CN107767028A - 一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，步骤1：离线输电断面极限自动解析；步骤2：获取在线数据并自动解析；步骤3：输电断面极限自动识别；步骤4：输电断面负载率计算。本方法采用量化评估方法对输电断面每个断面和包含的成员设备分别进行映射和计算，得到每个断面的运行方式、功率极限和负载率。采用本法确定了电力系统输电断面的运行功率极限，为电网的安全稳定经济运行，提供决策依据。

Description

一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法
技术领域
本发明涉及大电网在线仿真与计算分析技术领域，具体涉及一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法。
背景技术
输电断面极限是电力系统调度运行人员监视电网安全运行水平的关键指标，电力系统暂态安全稳定断面极限功率计算与分析是电力系统安全稳定经济运行与控制的重要内容之一，目前输电断面功率极限计算方式是电网调度运行人员根据经验先确定发电机、负荷的功率调整方式，再通过暂态安全稳定时域仿真计算，最终确定输电断面的功率极限。实际上，输电断面功率极限与电网的运行方式和功率调整方式紧密相关，也就是说，如果电网实际运行的发电机、负荷功率调整方式与凭经验设置的功率调整方式不一致，则按目前的计算方式计算出来的输电断面功率极限可能是很保守的，也有可能是非常冒进的。随着新能源发电规模的不断增大和电力市场的逐步推进，发电机的调整方式难以按调度运行人员的要求预先设定，此外，母线负荷的变化也是难以准确预测的，不同母线负荷之间的相对变化的比例更是难以预测。因此，目前的输电断面功率极限的计算方式急需改进。由于输电断面功率极限与电网的运行方式和功率调整方式紧密相关，如果能够准确地计算出输电断面功率极限所在的区间，即功率极限最小值和功率极限最大值，就可以为电网的安全稳定运行，特别是经济运行，提供非常重要的决策依据。
发明内容
本发明为克服上述一些缺陷与不足，本发明提出一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，采用该方法可自动实现输电断面的投/停切换，并能快速的计算出可靠准确的断面极限。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，包括下述步骤：
步骤1：离线输电断面极限自动解析；
步骤2：获取在线数据并自动解析；
步骤3：输电断面极限自动识别；
步骤4：输电断面负载率计算。
(1)原始输电断面功率极限计算需要是电网调度运行人员根据经验先确定发电机、负荷的功率调整方式，再通过暂态安全稳定时域仿真计算，现在可由调度运行人员根据断面的不同情况配置不同的运行方式即可自动实现断面的投/停切换计算；(2)随着新能源发电规模的不断增大和电力市场的逐步推进，电网规模不断增大，当前的断面计算可自动生成或者按照用户指定的间隔生成在线运行方式，同时可以将历史方式存储，更加迅速的计算出可靠准确的断面极限。
优选的，所述步骤1中，离线输电断面极限自动解析是基于xml的配置方法实现，包含了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息；
离线断面的相关参数如下：
离线断面的组成方式如下：
注；断面公式中的@1表示断面组成中的第一个设备，@2表示断面组成中的第二个设备，依次类推，断面的组成数目与公式中的@n一一对应。
离线断面的运行条件如下：
<Def>(@1)&&(@2)&&(@3)&&(@4)&&(@5)&&(@6)</Def>离线断面的上下限额如下：
获取在线数据并自动解析，实时获取不同日期不同时刻的在线数据，并进行自动解析，在线数据的自动解析，支持电力系统的LS、CIME和CIM格式的在线数据模型和在线数据参数打数据文件；所述在线数据包括厂站、母线、发电机、交流线、直流线、开关、刀闸、断路器、换流器、变压器、负荷、拓扑分析节点的相关模型和在线参数。
优选的，离线输电断面极限自动解析完毕后，形成了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息的映射关系，根据断面的相关组成和相关参数信息，自动识别断面组成的设备类型和潮流方向参数，根据设备的运行方式和相关参数信息，自动识别出对应当前在线潮流中设备的运行方式和在线潮流中的潮流方向和有功出力信息。
优选的，所述步骤3中，输电断面极限自动识别包括：
(1)离线断面与在线数据的自动映射；
(2)依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别；
(3)依照离线断面的计算方式基于在线数据的自动计算；离线断面与在线数据的自动映射。
优选的，依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别，主要包含了以下几种方式：(1)正常方式；(2)某设备停方式(3)多设备停方式(4)多设备有停有投方式(5)某母线分列或刀闸拉开方式
《正常方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(@1)&amp；&amp；(@2)&amp；&amp；(@3)&amp；&amp；(@4)&amp；&amp；(@5)&amp；&amp；(@6)
注；(@1)&amp；&amp；(@2)表示(@1)&&(@2)，与标准c++中的条件运算符相对应，&&表示求和运算||表示或运算！表示非运算，如上公式表示每个组成的设备状态均为投运则此断面的状态为投运，有一个组成条件的状态为停运，则此断面停运。
即根据不同设备的投运状态，自动计算当前运行方式的结果状态，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)
即根据某个设备的运行状态，然后取非的状态，来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)||！(@2)
即根据几个不同设备的运行状态分别取非的状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备有停有投方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(！(@1)||！@4)||(！(@2)&amp；&amp；！@5)||(！(@3)||！@6)
即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某母线分列或刀闸拉开方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)&amp；&amp；(@2)
即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行。
优选的，步骤4中，输电断面负载率计算包括：(a)断面极限功率的计算；(b)断面负载计算；
其中断面极限功率的计算，具体是识别出的有效运行断面将进行极限功率的计算，无效停运的断面将不参与计算；断面极限功率的计算包含了：(a1)正常断面的极限功率计算；(a2)可切断面的极限功率计算；(a3)稳控断面的极限功率计算；(a4)临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等的极限功率计算；
《正常断面》的极限功率计算公式如下:
0.68*@1+0.68*@2+@3
即根据不同的断面组成设备，在在线数据中形成映射关系，找到当前在线数据中的运行方式和潮流有功信息，根据公式中设备参与计算的比例进行计算，最终依照公式将每个组成设备进行计算，计算出当前断面的极限功率；
《可切断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
0.25*@1+0.25*@2-0.38*@3+@4
计算方式如同正常断面
《稳控断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3+@4
计算方式如同正常断面
《临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3-@4-@5-@6-@7
计算方式如同正常断面；
断面负载率计算，是指根据断面的极限功率与离线断面的上下极限进行比较，判断断面的运行方式，与断面打极限进行对比，最终计算中断面的负载率，公式如下所示：
k＝abs(断面的在线运行潮流-断面的离线限值)/断面的离线限值。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：确定电力系统输电断面的运行功率极限，为电网的安全稳定经济运行，提供决策依据。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
图1中步骤1描述的是针对电网当前运行方式的量化评估，即针对电网当前运行方式采用离线断面的运行方式量化评估方法对每个断面的运行状态进行识别，并针对每个运行的断面，依照每个断面的成员和断面极限的计算公式进行极限功率和负载率的计算；具体方法包括以下步骤：
(1)离线输电断面极限自动分析断面的运行方式和组成，确定每个断面有效性的相关设备、运行方式有效性公式、断面的组成、断面的计算公式和断面的限额；
(2)实时通过webService获取不同日期不同时刻的在线数据，并进行自动解析，在线数据的自动解析，支持电力系统的LS、CIME和CIM格式的在线数据模型和在线数据参数打数据文件；所述在线数据包括厂站、母线、发电机、交流线、直流线、开关、刀闸、断路器、换流器、变压器、负荷、拓扑分析节点的相关模型和在线参数；
(3)输电断面极限自动识别，以下三个方面，(301)离线断面与在线数据的自动映射；(302)依照离线断面的运行方式基于在线数据的自动识别；(303)依照离线断面的计算方式基于在线数据的自动计算；
输电断面负载率计算，以下两个方面，(311)断面极限功率的计算；(312)断面负载计算。
一种xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，所述计算方法包括下述步骤：
步骤1：离线输电断面极限自动解析；
步骤2：获取在线数据并自动解析；
步骤3：输电断面极限自动识别；
步骤4：输电断面负载率计算。
所述步骤1中，离线输电断面极限自动解析是基于xml的配置方法实现，包含了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息；
离线断面的相关参数如下：
标签 说明
StabilityRule 一个断面的信息
rule_type 断面的类型
Voltage 断面的电压等级
rule_id 断面的ID
<StabilityRule rule_type＝""voltage＝""rule_id＝"123004564990328841">离线断面的组成方式如下：
<StabilitySectiondesc＝"粤西01"sec_class＝"粤西"sec_type＝"正常断面"name＝"港茂甲乙+坡天+榭赤+吴泥+湛泥">
<！--断面公式-->
<Def>@1+@2+@3+@4+@5+@6</Def>
<VarDef>
<Measurement station＝"茂名站"eqmeas＝"1"equipment＝"港茂甲线"voltage＝"500kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351713695"/>
<Measurement station＝"茂名站"eqmeas＝"1"equipment＝"港茂乙线"voltage＝"500kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351713697"/>
<Measurement station＝"天泰站"eqmeas＝"1"equipment＝"坡天线2718"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351714739"/>
<Measurement station＝"榭平岭站"eqmeas＝"1"equipment＝"榭赤线2331"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351715661"/>
<Measurement station＝"泥乔站"eqmeas＝"1"equipment＝"吴泥线2720"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351715194"/>
<Measurement station＝"泥乔站"eqmeas＝"1"equipment＝"湛泥线2308"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"有功"id＝"116812244351715540"/>
</VarDef>
</StabilitySection>
离线断面的运行条件如下：
<SupervisonConditiondesc＝"正常方式">
<！--条件公式-->
<Def>(@1)&&(@2)&&(@3)&&(@4)&&(@5)&&(@6)</Def>
<VarDef>
<Measurement station＝"茂名站"eqmeas＝"1"equipment＝"港茂甲线"voltage＝"500kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655526096"/>
<Measurement station＝"茂名站"eqmeas＝"1"equipment＝"港茂乙线"voltage＝"500kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655526097"/>
<Measurement station＝"天泰站"eqmeas＝"1"equipment＝"坡天线2718"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655526618"/>
<Measurement station＝"榭平岭站"eqmeas＝"1"equipment＝"榭赤线2331"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655527079"/>
<Measurement station＝"吴川站"eqmeas＝"1"equipment＝"吴泥线2720"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655526845"/>
<Measurement station＝"湛江厂"eqmeas＝"1"equipment＝"湛泥线2308"voltage＝"220kV"dev_type＝"线路"meas_type＝"状态"id＝"116530700655527018"/>
</VarDef>
</SupervisonCondition>
离线断面的上下限额如下：
<SupervisonLimit>
<LimitValue value＝"1100"reverse_value＝"0"/>
</SupervisonLimit>
获取在线数据并自动解析，可实时通过webService获取不同日期不同时刻的在线数据，并进行自动解析，在线数据的自动解析，支持电力系统的LS、CIME和CIM格式的在线数据模型和在线数据参数打数据文件；所述在线数据包括厂站、母线、发电机、交流线、直流线、开关、刀闸、断路器、换流器、变压器、负荷、拓扑分析节点的相关模型和在线参数；
离线输电断面极限自动解析完毕后，形成了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息的映射关系，根据断面的相关组成和相关参数信息，自动识别断面组成的设备类型和潮流方向参数，根据设备的运行方式和相关参数信息，自动识别出对应当前在线潮流中设备的运行方式和在线潮流中的潮流方向和有功出力信息。
所述步骤3中，输电断面极限自动识别包括：
(1)离线断面与在线数据的自动映射；
(2)依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别；
(3)依照离线断面的计算方式基于在线数据的自动计算；离线断面与在线数据的自动映射。
依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别，主要包含了以下几种方式：(1)正常方式；(2)某设备停方式(3)多设备停方式(4)多设备有停有投方式(5)某母线分列或刀闸拉开方式
《正常方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(@1)&amp；&amp；(@2)&amp；&amp；(@3)&amp；&amp；(@4)&amp；&amp；(@5)&amp；&amp；(@6)
注；(@1)&amp；&amp；(@2)表示(@1)&&(@2)，与标准c++中的条件运算符相对应，&&表示求和运算||表示或运算！表示非运算，如上公式表示每个组成的设备状态均为投运则此断面的状态为投运，有一个组成条件的状态为停运，则此断面停运。
即根据不同设备的投运状态，自动计算当前运行方式的结果状态，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)
即根据某个设备的运行状态，然后取非的状态，来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)||！(@2)
即根据几个不同设备的运行状态分别取非的状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备有停有投方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(！(@1)||！@4)||(！(@2)&amp；&amp；！@5)||(！(@3)||！@6)
即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某母线分列或刀闸拉开方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)&amp；&amp；(@2)
即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行。
步骤4中，输电断面负载率计算包括：(a)断面极限功率的计算；(b)断面负载计算；
其中断面极限功率的计算，具体是识别出的有效运行断面将进行极限功率的计算，无效停运的断面将不参与计算；断面极限功率的计算包含了：(a1)正常断面的极限功率计算；(a2)可切断面的极限功率计算；(a3)稳控断面的极限功率计算；(a4)临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等的极限功率计算；
《正常断面》的极限功率计算公式如下:
0.68*@1+0.68*@2+@3
即根据不同的断面组成设备，在在线数据中形成映射关系，找到当前在线数据中的运行方式和潮流有功信息，根据公式中设备参与计算的比例进行计算，最终依照公式将每个组成设备进行计算，计算出当前断面的极限功率；
《可切断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
0.25*@1+0.25*@2-0.38*@3+@4
计算方式如同正常断面
《稳控断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3+@4
计算方式如同正常断面
《临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3-@4-@5-@6-@7
计算方式如同正常断面；
断面负载率计算，是指根据断面的极限功率与离线断面的上下极限进行比较，判断断面的运行方式，与断面打极限进行对比，最终计算中断面的负载率，公式如下所示：
k＝abs(断面的在线运行潮流-断面的离线限值)/断面的离线限值。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：离线输电断面极限自动解析；
步骤2：获取在线数据并自动解析；
步骤3：输电断面极限自动识别；
步骤4：输电断面负载率计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，所述步骤1中，离线输电断面极限自动解析是基于xml的配置方法实现，包含了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息；
离线断面的相关参数如下：
离线断面的组成方式如下：
<！--断面公式-->
<Def>@1+@2+@3+@4+@5+@6</Def>
断面公式中的@1表示断面组成中的第一个设备，@2表示断面组成中的第二个设备，依次类推，断面的组成数目与公式中的@n一一对应。
离线断面的运行条件如下：
<！--条件公式-->
<Def>(@1)&&(@2)&&(@3)&&(@4)&&(@5)&&(@6)</Def>
条件公式中的@1表示条件组成中的第一个设备，@2表示条件组成中的第二个设备，依次类推，断面的条件组成数目与公式中的@n一一对应；离线断面的上下限额如下：
获取在线数据并自动解析，实时获取不同日期不同时刻的在线数据，并进行自动解析，在线数据的自动解析，支持电力系统的LS、CIME和CIM格式的在线数据模型和在线数据参数打数据文件；所述在线数据包括厂站、母线、发电机、交流线、直流线、开关、刀闸、断路器、换流器、变压器、负荷、拓扑分析节点的相关模型和在线参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，离线输电断面极限自动解析完毕后，形成了离线断面的相关参数、断面的运行方式的计算公式、断面组成的相关设备、相关组成设备的类型和断面的上下极限功率信息的映射关系，根据断面的相关组成和相关参数信息，自动识别断面组成的设备类型和潮流方向参数，根据设备的运行方式和相关参数信息，自动识别出对应当前在线潮流中设备的运行方式和在线潮流中的潮流方向和有功出力信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，所述步骤3中，输电断面极限自动识别包括：
(1)离线断面与在线数据的自动映射；
(2)依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别；
(3)依照离线断面的计算方式基于在线数据的自动计算；离线断面与在线数据的自动映射。
5.根据权利要求4所述的一种xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，依照离线断面的运行方式及在线数据的自动识别，主要包含了以下几种方式：(1)正常方式；(2)某设备停方式(3)多设备停方式(4)多设备有停有投方式(5)某母线分列或刀闸拉开方式
《正常方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(@1)&amp；&amp；(@2)&amp；&amp；(@3)&amp；&amp；(@4)&amp；&amp；(@5)&amp；&amp；(@6)
(@1)&amp；&amp；(@2)表示(@1)&&(@2)，&&表示求和运算，||表示或运算，！表示非运算，如上公式表示每个组成的设备状态均为投运则此断面的状态为投运，有一个组成条件的状态为停运，则此断面停运；
即根据不同设备的投运状态，自动计算当前运行方式的结果状态，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)
即根据某个设备的运行状态，然后取非的状态，来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备停方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)||！(@2)
即根据几个不同设备的运行状态分别取非的状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《多设备有停有投方式》中断面运行依据的计算公式如下:
(！(@1)||！@4)||(！(@2)&amp；&amp；！@5)||(！(@3)||！@6)即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行；
《某母线分列或刀闸拉开方式》中断面运行依据的计算公式如下:
！(@1)&amp；&amp；(@2)即根据几个不同设备的运行状态，并依照公式计算，以此来自动判断当前断面的运行方式是否运行。
6.根据权利要求1所述的一种基于xml的输电断面极限自动识别及越限计算方法，其特征在于，步骤4中，输电断面负载率计算包括：(a)断面极限功率的计算；(b)断面负载计算；
其中断面极限功率的计算，具体是识别出的有效运行断面将进行极限功率的计算，无效停运的断面将不参与计算；断面极限功率的计算包含了：(a1)正常断面的极限功率计算；(a2)可切断面的极限功率计算；(a3)稳控断面的极限功率计算；(a4)临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等的极限功率计算；
《正常断面》的极限功率计算公式如下:
0.68*@1+0.68*@2+@3
上述公式表示断面潮流计算的公式,‘+’‘-’‘*’‘/’分别表示加、减、乘、除的运算；
即根据不同的断面组成设备，在在线数据中形成映射关系，找到当前在线数据中的运行方式和潮流有功信息，根据公式中设备参与计算的比例进行计算，最终依照公式将每个组成设备进行计算，计算出当前断面的极限功率；
《可切断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
0.25*@1+0.25*@2-0.38*@3+@4计算方式如同正常断面
《稳控断面的极限功率计算》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3+@4计算方式如同正常断面
《临时稳定断面、临时可切断面、临时稳控断面和即时断面等》的极限功率计算公式如下:
@1+@2+@3-@4-@5-@6-@7计算方式如同正常断面；
断面负载率计算，是指根据断面的极限功率与离线断面的上下极限进行比较，判断断面的运行方式，与断面打极限进行对比，最终计算中断面的负载率，公式如下所示：
k＝abs(断面的在线运行潮流-断面的离线限值)/断面的离线限值。
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