策略约束条件时，采用分层描述的方式稳控策略约束条件，把稳控策略条件分为方式约束条件、监测约束条件、故障约束条件、后验约束条件4个类型。当4类条件同时满足时，匹配成功，相应稳控动作加入仿真计算；若某类条件不满足，则其他类条件无需判断，可节省匹配时间。同时根据稳控策略唯一性原则，在确定的电力系统运行状态下，发生某一故障时，稳控系统有且只有一组与之匹配的稳控动作（含无动作策略）因此，判断运行数据满足某任意一个条目下的所有约束条件时，应该立即确定该条目对应的稳控动作为该稳控系统唯一匹配的稳控动作。
采用分层描述的方式稳控策略约束条件是基于电力系统三道防线的理论，在电网运行过程中，同样的扰动于不同潮流状态下，采用的稳控措施也往往是不相同的。具体的，方式约束描述电力系统的运行方式，包括正常方式、检修方式等，如关键元件的投运状态；监测约束定义了稳控策略动作的各个量测区间，如某线路功率或某电厂投运机组数量等；故障约束定义了故障动作、描述和故障结果等；后验条件用于描述当发生稳控动作后，系统需满足的条件，若不满足则需退回到稳控动作发生前的状态。
步骤3中的稳控动作定义了稳控策略动作的具体执行信息，如切除机组、切除负荷、直流调制等。
主要数据表结构描述如下：
表2：稳控策略索引表
表3：方式约束表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 方式约束ID | ID | 长整型 |
| 2. | 方式约束名称 | FsName | 字符串 | |
| 3. | 方式约束公式 | FsExp | 字符串 |
表4：监测约束表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 监测约束ID | ID | 长整型 | 400101 |
| 2. | 监测约束名称 | JcName | 字符串 | |
| 3. | 监测约束公式 | JcExp | 字符串 |
表5：故障约束表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 故障约束ID | ID | 长整型 | 700001 |
| 2. | 故障约束名称 | GzName | 字符串 | |
| 3. | 故障动作公式 | GzExp | 字符串 | |
| 4. | 保护动作公式 | BhExp | 字符串 |
表6：后验约束表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 后验约束ID | ID | 长整型 | 500101 |
| 2. | 后验约束名称 | KqName | 字符串 | |
| 3. | 后验约束公式 | KqExp | 字符串 |
表7：动作描述表
表8：断面表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 断面ID | ID | 长整型 | 400001 |
| 2. | 断面名称 | DmName | 字符串 | |
| 3. | 断面公式 | DmExp | 字符串 |
表9：设备表
| 序号 | 属性名称 | 属性英文名 | 属性类型 | 说明 |
| 1. | 设备ID | ID | 长整型 | 200001 |
| 2. | 设备类型 | DevType | 字符串 | |
| 3. | 设备名称 | DevName | 字符串 | |
| 4. | 流出厂站（或端点） | Iswhere | 字符串 | 定义潮流正方向 |
为描述稳控策略内容，描述规范需支持基本的数学运算和逻辑运算规则，运算规则采用与C语言同样的语法结构，支持的运算规则以及稳控策略关键字包括：
表10：断面表
实施例一：
以湖北电网稳定控制策略及在线计算数据为基础，验证本文方法的有效性。当日华北-华中处于联网运行状态，因此在线计算数据中包含国调直调以及华北、华中所有220kV以上的电网设备。以湖北稳控策略中鄂西北地区第18条（丹江电厂外送稳控策略）为例，策略包含130001和130002两个条目，匹配结果如下。
表11：条目 130001运行的实施例的结果展示表
表12：条目 130001运行的实施例的结果展示表
由此可见，条目130002的四类约束条件全部满足，匹配成功，需采用此条目对应的稳控动作。此时，丹江电厂中1#、5#、6#机组处于运行状态，选择切除1#机组，经仿真校验系统稳定。
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 (6)
1.一种电力系统稳控策略在线仿真校验方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、加载电力系统运行数据；
步骤2、遍历稳控策略引表中的条目，所述稳控策略引表与方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表分别有索引关系，遍历所述稳控策略引表中的条目时，依次判断所述运行数据是否满足某一所述条目下的方式约束、监测约束、故障约束和后验约束，发现运行数据满足某一所述条目下的所有所述约束条件时，执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3、对满足所有所述约束条件的条目下对应的稳控动作进行暂态稳定仿真，如果系统稳定则判断所述稳控动作为所述电力系统合适的稳控策略，否则执行步骤4；
步骤4、判断没有所述电力系统的合适的稳控策略，给出预警信息；
所述步骤2中判断运行数据是否满足稳控策略约束条件时，分层描述稳控策略约束条件，把稳控策略条件分为方式约束条件、监测约束条件、故障约束条件、后验约束条件四个类型的约束条件；
当所述四类型的约束条件同时满足时，匹配成功，则执行步骤3；
若某一条目下某类型的约束条件不满足，则所述条目下其他类型的约束条件无需判断；
判断运行数据满足某任意一个所述条目下的所有所述约束条件时，确定所述条目对应的稳控动作为稳控系统唯一匹配的稳控动作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述稳控策略引表、方式约束表、监测约束表、故障约束表、后验约束表和稳控动作描述表均为采用CIM/E描述规范的生成的能够由程序识别的描述文件；
所述描述规范支持基本的数学运算和逻辑运算规则，运算规则采用与C语言同样的语法结构。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方式约束描述电力系统的运行方式，所述运行方式包括正常方式、检修方式，所述方式约束包括关键元件的投运状态。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测约束定义了稳控策略动作的各个量测区间，包括某线路功率或某电厂投运机组数量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障约束定义了故障动作、描述和故障结果。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后验约束用于描述当发生稳控动作后，所述电力系统需满足的条件，若不满足则需退回到所述稳控动作发生前的状态。
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