CN107464048A - 一种基于研究态的日前计划安全校核方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于研究态的日前计划安全校核方法，包括：根据研究需要选择电网当前运行实时方式数据或保存的历史方式数据作为日前计划安全校核的基础电网运行方式；将选择的基础方式装载入用户私有的应用并在厂站图展示基态潮流信息；进行运行方式调整，修改断路器、刀闸、母线、线路、变压器、发电机的投停状态或量测值；对方式调整后的基态潮流方式进行基态安全分析，评估设备过载、断面越限和母线电压越限情况。通过进一步的方式调整消除潮流、电压越限的情况，得到研究需要的基础潮流断面。本发明为电力系统日前计划方式的调整和安全校核提供了一种实用有效的方法。

Description

一种基于研究态的日前计划安全校核方法
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种基于研究态的日前计划安全校核方法，其是基于研究态模式，综合应用图形化基础方式和计划数据调整，记及发电、负荷灵敏度的联络线功率调整的计划数据整合，多断面、多阶段并行计算多种技术手段，对日前计划数据进行调整和安全校核的方法。
背景技术
随着电力市场化改革的推进，电力交易平台功能逐步完善，为市场发展提供支撑。以年度双边协商和月度集中竞争电量合同为基础，交易品种进一步丰富，基于电量交易的日前交易市场和合约交易二级市场基本建立；市场主体范围进一步扩大，引入售电公司参加市场交易，将逐步纳入核电、水电、气电等其他类型的发电企业，逐步降低电力大用户准入门槛，逐步放开一般用户通过售电公司参与市场。
市场环境发生了巨大的变化，日前计划的编制受电力市场交易的影响需要多次调整。以往的日前计划校核系统于解决计划方式的过载问题，对计划方式的电压问题以及故障后暂态、动态安全稳定问题考虑不足，也没提供解决相应问题的计划方式调整建议。而随着互联大电网的建设，特高压、高压环网快速发展使电网特性变得更加复杂；电网静态、暂态、动态和功角、电压、频率稳定问题互相耦合，问题形态变得更加复杂。电网特性的变化对日前计划编制和校核提出了新的要求。
现有日前计划安全校核分析计算中存在的不足包括：1)采用自动运行的模式，无法人工参与选择基础方式数据，也无法对基础方式和计划数据进行调整；2)由于日前计划数据与基础方式数据建模范围存在较大差异，生成的计划方式数据中联络线潮流与联络线计划误差较大；3)每次均需对日前计划96点方式数据进行整体校核，无法单独校核指定时刻的计划数据。
发明内容
为弥补上述现有日前计划安全校核分析计算中存在的不足，本发明提出一种基于研究态的日前计划安全校核方法，该方法应用图形化基础方式和计划数据调整，记及发电、负荷灵敏度的联络线功率调整的计划数据整合，多断面、多阶段并行计算，提高各级电网调度中心日前计划编制、修改和校核的能力和水平。
本发明的基本原理在于：用户登录日前计划安全校核研究态系统后，根据登录用户数和计算资源使用情况，自动分配应用资源和计算资源；选择日前计划安全校核的基础电网运行方式，装载入用户私有的应用，通过图形化手段对基础方式进行调整，得到研究需要的基础潮流断面；选择日前计划数据，装载入用户私有的应用。对选中时刻的计划数据进行调整，调整过程中自动检查计划数据合理性；将电网基础潮流断面和修改后的日前计划数据进行数据整合，生成合理的待校核计划断面数据；对生成的计划断面数据进行多断面、多阶段并行安全校核计算，分析各计划方式的安全稳定性。汇总多断面的计算结果统一展示；用户退出日前计划安全校核研究态系统，释放应用资源和计算资源并自动分配给其他正在使用的用户。
具体地说，本发明具体采用的技术方案为：
一种基于研究态的日前计划安全校核方法，包括以下步骤：
1)用户申请登录日前计划安全校核研究态系统，成功登录后系统记录该用户的登录状态并根据已登录的用户数结合计算资源使用情况，为新登录的用户分配应用资源和计算资源；
2)根据需要选择电网当前运行实时方式数据或保存的历史方式数据作为日前计划安全校核的基础电网运行方式；将选择的基础方式装载入用户私有的应用后，通过图形化手段对基础方式进行调整，对调整后的电网进行基态安全分析，得到研究需要的基础潮流断面；
3)选择待研究的日前计划数据，将计划数据装载入用户私有的应用；计划数据包括发电计划、母线负荷预测、检修计划、联络线计划、直流计划；对选中时刻或时间段的计划数据进行调整，调整过程中自动检查计划数据合理性；
4)基于步骤2)得到的电网基础潮流断面和步骤3)得到的待研究的日前计划数据进行计划断面数据整合，将计划数据作用到基础潮流方式上；通过数据整合生成待校核计划的潮流断面数据，确保功率平衡，设备检修状态正确，母线电压合理，联络线功率与联络线计划值误差在合理的范围；
5)对步骤4)生成的计划断面数据进行多断面、多阶段并行安全校核分析计算；分析一个或几个时刻计划方式的安全稳定性，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析、辅助决策；汇总多断面的计算结果统一展示；
6)用户退出日前计划安全校核研究态系统，系统记录该用户的退出状态并释放应用资源和计算资源，自动将释放出的计算资源分配给其他正在使用的用户。
上述技术方案的进一步特征在于，a)通过设置断路器、刀闸的遥测状态实现断路器、刀闸的“分、合”状态变位；
b)发电机“投、停”设置；发电机停运时，从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到和该发电机连接的第一个断路器，并自动设置该断路器状态设为“分”，实现发电机的停运操作；
发电机投运时，用最短路径搜索算法寻找发电机投运路径；具体如下：
从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到该发电机与母线的联通路径，要求该路径上至少要有一台变压器，当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径；自动将该路径上所有的变压器状态置为“投运”，将开关、刀闸状态均置为“合”；
自动设置投运发电机的初始机端电压和初始功率，初始机端电压设置为发电机额定电压，初始功率设置为发电机用功出力下限，实现发电机的投运操作；
c)母线运行转检修；选择检修母线以及与该母线相联设备待转投的另一母线；自动断开与转检修母线相联的所有断路器，包括线路开关、变压器开关和母联开关等，使母线处于停运状态；通过拓扑分析搜索检修母线相联设备与转投母线的联通路径，自动将该路径上的断路器、刀闸状态置为“合”，将设备转投到目标母线；
d)线路、变压器“投、停”设置；停运线路、变压器时通过拓扑分析找到与线路两端端点和变压器端点联接的第一个“闭合”的断路器，自动将其状态置为“分”；当变压器为三绕组变压器时，对三个绕组分别执行找到与绕组端点联接的第一个“闭合”的断路器，自动将其状态置为“分”；实现线路、变压器的停运操作；
投运线路、变压器时，用最短路径搜索算法寻找设备投运路径；具体如下：
从线路两端端点和变压器端点开始通过拓扑搜索找到设备与母线的联通路径，要求目标母线的状态为“投运”；当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径，自动将该路径上所有的开关、刀闸状态均置为“合；实现线路、变压器的投运操作。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)中日前计划数据调整包括：
所述步骤3)中日前计划数据调整包括：
a1)修改发电计划：
ⅰ-a1、修改指定时刻，指定发电机的发电计划值；修改时用发电机出力上下限对计划值进行校核；
ⅱ-a1、修改一段时间内指定机组的发电计划，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的发电机出力计划值；系统自动按照机组爬坡率将计划值平均分配到指定时间段的各个时间点；
ⅲ-a1、修改指定时刻系统发电计划；系统自动统计发电出力的最大值和最小值作为计划值修改的上下限；
采用按照调整比例和调整量两种模式；按调整比例调整时，系统自动将每台运行的发电机出力按比例调整，当计划值超出了该机组的出力限值，将限值设定为出力，并将剩余的调整量按比例分配到其他的发电机；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节；
ⅳ-a1、修改一段时间内系统发电计划；指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统发电计划值；系统自动按照整体机组爬坡率GCr将计划值分配到指定时间段的各个时间节点；在每个时刻采用上述ⅲ-a1的方法进行调节；
其中，N为可调发电机数，Cri是第i台可调发电机的爬坡率；
b1)修改母线负荷预测：
ⅰ-b1、修改指定时刻，指定母线的负荷预测值；
ⅱ-b1、修改一段时间内的指定母线负荷预测，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的母线负荷预测值；系统自动将总调节量平均分配到指定时间段的各个时间点；
ⅲ-b1、修改指定时刻系统整体负荷预测；采用按照调整比例和调整量两种模式，按调整比例调整时，系统自动将每个母线的负荷按比例调整；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节；
ⅳ-b1、修改一段时间内系统整体负荷预测；指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统整体母线负荷预测值；系统自动将整体负荷调整量平均分配到指定时间段的各个时间点；在每个时刻采用上述ⅲ-b1的方法进行调节；
c1)修改检修计划、联络线计划、直流计划：
ⅰ-c1、修改指定时刻，指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划；增加或删除检修设备，修改联络线计划潮流和直流线功率；
ⅱ-c1、修改一段时间内指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划；统一将指定时间段内的设备检修状态、断面的联络线潮流计划和直流的潮流计划设定为指定的值；
d1)在计划数据修改结束后，系统自动进行合理性检查；检查内容包括检修计划和发电、负荷预测的一致性；考虑网损、外网功率交换后系统的功率平衡；在不满足上述要求时进行提示，并给出计划修改的建议。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)中计划断面数据整合包括：
所述步骤4)中计划断面数据整合包括：
a2)基于步骤2)得到的基础运行方式进行潮流计算，确认基础潮流收敛，母线电压在合理的范围内；得到基础方式下的基础信息，基础信息包括电网设备运行状态、发电机出力、母线负荷、联络线断面潮流、直流线功率；
b2)将步骤3)得到的待研究计划数据作用到基础方式；对于发电计划数据，用计划发电值修改基础方式中的发电出力；对于母线负荷预测数据，用母线负荷预测值修改基础方式中的母线负荷；对于检修计划，根据检修计划中设备检修状态，修改基础方式中的设备运行状态；对于直流计划，根据直流计划中的直流功率，修改基础方式中的直流传输功率；
c2)基于b2)所得的方式数据进行潮流计算；计算联络线潮流和联络线计划的偏差，当功率偏差大于门槛值时，进行方式调整使计划方式下联络线潮流和计划值的偏差满足要求；运行方式调整支持下列模式：
ⅰ-c2、同时调整内网发电机和负荷；
ⅱ-c2、单独调整内网发电机；
ⅲ-c2、单独调整内网负荷；
以方式ⅰ-c2为例进行说明，式(2)为断面数据的有功调整模型，无功调整模型与之类似。式(2)中不考虑发电机或负荷即可实现ⅱⅰ-c2、ⅲⅰ-c2所述的调整模式。
其中，M为灵敏度Ski>λ的内网可调发电机数，ΔPi是发电机的有功调整量，N为灵敏度Skj>λ的内网可调母线负荷数，ΔPj是负荷的有功调整量，Ski是第i台发电机对第k条联络线的有功灵敏度，Skj是第j个负荷对第k条联络线的有功灵敏度，ΔPl.k是第k条联络线有功与联络线计划有功之差，λ为设定值，L为联络线的数目；
d2)将调整后的电网运行方式生成安全校核所需的计算文件。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤5)中多断面、多阶段并行安全校核分析计算包括：
a3)根据日前计划校核研究态的计算资源配置情况，以式(3)所述的模型计算用户可用的并行校核断面数X和每个断面可用的计算节点数Y；
设定断面校核所需要的最少计算节点数M和单个用户最多的并行校核断面数目N；W为系统为该用户的分配的计算节点数目；
b3)多断面数据并行生成；当需要校核多个指定时刻计划数据的安全稳定性时，需要并行生成多个断面时刻的计算数据以提高处理速度；基于步骤a2)中得到的基础方式数据，同时组织X个断面进行计算数据生成，在不同的目录下执行步骤b2)、c2)、d2)，形成以时刻命名的计算数据文件；当需要校核的断面数大于X时，则进行多轮计算数据生成；
c3)多断面、多阶段并行安全校核计算；将计算资源组织为X个计算集群，每个计算集群包含Y个计算节点；X个断面同时进行安全稳定校核，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析、辅助决策等；将校核任务分为两个阶段，第一个阶段的计算任务包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析，短路电流分析，第二个计算阶段的计算任务为辅助决策；第一阶段结束后如果存在分析结果不安全的情况则启动第二阶段的计算任务，否则进行下一个计划断面的安全校核；
d3)采用串行的方式进行多断面计算结果处理；每个计划断面完成安全校核计算后，按计算任务将计算结果收集完整后汇集至结果处理目录，结果文件名称以断面时刻加以区分；结果处理流程按照结果文件收到的先后顺序依次解析并统计计算结果，直至所有校核计划断面的计算结果均返回为止。
本发明公开了一种基于研究态的日前计划安全校核方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明通过构建研究态计算模式，对应用资源和计算资源灵活分配，为每个参与计算的用户提供独立的软、硬件环境，实现了用户操作的互相隔离；采用灵活选择和修改基础方式数据以及计划数据的手段，在数据调整的过程中进行合理性检查，提高计划数据调整的准确性；在校核断面数据生成时，采用按灵敏度调整内网发电出力和负荷的方法，保证形成的校核断面数据中联络线潮流与联络线计划的一致性；对形成的多套计划方式数据进行多断面、多阶段并行安全校核分析计算，充分利用硬件资源，提高日前计划安全校核的速度。本发明为电力系统日前计划方式的调整和安全校核提供了一种实用有效的方法。
附图说明
图1为本发明方法中图形化基础方式调整的流程图。
图2为本发明方法中计划数据选择和调整的流程图。
图3为本发明方法中计划数据整合的流程图。
图4为本发明方法中多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析的流程图。
图5为投运线路、变压器时，用最短路径搜索算法寻找设备投运路径的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例的一种基于研究态的日前计划安全校核方法，包括图形化基础方式调整，计划数据选择和调整，记及发电、负荷灵敏度的联络线功率调整的计划数据整合，多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析，其中：
所述图形化基础方式调整是指选择电网当前运行实时方式或历史方式数据作为日前计划安全校核的基础电网运行方式。将选择的基础方式装载入用户私有的应用，通过图形化手段对基础方式进行调整，对调整后的电网进行基态安全分析，得到研究需要的基础潮流断面；
所述计划数据选择和调整是指选择待研究的计划数据并将其装载入用户私有的应用。计划数据包括发电计划、母线负荷预测、检修计划、联络线计划、直流计划等。对选中时刻或时间段的计划数据进行调整，调整过程中自动检查计划数据合理性；
所述记及发电、负荷灵敏度的联络线功率调整的计划数据整合是指将电网基础潮流断面待研究的日前计划数据进行数据整合，将计划数据作用到基础潮流方式上。通过数据整合生成待校核计划的潮流断面数据，确保功率平衡，设备检修状态正确，母线电压合理，联络线功率与联络线计划值误差在合理的范围；
所述多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析是指分析计算一个或几个时刻计划方式的安全稳定性，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析、辅助决策等。汇总多断面的计算结果统一展示。
针对图形化基础方式调整流程如图1所示。
图1步骤1-1：根据研究需要选择电网当前运行实时方式数据或保存的历史方式数据作为日前计划安全校核的基础电网运行方式，进入步骤1-2)；
图1步骤1-2：将选择的基础方式装载入用户私有的应用并在厂站图展示基态潮流信息，进入步骤1-3)；
图1步骤1-3：进行运行方式调整，修改断路器、刀闸、母线、线路、变压器、发电机的投停状态或量测值。
a-1)通过设置断路器、刀闸的遥测状态实现断路器、刀闸的“分、合”状态变位。
b-1)发电机“投、停”设置。发电机停运时，从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到和该发电机连接的第一个断路器，并自动设置该断路器状态设为“分”，实现发电机的停运操作。
发电机投运时，用最短路径搜索算法寻找发电机投运路径。具体原理如下：
从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到该发电机与母线的联通路径，要求该路径上至少要有一台变压器，当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径。自动将该路径上所有的变压器状态置为“投运”，将开关、刀闸状态均置为“合”。
自动设置投运发电机的初始机端电压和初始功率，初始机端电压设置为发电机额定电压，初始功率设置为发电机用功出力下限，实现发电机的投运操作。
c-1)母线运行转检修。选择检修母线以及与该母线相联设备待转投的另一母线。自动断开与转检修母线相联的所有断路器，包括线路开关、变压器开关和母联开关等，使母线处于停运状态；通过拓扑分析搜索检修母线相联设备与转投母线的联通路径，自动将该路径上的断路器、刀闸状态置为“合”，将设备转投到目标母线。
d-1)线路、变压器“投、停”设置。停运线路、变压器时通过拓扑分析找到与线路两端端点和变压器端点联接的第一个“闭合”的断路器，自动将其状态置为“分”。当变压器为三绕组变压器时，对三个绕组分别执行上述步骤。实现线路、变压器的停运操作。
投运线路、变压器时，用最短路径搜索算法寻找设备投运路径。具体原理如下：
从线路两端端点和变压器端点开始通过拓扑搜索找到设备与母线的联通路径，要求目标母线的状态为“投运”。当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径，自动将该路径上所有的开关、刀闸状态均置为“合”。
如下图5：搜索线路L1的联通路径，分别是路径1：D5-K3-D6-M2和路径2：D4-K2-D3-D2-K1-D1-M1。根据最短路径搜索的原则，选择路径一作为线路L1的投运路径。
当变压器为三绕组变压器时，对三个绕组分别执行上述步骤。实现线路、变压器的投运操作，进入步骤1-4)。
图1步骤1-4：对方式调整后的基态潮流方式进行基态安全分析，评估设备过载、断面越限和母线电压越限情况。通过进一步的方式调整消除潮流、电压越限的情况，得到研究需要的基础潮流断面。
所述计划数据选择和调整的流程如图2所示。
图2步骤2-1：检索选择待研究的日前计划数据，进入步骤2-2)；
图2步骤2-2：将选择的计划数据装载入用户私有的应用，并可通过工具、画面查询，进入步骤2-3)；
图2步骤2-3：选中某一时刻时刻或一段时间内的计划数据进行修改。包括发电计划、母线负荷预测、检修计划、直流计划数据。
a-2)修改发电计划。
ⅰ、修改指定时刻，指定发电机的发电计划值。修改时用发电机出力上下限对计划值进行校核。
ⅱ、修改一段时间内指定机组的发电计划，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的发电机出力计划值。系统自动按照机组爬坡率将计划值平均分配到指定时间段的各个时间点。
ⅲ、修改指定时刻系统发电计划。系统自动统计发电出力的最大值和最小值作为计划值修改的上下限。采用按照调整比例和调整量两种模式。按调整比例调整时，系统自动将每台运行的发电机出力按比例调整，如果计划值超出了该机组的出力限值，将限值设定为出力，并将剩余的调整量按比例分配到其他的发电机；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节。
ⅳ、修改一段时间内系统发电计划。指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统发电计划值。系统自动按照整体机组爬坡率GCr将计划值分配到指定时间段的各个时间节点。在每个时刻采用上述ⅲ的方法进行调节。
其中，N为可调发电机数，Cri是第i个发电机的爬坡率。
b-2)修改母线负荷预测。
ⅰ、修改指定时刻，指定母线的负荷预测值。
ⅱ、修改一段时间内的指定母线负荷预测，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的母线负荷预测值。系统自动将总调节量平均分配到指定时间段的各个时间点。
ⅲ、修改指定时刻系统整体负荷预测。采用按照调整比例和调整量两种模式，按调整比例调整时，系统自动将每个母线的负荷按比例调整；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节。
ⅳ、修改一段时间内系统整体负荷预测。指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统整体母线负荷预测值。系统自动将整体负荷调整量平均分配到指定时间段的各个时间点。在每个时刻采用上述ⅲ的方法进行调节。
c-2)修改检修计划、联络线计划、直流计划。
ⅰ、修改指定时刻，指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划。增加或删除检修设备，修改联络线计划潮流和直流线功率。
ⅱ、修改一段时间内指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划。统一将指定时间段内的设备检修状态、断面的联络线潮流计划和直流的潮流计划设定为指定的值，进入步骤2-4)；
图2步骤2-4：在计划数据修改结束后，系统自动进行合理性检查。检查内容包括检修计划和发电、负荷预测的一致性；考虑网损、外网功率交换后系统的功率平衡。在不满足上述要求时进行提示，并给出计划修改的建议。
所述计划数据整合的流程如图3所示。
图3步骤3-1：基于基础运行方式进行潮流计算，确认基础潮流收敛，母线电压在合理的范围内。得到基础方式下电网设备运行状态、发电机出力、母线负荷、联络线断面潮流、直流线功率等基本信息，进入步骤3-2)；
图3步骤3-2：将待研究的计划数据作用到基础方式。对于发电计划数据，用计划发电值修改基础方式中的发电出力；对于母线负荷预测数据，用母线负荷预测值修改基础方式中的母线负荷；对于检修计划，根据检修计划中设备检修状态，修改基础方式中的设备运行状态；对于直流计划，根据直流计划中的直流功率，修改基础方式中的直流传输功率，进入步骤3-3)；
图3步骤3-3：基于步骤3-2所得的方式数据进行潮流计算。计算联络线潮流和联络线计划的偏差，当功率偏差大于门槛值时，进行方式调整使计划方式下联络线潮流和计划值的偏差满足要求。
运行方式调整支持下列模式：
ⅰ、同时调整内网发电机和负荷；
ⅱ、单独调整内网发电机；
ⅲ、单独调整内网负荷。
以方式ⅰ为例进行说明，式(2)为断面数据的有功调整模型，无功调整模型与之类似。式(2)中不考虑发电机或负荷即可实现ⅱ、ⅲ所述的调整模式。
其中，M为灵敏度Ski>λ的内网可调发电机数，ΔPi是发电机的有功调整量，N为灵敏度Skj>λ的内网可调母线负荷数，ΔPj是负荷的有功调整量，Ski是第i台发电机对第k条联络线的有功灵敏度，Skj是第j个负荷对第k条联络线的有功灵敏度，ΔPl.k是第k条联络线有功与联络线计划有功之差，λ为设定值，L为联络线的数目，进入步骤3-4)；
图3步骤3-4：将调整后的电网运行方式生成安全校核所需的计算文件。
所述多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析的流程如图4所示。
图4步骤4-1：根据日前计划校核研究态的计算资源配置情况，以式(3)所述的模型计算用户可用的并行校核断面数X和每个断面可用的计算节点数Y。
设定断面校核所需要的最少计算节点数M和单个用户最多的并行校核断面数目N。W为系统为该用户的分配的计算节点数目，进入步骤4-2)；
图4步骤4-2：多断面数据并行生成。当需要校核多个指定时刻计划数据的安全稳定性时，需要并行生成多个断面时刻的计算数据以提高处理速度。基于基础方式数据，同时组织X个断面进行计算数据生成，在不同的目录下执行图3中步骤3-2、3-3、3-4，形成以时刻命名的计算数据文件。当需要校核的断面数大于X时，则进行多轮计算数据生成，进入步骤4-3)；
图4步骤4-3：多断面、多阶段并行安全校核计算。将计算资源组织为X个计算集群，每个计算集群包含Y个计算节点。X个断面同时进行安全稳定校核，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析、辅助决策等。将校核任务分为两个阶段，第一个阶段的计算任务包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析，短路电流分析，第二个计算阶段的计算任务为辅助决策。第一阶段结束后如果存在分析结果不安全的情况则启动第二阶段的计算任务，否则进行下一个计划断面的安全校核，进入步骤4-4)；
图4步骤4-4：采用串行的方式进行多断面计算结果处理。每个计划断面完成安全校核计算后，按计算任务将计算结果收集完整后汇集至结果处理目录，结果文件名称以断面时刻加以区分。结果处理流程按照结果文件收到的先后顺序依次解析并统计计算结果，直至所有校核计划断面的计算结果均返回为止。
所述图形化基础方式调整，计划数据选择和调整，多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析在电力系统日前计划研究态校核的过程中顺序运行。计划数据整合在多断面、多阶段并行日前计划安全校核分析过程中调用运行。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (5)

1.一种基于研究态的日前计划安全校核方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用户申请登录日前计划安全校核研究态系统，成功登录后系统记录该用户的登录状态并根据已登录的用户数结合计算资源使用情况，为新登录的用户分配应用资源和计算资源；
2)根据需要选择电网当前运行实时方式数据或保存的历史方式数据作为日前计划安全校核的基础电网运行方式；将选择的基础方式装载入用户私有的应用后，通过图形化手段对基础方式进行调整，对调整后的电网进行基态安全分析，得到研究需要的基础潮流断面；
3)选择待研究的日前计划数据，将计划数据装载入用户私有的应用；计划数据包括发电计划、母线负荷预测、检修计划、联络线计划和直流计划；对选中时刻或时间段的计划数据进行调整，调整过程中自动检查计划数据合理性；
4)基于步骤2)得到的电网基础潮流断面和步骤3)得到的待研究的日前计划数据进行计划断面数据整合，将计划数据作用到基础潮流方式上；通过数据整合生成待校核计划的潮流断面数据，确保功率平衡，设备检修状态正确，母线电压合理，联络线功率与联络线计划值误差在合理的范围；
5)对步骤4)生成的计划断面数据进行多断面、多阶段并行安全校核分析计算；分析一个或几个时刻计划方式的安全稳定性，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析和辅助决策汇总多断面的计算结果统一展示；
6)用户退出日前计划安全校核研究态系统，系统记录该用户的退出状态并释放应用资源和计算资源，自动将释放出的计算资源分配给其他正在使用的用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中图形化的运行方式调整手段包括：
a)通过设置断路器、刀闸的遥测状态实现断路器、刀闸的“分、合”状态变位；
b)发电机“投、停”设置；发电机停运时，从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到和该发电机连接的第一个断路器，并自动设置该断路器状态设为“分”，实现发电机的停运操作；
发电机投运时，用最短路径搜索算法寻找发电机投运路径；具体如下：
从指定的发电机开始通过拓扑搜索找到该发电机与母线的联通路径，要求该路径上至少要有一台变压器，当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径；自动将该路径上所有的变压器状态置为“投运”，将开关、刀闸状态均置为“合”；
自动设置投运发电机的初始机端电压和初始功率，初始机端电压设置为发电机额定电压，初始功率设置为发电机用功出力下限，实现发电机的投运操作；
c)母线运行转检修；选择检修母线以及与该母线相联设备待转投的另一母线；自动断开与转检修母线相联的所有断路器，包括线路开关、变压器开关和母联开关等，使母线处于停运状态；通过拓扑分析搜索检修母线相联设备与转投母线的联通路径，自动将该路径上的断路器、刀闸状态置为“合”，将设备转投到目标母线；
d)线路、变压器“投、停”设置；停运线路、变压器时通过拓扑分析找到与线路两端端点和变压器端点联接的第一个“闭合”的断路器，自动将其状态置为“分”；当变压器为三绕组变压器时，对三个绕组分别找到与绕组端点联接的第一个“闭合”的断路器，自动将其状态置为“分”；实现线路、变压器的停运操作；
投运线路、变压器时，用最短路径搜索算法寻找设备投运路径；具体如下：
从线路两端端点和变压器端点开始通过拓扑搜索找到设备与母线的联通路径，要求目标母线的状态为“投运”；当存在多条联通路径时，选择经过设备最少的路径作为投运路径，自动将该路径上所有的开关、刀闸状态均置为“合”；；实现线路、变压器的投运操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中日前计划数据调整包括：
a1)修改发电计划：
ⅰ-a1、修改指定时刻，指定发电机的发电计划值；修改时用发电机出力上下限对计划值进行校核；
ⅱ-a1、修改一段时间内指定机组的发电计划，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的发电机出力计划值；系统自动按照机组爬坡率将计划值平均分配到指定时间段的各个时间点；
ⅲ-a1、修改指定时刻系统发电计划；系统自动统计发电出力的最大值和最小值作为计划值修改的上下限；
采用按照调整比例和调整量两种模式；按调整比例调整时，系统自动将每台运行的发电机出力按比例调整，当计划值超出了该机组的出力限值，将限值设定为出力，并将剩余的调整量按比例分配到其他的发电机；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节；
ⅳ-a1、修改一段时间内系统发电计划；指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统发电计划值；系统自动按照整体机组爬坡率GCr将计划值分配到指定时间段的各个时间节点；在每个时刻采用上述ⅲ-a1的方法进行调节；
<mrow> <mi>G</mi> <mi>C</mi> <mi>r</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>Cr</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，N为可调发电机数，Cri是第i台可调发电机的爬坡率；
b1)修改母线负荷预测：
ⅰ-b1、修改指定时刻，指定母线的负荷预测值；
ⅱ-b1、修改一段时间内的指定母线负荷预测，指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的母线负荷预测值；系统自动将总调节量平均分配到指定时间段的各个时间点；
ⅲ-b1、修改指定时刻系统整体负荷预测；采用按照调整比例和调整量两种模式，按调整比例调整时，系统自动将每个母线的负荷按比例调整；按调整量调整时，先将调整量换算为调整比例，再按调整比例调节；
ⅳ-b1、修改一段时间内系统整体负荷预测；指定开始时刻和结束时刻并分别设定两个时刻的系统整体母线负荷预测值；系统自动将整体负荷调整量平均分配到指定时间段的各个时间点；在每个时刻采用上述ⅲ-b1的方法进行调节；
c1)修改检修计划、联络线计划、直流计划：
ⅰ-c1、修改指定时刻，指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划；增加或删除检修设备，修改联络线计划潮流和直流线功率；
ⅱ-c1、修改一段时间内指定设备的的检修计划，指定断面的联络线潮流计划和指定直流设备的潮流计划；统一将指定时间段内的设备检修状态、断面的联络线潮流计划和直流的潮流计划设定为指定的值；
d1)在计划数据修改结束后，系统自动进行合理性检查；检查内容包括检修计划和发电、负荷预测的一致性；考虑网损、外网功率交换后系统的功率平衡；在不满足上述要求时进行提示，并给出计划修改的建议。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中计划断面数据整合包括：
a2)基于步骤2)得到的基础运行方式进行潮流计算，确认基础潮流收敛，母线电压在合理的范围内；得到基础方式下的基础信息，基础信息包括电网设备运行状态、发电机出力、母线负荷、联络线断面潮流、直流线功率；
b2)将步骤3)得到的待研究计划数据作用到基础方式；对于发电计划数据，用计划发电值修改基础方式中的发电出力；对于母线负荷预测数据，用母线负荷预测值修改基础方式中的母线负荷；对于检修计划，根据检修计划中设备检修状态，修改基础方式中的设备运行状态；对于直流计划，根据直流计划中的直流功率，修改基础方式中的直流传输功率；
c2)基于b2)所得的方式数据进行潮流计算；计算联络线潮流和联络线计划的偏差，当功率偏差大于门槛值时，进行方式调整使计划方式下联络线潮流和计划值的偏差满足要求；运行方式调整支持下列模式：
ⅰ-c2、同时调整内网发电机和负荷；
ⅱ-c2、单独调整内网发电机；
ⅲ-c2、单独调整内网负荷；
d2)将调整后的电网运行方式生成安全校核所需的计算文件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中多断面、多阶段并行安全校核分析计算包括：
a3)根据日前计划校核研究态的计算资源配置情况，以式(2)所述的模型计算用户可用的并行校核断面数X和每个断面可用的计算节点数Y；
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>X</mi> <mo>=</mo> <mi>N</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>W</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <mi>N</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>X</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mfrac> <mi>W</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>W</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&lt;</mo> <mi>N</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>Y</mi> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mfrac> <mi>W</mi> <mi>X</mi> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow></mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
设定断面校核所需要的最少计算节点数M和单个用户最多的并行校核断面数目N；W为系统为该用户的分配的计算节点数目；
b3)多断面数据并行生成；当需要校核多个指定时刻计划数据的安全稳定性时，需要并行生成多个断面时刻的计算数据以提高处理速度；基于步骤a2)中得到的基础方式数据，同时组织X个断面进行计算数据生成，在不同的目录下执行步骤b2)、c2)、d2)，形成以时刻命名的计算数据文件；当需要校核的断面数大于X时，则进行多轮计算数据生成；
c3)多断面、多阶段并行安全校核计算；将计算资源组织为X个计算集群，每个计算集群包含Y个计算节点；X个断面同时进行安全稳定校核，校核内容包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析、短路电流分析、辅助决策等；将校核任务分为两个阶段，第一个阶段的计算任务包括静态、暂态、动态安全分析，静态电压稳定分析，短路电流分析，第二个计算阶段的计算任务为辅助决策；第一阶段结束后如果存在分析结果不安全的情况则启动第二阶段的计算任务，否则进行下一个计划断面的安全校核；
d3)采用串行的方式进行多断面计算结果处理；每个计划断面完成安全校核计算后，按计算任务将计算结果收集完整后汇集至结果处理目录，结果文件名称以断面时刻加以区分；结果处理流程按照结果文件收到的先后顺序依次解析并统计计算结果，直至所有校核计划断面的计算结果均返回为止。
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