CN106356850B - 安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，包括：根据设定的格式进行组织定值单文件，在安全稳定控制装置侧进行统一维护并上送调度控制端；中解析所述定值单文件，根据定值单文件的定值表格名称和定值单元名称信息生成定值名称，解析其对应数值，将定值名称及其对应的数值写入故障离线控制策略模型中的定值表；从定值表中获取定值名称，基于该定值名称的命名规则从定值名中逆向解析出定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称；根据不同的装置类型，根据设定的安全稳定控制装置的控制逻辑生成策略模型，并写入数据库对应表中；本发明实现了策略模型调度端的免维护，有效提升了大电网运行管理的自动化水平。

Description

安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法

技术领域

本发明涉及电力系统调度运行监视技术领域，特别是涉及一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法。

背景技术

安全稳定控制装置作为保障电网安全稳定运行不可或缺的第二道防线，在电网中的配置比例非常高。以广东电网为例，2015年底各电压等级厂站已配置的安全稳定控制装置超过2000套，由上述装置构成的安全稳定控制系统共有25个，安全稳定控制装置动作的正确性和有效性关乎电网供电安全、稳定及可靠。当电网发生故障后，安全稳定控制装置根据电网实时运行工况和稳控策略，快速匹配控制策略执行。

由于各级电网的实际情况不同，针对安全稳定控制的需求存在较大差异，安全稳定控制相关的因素和控制对象复杂，因此安全稳定控制装置是电力系统自动控制装置中最为复杂、且不具备通用性的装置，缺少行业统一标准，产品通用性差。安全稳定控制装置通过建立稳控策略表实现复杂的控制逻辑，控制对象的复杂性导致稳控策略的组织形式差异较大，难以形成统一规范。对于在线安全稳定分析，有可能需要考虑稳控策略的基础上，选取控制措施；对于调度员培训，也有可能需要模拟安全稳定控制装置的动作情况。

在现有技术中，提出了一种基于结构化模型驱动的安全稳定控制装置动作模拟仿真方法，主要根据稳控策略的搜索过程，结合典型区域电网的稳控策略，基于故障、运行方式、潮流水平、控制措施及控制量这四个基本要素的稳控策略通用性描述的方法，策略模型通过E语言进行定义，实现了基于“主站.子站.执行站”稳控策略执行路径的完整性建模，可在调度管理主站对各种稳控系统和策略进行模拟和重构。

该方法一定程度上解决了在调度控制端进行安全稳定控制装置离线控制策略建模的问题，但是策略模型需要通过人工维护，工作量较大，维护成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对针对现有安全稳定控制装置的离线控制策略模拟中需要人工维护离线控制策略模型的问题，提供一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，提升工作效率，实现调度控制端的免维护。

一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，包括如下步骤：

(1)在安全稳定控制装置根据设定的格式进行组织定值单文件，在安全稳定控制装置侧进行统一维护并上送调度控制端；其中，所述定值单分为四层：根节点、定值单名称、定值表格名称和定值单元名称；

(2)在调度控制端的稳控管理系统中解析所述定值单文件，根据定值单文件的定值表格名称和定值单元名称信息生成定值名称，解析其对应数值，将定值名称及其对应的数值写入故障离线控制策略模型中的定值表；

(3)从定值表中获取定值名称，基于该定值名称的命名规则从定值名中逆向解析出定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称；其中，定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称的组合与定值名称是一对一映射关系；

(4)根据不同的安全稳定控制装置的装置类型，根据设定的安全稳定控制装置的控制逻辑生成策略模型，并写入数据库对应表中；其中，所述策略模型包括控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式。

上述安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，通过定义从安全稳定控制装置上送的定值单文件的格式，在调度端解析定值单生成定值从定值表中获取定值名称，基于该定值名称的命名规则从定值名中逆向解析出定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称，根据不同的安全稳定控制装置的装置类型，根据设定的安全稳定控制装置的控制逻辑生成策略模型，并写入数据库对应表中，完成策略模型自动建立；从而实现了策略模型调度端的免维护，有效提升了大电网运行管理的自动化水平。

附图说明

图1为一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法流程图；

图2为一个实施例的流程示意图；

图3是定值单文件组织结构图；

图4为策略模型数据关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例阐述本发明的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法。

针对于与目前电力系统安全逐步开展的稳定控制装置的标准化设计工作，不仅对装置的元件采集回路、端子排、压板、定值进行标准化设计，对220kV电压等级的安全稳定控制装置的控制策略也进行标准化设计，为安全稳定控制装置的控制策略的自动建模提供了有利条件。

为此，本发明对于这一类离线控制策略比较规范的安全稳定控制装置，提出了通过装置上送规范化的定值单、自动解析并生成离线控制策略的方式，实现控制策略模型的自动生成的方案，提高工作效率，实现了调度控制端的免维护。

参考图1所示，图1为一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法流程图，包括如下步骤：

步骤(1)，在安全稳定控制装置根据设定的格式(如xml格式)进行组织定值单文件，在安全稳定控制装置侧进行统一维护并上送调度控制端；其中，所述定值单分为四层：根节点、定值单名称、定值表格名称和定值单元名称；

在一个实施例中，所述步骤(1)中，可以按以下原则生成定值单文件：

根节点为定值单文件名称，定值单名称为定值功能类别，一般可以分为基本定值、功能策略定值、现场元件参数和固化定值，定值表格名称为定值功能子类，对每一类定值进行细分，一般分类较多的是功能策略定值和现场元件参数；定值单元名称对表格中每个域进行描述，对于横向的列规定对定值的属性进行描述，纵向的行对定值关联的设备进行描述。

步骤(2)，在调度控制端的稳控管理系统中解析所述定值单文件，根据定值单文件的定值表格名称和定值单元名称信息生成定值名称，解析其对应数值，将定值名称及其对应的数值写入故障离线控制策略模型中的定值表；

在一个实施例中，所述步骤(2)中：定值功能子类表示该定值所属的功能类别，定值功能属性对特定功能的不同属性进行描述，定值关联设备表示定值所关联的一次设备。

例如：定值功能子类表示该定值所属的功能类别，一般以关联策略的功能进行区分，如：线路N-2切负荷功能等。

定值功能属性对特定功能的不同属性进行描述，如：功率门槛(线路N-2切负荷功能)表示线路N-2切负荷功能的动作门槛功率；功率基值(线路N-2切负荷功能)表示线路N-2切负荷功能的控制功率基值。

定值关联设备表示定值所关联的一次设备，如：线路分组1.功率基值(线路N-2切负荷功能)表示线路分组1线路N-2切负荷功能的控制功率基值；线路分组2.功率基值(线路N-2切负荷功能)表示线路分组2线路N-2切负荷功能的控制功率基值。

进一步地，所述步骤(2)中，按以下原则定义定值名称：

通过定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称组合对定值进行命名；

如果定值与设备无关，则按照“定值功能子类.定值功能属性”的方式进行命名；

如果定值与设备相关，则按照“定值功能子类.设备名称.定值功能属性”的方式进行命名；

其中，设备名称应与EMS(即能量管理系统，是现代电网调度自动化系统(含硬、软件)的总称)设备模型中的设备名称保持一致。

步骤(3)，从定值表中获取定值名称，基于该定值名称的命名规则从定值名中逆向解析出定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称；其中，定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称的组合与定值名称是一对一映射关系；

在一个实施例中，所述步骤(3)中，基于定值名称生成规则，以“.”为分隔符，解析获取定值功能子类、定值功能属性和关联设备名称。

步骤(4)，根据不同的安全稳定控制装置的装置类型，根据设定的(一般是标准化的)安全稳定控制装置的控制逻辑生成策略模型，并写入数据库对应表中；其中，所述策略模型包括控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式。如果需要使用压板状态，通过设备名称和压板类型与数据库中压板表进行关联。

在一个实施例中，所述步骤(4)中，所述策略模型包括：控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式；

其中，所述控制策略包括方式约束、故障约束、潮流约束、措施空间和控制量等五部分；

所述方式约束、故障约束、潮流约束和控制量是通过公式进行定义的；

控制策略公式关联执行策略或措施空间(控制措施集合)；

另外，公式定义中相关的双端设备需要在测点定义中定义测点。

作为一个实施例，所述控制策略为故障切机策略，从安全稳定控制装置获取断面分组信息得到各断面的组成元件；

所述故障约束为该断面组成元件跳闸，公式表示为：

faultk(elename1，elename2)

其中，faultk表示跳闸故障类型，elename1、elename2为故障元件名；

方式约束分为正常方式和另组一回线路检修方式，正常方式为该组和另组的断面组成元件的检修压板均为退出，公式表示为：

run(line1，jxplate，line2，jxplate)＝0&&run(line3，jxplate，line4.jxplate)＝0

其中，run表示设备投运，line1.jxplate～line4.jxplate表示压板名称，按照“设备名.检修压板”方式进行命名，run公式返回设备投运的数目，“＝”后的0表示投运压板数目，比较两者是否相等；

另组一回线路检修方式指本组两条组成线路的检修压板退出、另组有一条组成线路的检修压板投入，公式表示为：

run(line1.jxplate，line2.jxplate)＝0&&run(line3.jxplate，line4.jxplate)＝1

潮流约束为该断面组成元件的有功功率和大于动作门槛定值，公式表示为：

p(sectname)＞stv(g1.op1.actp)，

其中，p表示有功功率，sectname表示断面名称，stv表示定值引用，g1.op1.actp表示动作门槛功率定值名称。

所述控制量为满足方式约束潮流约束和故障约束条件下需要切除设备的功率值，计算公式表示为：

stv(g1.op1.factor)*(p(sectname)-stv(g1.op1.basep))

其中，stv表示定值引用，g1.op1.factor表示切除系数定值名称，p表示有功功率，sectname表示断面名称，g1.op1.basep表示功率基值定值名称。

结合措施空间生成控制策略公式，表示为：

actspace＞fml(clmount)

其中，actspace表示动作空间，fml表示公式引用，cltmount表示控制量的计算公式。

作为一个实施例，所述控制策略为故障切负荷策略，从安全稳定控制装置获取断面分组信息得到各断面的组成元件；

故障约束为该断面组成元件跳闸，公式表示为：

faultk(elename1，elename2)

其中faultk表示跳闸故障类型，elename1，elename2为故障元件名。

方式约束为该断面组成元件的检修压板均为退出，公式表示为：

run(line1.jxplate，line2.jxplate)＝0

其中，run表示设备投运，line1.jxplate、line2.jxplate表示压板名称，按照“设备名.检修压板”方式进行命名，run公式返回设备投运的数目，“＝”后的0表示投运压板数目，比较两者是否相等；

潮流约束为该断面组成元件的有功功率和大于动作门槛定值，公式表示为：

p(sectname)＞stv(g1，op1.actp)

其中，p表示有功，sectname表示断面名称，stv表示定值引用，g1.op1.actp表示动作门槛功率定值名称。

所述控制量为满足方式约束潮流约束和故障约束条件下需要切除设备的功率值，计算公式为：

stv(g1.op1.factor)*(p(sectname)-stv(g1.op1.basep))

其中，stv表示定值引用，g1.op1.factor表示切除系数定值名称，p表示有功功率，sectname表示断面名称，g1.op1.basep表示功率基值定值名称(如线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率基值)。

结合措施空间生成控制策略公式，表示为：

actspace＞fml(cltmount)

其中，actspace表示动作空间，fml表示公式引用，cltmount表示控制量计算公式。

上述实施例的技术方案，针对现有安全稳定控制装置的离线控制策略模拟中需要人工维护安全稳定控制装置离线控制策略模型的现状，设计了提升工作效率，实现调度控制端免维护的方案。通过解析电网的安全稳定紧急控制系统中安全稳定控制装置按xml格式上送的定值单文件，按照定值名称生成规则生成定值名称与对应数值，写入调度控制端的数据库，解析定值名称获取定值功能子类、定值功能属性和关联设备名称，按照标准化的装置控制逻辑，自动生成策略模型，包含控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式。控制策略由方式约束、故障约束、潮流约束、措施空间和控制策略(控制量)五部分组成，方式约束、故障约束、潮流约束和控制策略通过公式进行定义；控制策略公式关联执行策略或措施空间(控制措施集合)；公式定义中相关的双端设备需要在测点定义中定义测点。该方案可以基于定值单文件自动生成标准化安全稳定控制装置N-2故障离线控制策略模型，应用于调度自动化系统中进行安全稳定控制装置离线控制策略模拟。不仅能够自动进行策略定值的维护，同时还支持策略模型(方式约束、故障约束、潮流约束、措施空间和控制策略)的自动维护，有效提高了安全稳定控制装置N-2故障离线控制策略模拟的自动化水平。

为了更加清晰本发明的技术方案，下面参照附图对本发明作进一步详细描述。

图2为一个实施例的流程示意图，图2中，步骤(1)描述的是装置按照xml格式组织生成定值单文件。如图3所示，图3是定值单文件组织结构图；定值单文件包含根节点、定值单名称、定值表格名称和定值单元名称四层元素。根节点为定值单文件名称，如“220kV葵湖执行站运行定值单”。定值单名称为定值功能类别，如“基本定值”、“功能策略定值”。定值表格名称为定值功能子类，如“线路N-2切负荷功能”、“组一线路N-2故障控制策略”。定值单元名称对表格中每个域进行描述，如“功率门槛”、“功率基值”、“切除系数K”。

图2中，步骤(2)描述的是解析定值单文件，通过定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称组合对定值进行命名。如果定值与设备无关，则按照“定值功能子类.定值功能属性”方式进行命名，如“功能策略定值.最大允许切负荷量上限”，如果定值与设备相关，则按照“定值功能子类.设备名称.定值功能属性”方式进行命名，如“线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率门槛”。将定值名称与其对应数值写入策略模型中的定值表，被策略模型中其他数据引用。

图2中，步骤(3)描述的是按照定值名称生成规则，以“.”为分隔符，解析获取定值功能子类、关联设备名称和定值功能属性。

例如对于故障切负荷策略，解析功率门槛定值“线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率门槛”获取断面名称和动作门槛功率。解析功率基值定值“线线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率基值”获取断面名称和动作功率基值。解析切除系数定值“线路N-2切负荷功能.线路分组1.切除系数K”获取断面名称和动作切除系数。解析切负荷优先级定值“切负荷优先级定值.线路1.线路N-2功能”获取切负荷措施及其对应优先级。

在图2中，步骤(4)描述的是按照标准化的装置控制逻辑，自动生成策略模型，包含控制策略、控制措施、测点定义和关联公式。控制策略由方式约束、故障约束、潮流约束、措施空间和控制策略公式(控制量)五部分组成。方式约束、故障约束、潮流约束和控制策略公式(控制量)是通过公式进行定义的。控制策略公式引用相关执行策略或者措施空间，措施空间是通过控制措施进行定义。公式定义中相关的双端设备需要在测点定义中定义测点。控制措施和测点定义中需要引用设备模型中的设备。参考图4所示，图4为策略模型数据关系图，最后将生成的策略模型写入数据库中供策略模拟使用。

对于故障切负荷策略，需要从装置获取断面分组信息(已从其他渠道接入)，得到各断面的组成元件。故障约束为该断面组成元件跳闸，公式表示为“faultk(设备1，设备2)”。方式约束为该断面组成元件的检修压板均为退出，公式表示为“run(设备1.检修压板，设备2.检修压板)＝0”。潮流约束为该断面组成元件的有功功率和大于动作门槛定值，公式表示为“p(断面一)>stv(线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率门槛)”。根据“切负荷优先级定值.线路1.线路N-2功能”、“切负荷优先级定值.线路2线路N-2功能”等切负荷优先级定值创建故障切负荷措施空间，并设置各措施的优先级。根据功率基值定值“线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率基值”和切除系数定值“线路N-2切负荷功能.线路分组1.切除系数K”生成控制量公式“stv(线路N-2切负荷功能.线路分组1.切除系数K)*(p(断面一).stv(线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率基值))”，再结合措施空间生成控制策略公式“故障切负荷措施空间>stv(线路N-2切负荷功能.线路分组1.切除系数K)*(p(断面一).stv(线路N-2切负荷功能.线路分组1.功率基值))”。根据安全稳定控制装置的所属厂站定义断面组成线路和措施线路的测点厂站。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在安全稳定控制装置根据设定的格式进行组织定值单文件，在安全稳定控制装置侧进行统一维护并上送调度控制端；其中，所述定值单分为四层：根节点、定值单名称、定值表格名称和定值单元名称；

(2)在调度控制端的稳控管理系统中解析所述定值单文件，根据定值单文件的定值表格名称和定值单元名称信息生成定值名称，解析其对应数值，将定值名称及其对应的数值写入故障离线控制策略模型中的定值表；

(3)从定值表中获取定值名称，基于该定值名称的命名规则从定值名称中逆向解析出定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称；其中，定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称的组合与定值名称是一对一映射关系；

(4)根据不同的安全稳定控制装置的装置类型，根据设定的安全稳定控制装置的控制逻辑生成策略模型，并写入数据库对应表中；其中，所述策略模型包括控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式。

2.根据权利要求1所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按以下原则生成定值单文件：

根节点为定值单文件名称，定值单名称为定值功能类别，定值表格名称为定值功能子类，对每一类定值进行细分，分类较多的是功能策略定值和现场元件参数；定值单元名称对表格中每个域进行描述。

3.根据权利要求1所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，按以下原则定义定值名称：

通过定值功能子类、定值功能属性和定值关联设备名称组合对定值进行命名；定值功能子类表示该定值所属的功能类别，定值功能属性对特定功能的不同属性进行描述，定值关联设备表示定值所关联的一次设备；

如果定值与设备无关，则按照“定值功能子类.定值功能属性”的方式进行命名；

如果定值与设备相关，则按照“定值功能子类.设备名称.定值功能属性”的方式进行命名；

其中，设备名称与EMS设备模型中的设备名称保持一致；

所述EMS为能量管理系统。

4.根据权利要求3所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述步骤(3)中，基于定值名称生成规则，以“.”为分隔符，解析获取定值功能子类、定值功能属性和关联设备名称。

5.根据权利要求1所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述策略模型包括：控制策略、执行策略、控制措施、测点定义和关联公式；

其中，所述控制策略包括方式约束、故障约束、潮流约束、措施空间和控制量；所述方式约束、故障约束、潮流约束和控制量是通过公式进行定义的；控制策略公式关联执行策略或措施空间。

6.根据权利要求5所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述控制策略为故障切机策略，从安全稳定控制装置获取断面分组信息得到各断面的组成元件；

所述故障约束为该断面组成元件跳闸，公式表示为：

faultk(elename1，elename2)

其中，faultk表示跳闸故障类型，elename1、elename2为故障元件名；

方式约束分为正常方式和另组一回线路检修方式，正常方式为本组和另组的断面组成元件的检修压板均为退出，公式表示为：

run(line1.jxplate，line2.jxplate)＝0&&run(line3.jxplate，line4.jxplate)＝0

其中，run表示设备投运，line1.jxplate～line4.jxplate表示压板名称，按照“设备名检修压板”方式进行命名，run公式返回设备投运的数目，“＝”后的0表示投运压板数目，比较两者是否相等；

另组一回线路检修方式是指本组两条组成线路的检修压板退出、另组有一条组成线路的检修压板投入，公式表示为：

run(line1.jxplate，line2.jxplate)＝0&&run(line3.jxplate，line4.jxplate)＝1

潮流约束为该断面组成元件的有功功率和大于动作门槛定值，公式表示为：

p(sectname)＞stv(g1.op1.actp)

其中，p表示有功功率，sectname表示断面名称，stv表示定值引用，g1.op1.actp表示动作门槛功率定值名称。

7.根据权利要求6所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述控制量为满足方式约束潮流约束和故障约束条件下需要切除设备的功率值，计算公式表示为：

stv(g1.op1.factor)*(p(sectname)-stv(g1.op1.basep))

其中，stv表示定值引用，g1.op1.factor表示切除系数定值名称，p表示有功功率，sectname表示断面名称，g1.op1.basep表示功率基值定值名称；

结合措施空间生成控制策略公式，表示为：

actspace＞fml(cltmount)

其中，actspace表示动作空间，fml表示公式引用，cltmount表示控制量的计算公式。

8.根据权利要求5所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述控制策略为故障切负荷策略，从安全稳定控制装置获取断面分组信息得到各断面的组成元件；

故障约束为该断面组成元件跳闸，公式表示为：

faultk(elename1，elename2)，

其中faultk表示跳闸故障类型，elename1，elename2为故障元件名；

方式约束为该断面组成元件的检修压板均为退出，公式表示为：

run(line1.jxplate，line2.jxplate)＝0

其中，run表示设备投运，line1.jxplate、line2.jxplate表示压板名称，按照“设备名.检修压板”方式进行命名，run公式返回设备投运的数目，“＝”后的0表示投运压板数目，比较两者是否相等；

潮流约束为该断面组成元件的有功功率和大于工作门槛功率定值，公式表示为：

p(sectname)>stv(g1.op1.actp)

其中，p表示有功，sectname表示断面名称，stv表示定值引用，g1.op1.actp表示动作门槛功率定值名称。

9.根据权利要求8所述的安全稳定控制装置故障离线控制策略模型的生成方法，其特征在于，所述控制量为满足方式约束潮流约束和故障约束条件下需要切除设备的功率值，计算公式为：

stv(g1.op1.factor)*(p(sectname)-stv(g1.op1.basep))

其中，stv表示定值引用，g1.op1.factor表示切除系数定值名称，p表示有功功率，sectname表示断面名称，g1.op1.basep表示功率基值定值名称；

结合措施空间生成控制策略公式，表示为：

actspace＞fml(cltmount)

其中，actspace表示动作空间，fml表示公式引用，cltmount表示控制量计算公式。