CN109638822A - 计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，先基于初始方式安全稳定评估结果进行负荷恢复策略优化，再基于优化后方式安全稳定评估结果进行恢复策略修正。同时也公开了相应的系统。本发明可以进行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线快速制定，在保证电网安全稳定的前提下，给出经济代价更小、负荷恢复量更大、负荷恢复速度更快的控制策略，满足特高压直流故障处置后期负荷恢复控制对经济性、时效性、安全性的要求。

Description

计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统

技术领域

本发明涉及一种计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

为应对特高压直流故障对受端电网造成的较大冲击，江苏电网提出了建设“大规模源网荷友好互动系统”的思路，该系统采取两种不同时限的负荷控制措施，实现两大主要功能。一是系统保护快速切负荷功能，实施第一时限控制。针对频率紧急控制要求，设置苏南、苏北切负荷控制中心站，与华东电网频率紧急协调控制系统互联互通，快速切除部分可中断负荷。二是友好互动精准切负荷功能，实施第二时限控制。针对电网稳态问题，实施可中断负荷精准实时控制。

在特高压直流故障处置后期，采用精准负荷控制手段切除的大量用户负荷，这些负荷如何快速有效的恢复缺少有效的智能化支撑手段。传统采用人工判定的方法来确定当前系统能恢复多少、如何恢复等问题，难以满足快速负荷恢复的要求。

发明内容

本发明提供了一种计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法及系统，解决了传统人工判定方法难以满足快速负荷恢复要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，包括以下步骤，

步骤1，将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀；

步骤2，在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障；

步骤3，在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁；

步骤4，在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障；

步骤5，对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案；

步骤6，根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

步骤1中，基于电网模型参数和当前运行状态，进行电网运行断面数据整合，响应于整合后的断面数据潮流收敛，将断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀。

步骤1中，生成待候选措施集合C₀的过程为，

获取切负荷动作信息，对负荷进行归类合并；

生成待调整负荷的候选措施集合C₀，

式中，

j为候选措施序列号，O_j为第j个候选措施的优先级，n_j为第j个候选措施所连接的EMS建模节点，T_j为第j个候选措施的类型，P_j,Q_j分别为第j个候选措施当前有功功率和无功功率，P_max.j,P_min.j分别为第j个候选措施有功功率上下限，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，N_C为C₀中候选措施个数，其中，若第j个候选措施的类型是新能源发电机调整措施，则P_max.j＝max(ε_pre.j×P_pre.j,P_min.j)，ε_pre.j为第j个候选措施的超短期预测精度，P_pre.j为第j个候选措施的超短期预测出力，

若第j个候选措施的类型不是新能源发电机调整措施且不是负荷调整措施，则P_max.j＝min(P_max.j,P_j+R_p.j×Δt₂)，P_min.j＝max(P_min.j,P_j-R_p.j×Δt₂)，R_p.j为第j个候选措施的爬坡率，Δt₂为负荷恢复控制执行周期。

步骤2中，在S₀下，对预想故障进行安全稳定评估，安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障作为严重故障，根据严重故障的安全稳定评估结果，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标。

安全稳定评估包括暂态安全稳定TSS评估和静态安全SSS评估；

暂态安全稳定TSS评估包括暂态电压跌落安全TVDS评估、暂态频率跌落安全TFDS评估和暂态频率上升安全TFRS评估；

静态安全SSS评估包括设备过载安全OLS评估、电压越下限安全VLLS评估、电压越上限安全VULS评估。

步骤2中，各候选措施在负荷恢复控制中的有功功率调整方向为有功功率增加，各候选措施的综合性价比指标公式为，

式中，Q_j为第j个候选措施当前无功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_max.j分别为第j个候选措施无功功率上限，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，C_p.j为第j个候选措施在当前运行状态下其控制代价函数对有功的导数，N_tl.j为第j个外网联络断面的组成支路个数，P_tl.j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路的当前有功功率，n_j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路连接的EMS建模节点号，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施， 分别为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j有功、无功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j.k有功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标对电网暂态和静态安全稳定的综合性能指标；

其中，

式中，ω_t为电网暂态安全稳定重视因子，k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆分别为预想故障中TFDS裕度TFRS裕度TVDS裕度OLS裕度VLLS裕度VULS裕度小于阈值ε_f,0的严重故障数目；为第i个EMS建模节点有功在第k′₄个严重故障下对薄弱设备有功的灵敏度；为第i个EMS建模节点在第k′₁个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，分别为第i个EMS建模节点在第k′₂个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，|z_max|为k₁个所有严重故障的最大值，|z′_max|为k₂个所有严重故障的最大值；为第i个EMS建模节点无功在第k′₃个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₅个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₆个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度。

负荷恢复策略目标函数F的公式为，

其中，K_l为F对负荷恢复量的重视程度，P_a.j,P_j分别为第j个候选措施调整后的有功功率和当前有功功率，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施，X'_C.j为第j个候选措施功率增加的综合性价比指标修正值，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标；

约束条件包括等式约束条件和不等式约束条件；

约束条件为：

其中，分别为EMS建模节点n下发电机的有功和无功功率，分别为EMS建模节点n下负荷的有功和无功功率，V_n,V_m分别为EMS建模节点n和m的电压，G_nm,B_nm分别为EMS建模节点n和m之间的电导和电纳，θ_nm为EMS建模节点n和m之间的相角差，N为EMS建模节点数，ΔP_n,ΔQ_n分别为节点n的有功不平衡功率和无功不平衡功率；

不等式约束条件为：

P_j≤P_a.j≤P_max.j

Q_min.j≤Q_a.j≤Q_max.j

V_min.n≤V_n≤V_max.n

其中，P_j为第j个候选措施当前有功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_a.j为第j个候选措施调整后的无功功率，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，V_max.n,V_min.n分别为EMS建模节点n的电压上下限，为EMS建模节点n下发电机的有功上限，P_sys为电网的旋转备用要求。

步骤4中，各候选措施在减负荷控制中的有功功率调整方向为有功功率减少，无功功率调整方向为无功功率增加或减少，各候选措施的综合性价比指标公式为，

if(T_j＝0)Xd_C.j＝-X_C.j/C_p.j/C_p.j

if(T_j＝1.or.2.or.3)Xd_C.j＝-X_C.j

if(T_j＝4.or.5)Xd_qd.C.j＝-Xd_qu.C.j

其中，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_C.j为第j个候选措施有功功率减少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qu.C.j为第j个候选措施无功功率增加对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qd.C.j为第j个候选措施无功功率增少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施，T_j＝4表示第j个候选措施类型是发电机无功功率调整措施，T_j＝5表示第j个候选措施类型是无功补偿无功功率调整措施。

步骤4中，响应于所有严重故障的安全稳定裕度大于等于阈值ε_f,1，根据S₁和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

组合成辅助决策方案的过程为，

从有功减少的非负荷调整措施A中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对A中剩余的候选措施进行排序，得到“发电”有功调整措施序位表GS₁；

从有功减少的负荷调整措施B中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对B中剩余的候选措施进行排序，得到负荷有功调整措施序位表LS₁；

从无功增加的候选措施C中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对C中剩余的候选措施进行排序，得到无功调整措施序位表QS₁；

各调整措施序位表中，每个调整措施按决策精度ε_jc拆分成若干个调整量为等差数列的分措施；

对GS₁、LS₁和QS₁拆分后得到的分措施进行枚举组合，得到若干个措施组合，由同一个调整措施拆分出的分措施不进行枚举组合；

计算每一个措施组合对电网的有功注入总量ΔP_in；

响应于ΔP_in大于ε_jc，剔除ΔP_in对应的措施组合，剩余的每个措施组合为一个辅助决策方案。

辅助决策方案的调度优先级公式为，

其中，为第j′个辅助决策方案的调度优先级，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁、LS₁和QS₁的分措施个数，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于LS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别第j′个辅助决策方案中隶属于QS₁的第k′个分措施的单位无功调整代价、调整前无功以及调整后无功。

计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定系统，包括，

候选措施集合生成模块：将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀；

S₀下综合性价比指标计算模块：在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障；

建模求解模块：在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁；

S₁下综合性价比指标计算模块：在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障；

辅助决策方案生成模块：对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案；

负荷恢复策略生成模块：根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法。

一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法的指令。

本发明所达到的有益效果：本发明可以进行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线快速制定，在保证电网安全稳定的前提下，给出经济代价更小、负荷恢复量更大、负荷恢复速度更快的控制策略，满足特高压直流故障处置后期负荷恢复控制对经济性、时效性、安全性的要求。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，包括以下步骤：

步骤1，将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀。

其中，发电机调整措施根据发电机类型分为新能源发电机调整措施和常规发电机调整措施，各发电机调整措施包括发电机有功功率调整措施和发电机无功功率调整措施，负荷调整措施包括负荷有功功率调整措施，外网联络断面调整措施包括外网联络断面有功功率调整措施，直流系统调整措施包括直流系统有功功率调整措施，无功补偿调整措施包括无功补偿无功功率调整措施。

基于电网模型参数和当前运行状态，进行电网运行断面数据整合，响应于整合后的断面数据潮流收敛，将断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀。

生成待候选措施集合C₀的过程如下：

11)获取切负荷动作信息，对负荷进行归类合并。

从系统保护、源网荷系统等获取切负荷动作信息，若切负荷个数为0，则结束本方法，否则对所属EMS建模厂站、所属EMS建模节点、切除优先级皆相同的负荷进行合并。

12)生成待调整负荷的候选措施集合C₀，

式中，j为候选措施序列号，O_j为第j个候选措施的优先级，n_j为第j个候选措施所连接的EMS建模节点，T_j为第j个候选措施的类型，P_j,Q_j分别为第j个候选措施当前有功功率和无功功率，P_max.j,P_min.j分别为第j个候选措施有功功率上下限，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，N_C为C₀中候选措施个数。

根据超短期新能源预测信息对N_C个候选措施依次进行处理，若第j个候选措施的类型是新能源发电机调整措施，则P_max.j＝max(ε_pre.j×P_pre.j,P_min.j)，ε_pre.j为第j个候选措施的超短期预测精度，P_pre.j为第j个候选措施的超短期预测出力。

考虑非新能源措施的爬坡率对N_C个候选措施依次进行处理，若第j个候选措施的类型不是新能源发电机调整措施且不是负荷调整措施，则P_max.j＝min(P_max.j,P_j+R_p.j×Δt₂)，P_min.j＝max(P_min.j,P_j-R_p.j×Δt₂)，R_p.j为第j个候选措施的爬坡率，Δt₂为负荷恢复控制执行周期(一般为5分钟)。

步骤2，在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0(一般为20％)的预想故障。

在S₀下，基于集群计算平台，按算例并行的计算调度模式，对预想故障进行安全稳定评估，安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障作为严重故障，根据严重故障的安全稳定评估结果，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标。

安全稳定评估包括暂态安全稳定TSS评估和静态安全SSS评估；暂态安全稳定TSS评估包括暂态电压跌落安全TVDS评估、暂态频率跌落安全TFDS评估和暂态频率上升安全TFRS评估；静态安全SSS评估包括设备过载安全OLS评估、电压越下限安全VLLS评估、电压越上限安全VULS评估。

步骤2中，各候选措施在负荷恢复控制中的有功功率调整方向为有功功率增加，各候选措施的综合性价比指标公式如下：

式中，Q_j为第j个候选措施当前无功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_max.j分别为第j个候选措施无功功率上限，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，C_p.j为第j个候选措施在当前运行状态下其控制代价函数对有功的导数，N_tl.j为第j个外网联络断面(受入为正方向)的组成支路个数，P_tl.j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路的当前有功功率，n_j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路连接的EMS建模节点号，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施，分别为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j有功、无功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j.k有功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标对电网暂态和静态安全稳定的综合性能指标；

其中，

式中，ω_t为电网暂态安全稳定重视因子，一般为2.0，k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆分别为预想故障中TFDS裕度TFRS裕度TVDS裕度OLS裕度VLLS裕度VULS裕度小于阈值ε_f,0的严重故障数目；为第i个EMS建模节点有功在第k′₄个严重故障下对薄弱设备有功的灵敏度；为第i个EMS建模节点在第k′₁个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，分别为第i个EMS建模节点在第k′₂个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，|z_max|为k₁个所有严重故障的最大值，|z′_max|为k₂个所有严重故障的最大值；为第i个EMS建模节点无功在第k′₃个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₅个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₆个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度。

步骤3，在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁。

将直流设备功率在其所连接的交流节点等值为虚拟发电机，将外网联络断面在其所连接的外网交流节点等值为虚拟发电机，虚拟发电机的上下限等与同等值前设备相同。

负荷恢复策略目标函数F的公式为：

其中，K_l为F对负荷恢复量的重视程度，P_a.j,P_j分别为第j个候选措施调整后的有功功率和当前有功功率，X'_C.j为第j个候选措施功率增加的综合性价比指标修正值，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标；

约束条件包括等式约束条件和不等式约束条件；

约束条件为：

其中，分别为EMS建模节点n下发电机的有功和无功功率，分别为EMS建模节点n下负荷的有功和无功功率，V_n,V_m分别为EMS建模节点n和m的电压，G_nm,B_nm分别为EMS建模节点n和m之间的电导和电纳，θ_nm为EMS建模节点n和m之间的相角差，N为EMS建模节点数，ΔP_n,ΔQ_n分别为节点n的有功不平衡功率和无功不平衡功率；

不等式约束条件为：

P_j≤P_a.j≤P_max.j

Q_min.j≤Q_a.j≤Q_max.j

V_min.n≤V_n≤V_max.n

其中，P_j为第j个候选措施当前有功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_a.j为第j个候选措施调整后的无功功率，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，V_max.n,V_min.n分别为EMS建模节点n的电压上下限，为EMS建模节点n下发电机的有功上限，P_sys为电网的旋转备用要求。

求解负荷恢复策略目标函数的方法为，基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的路径跟随原始对偶内点算法，其中，中心参数σ取0.1，罚因子gap为互补间隙，r为不等式约束的个数。

求得最优解后，则将虚拟发电机恢复为原设备，特殊的，对于外网联络断面，在恢复时基于指定的外网发电机分摊系数K_sc.g和直流设备分摊系数K_sc.dc，依据可分摊空间等比分摊。

步骤4，在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障。

步骤4中，各候选措施在减负荷控制中的有功功率调整方向为有功功率减少，无功功率调整方向为无功功率增加或减少，各候选措施的综合性价比指标公式为，

if(T_j＝0)Xd_C.j＝-X_C.j/C_p.j/C_p.j

if(T_j＝1.or.2.or.3)Xd_C.j＝-X_C.j

if(T_j＝4.or.5)Xd_qd.C.j＝-Xd_qu.C.j

其中，Xd_C.j为第j个候选措施有功功率减少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qu.C.j为第j个候选措施无功功率增加对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qd.C.j为第j个候选措施无功功率增少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，T_j＝4表示第j个候选措施类型是发电机无功功率调整措施，T_j＝5表示第j个候选措施类型是无功补偿无功功率调整措施。

步骤4中，响应于所有严重故障的安全稳定裕度大于等于阈值ε_f,1，根据S₁和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

步骤5，对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案。

组合成辅助决策方案的过程为：

51)从有功减少的非负荷调整措施A中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对A中剩余的候选措施进行排序，得到“发电”有功调整措施序位表GS₁。

52)从有功减少的负荷调整措施B中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对B中剩余的候选措施进行排序，得到负荷有功调整措施序位表LS₁。

53)从无功增加的候选措施C中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对C中剩余的候选措施进行排序，得到无功调整措施序位表QS₁。

54)各调整措施序位表中，每个调整措施按决策精度ε_jc拆分成[int(|ΔY|/ε_jc+0.5)]个调整量为等差数列的分措施；ΔY为可调空间。

55)对GS₁、LS₁和QS₁拆分后得到的分措施进行枚举组合，得到若干个措施组合，由同一个调整措施拆分出的分措施不进行枚举组合。

56)计算每一个措施组合对电网的有功注入总量ΔP_in。

57)响应于ΔP_in大于ε_jc，剔除ΔP_in对应的措施组合，剩余的每个措施组合为一个辅助决策方案。

步骤6，根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

辅助决策方案的调度优先级公式为：

其中，为第j′个辅助决策方案的调度优先级，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁、LS₁和QS₁的分措施个数，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于LS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别第j′个辅助决策方案中隶属于QS₁的第k′个分措施的单位无功调整代价、调整前无功以及调整后无功。

上述方法先基于初始方式安全稳定评估结果进行负荷恢复策略优化，再基于优化后方式安全稳定评估结果进行恢复策略修正，只需在初始运行方式和最大负荷可恢复量附近的运行方式进行安全稳定量化评估，整体减小了计算任务；步骤2中基于初始运行方式下预想故障集的安全稳定量化评估结果筛选严重故障，大大减小了后续恢复策略修正时安全稳定量化评估的故障集维数；步骤2中初始运行方式的安全稳定量化评估、步骤6中各辅助决策方案执行后运行方式的安全稳定量化评估皆基于集群计算平台并行计算；以上各处理有效提高了负荷恢复策略的计算效率。

上述方法在步骤2和步骤4中分别提出了各候选措施在负荷恢复控制和减负荷控制中对提高电网安全稳定裕度的综合性价比指标，指标考虑了各候选措施的经济代价，经济代价越高则综合性价比指标越低，调整量越小；步骤6中根据调整代价计算调度优先级指标，确保选中的辅助决策方案经济代价更小。

上述方法步骤3的负荷恢复策略优化模型的目标函数考虑了负荷恢复量更大；步骤6中通过挑选经济代价更小的辅助决策方案，确保已恢复负荷的减负荷量更小。

上述方法可以进行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线快速制定，在保证电网安全稳定的前提下，给出经济代价更小、负荷恢复量更大、负荷恢复速度更快的控制策略，满足特高压直流故障处置后期负荷恢复控制对经济性、时效性、安全性的要求。

计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定系统，包括：

候选措施集合生成模块：将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀；

S₀下综合性价比指标计算模块：在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障；

建模求解模块：在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁；

S₁下综合性价比指标计算模块：在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障；

辅助决策方案生成模块：对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案；

负荷恢复策略生成模块：根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法。

一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法的指令。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1，将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀；

步骤2，在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障；

步骤3，在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁；

步骤4，在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障；

步骤5，对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案；

步骤6，根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

2.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤1中，基于电网模型参数和当前运行状态，进行电网运行断面数据整合，响应于整合后的断面数据潮流收敛，将断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀。

3.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤1中，生成待候选措施集合C₀的过程为，

获取切负荷动作信息，对负荷进行归类合并；

生成待调整负荷的候选措施集合C₀，

式中，

j为候选措施序列号，O_j为第j个候选措施的优先级，n_j为第j个候选措施所连接的EMS建模节点，T_j为第j个候选措施的类型，P_j,Q_j分别为第j个候选措施当前有功功率和无功功率，P_max.j,P_min.j分别为第j个候选措施有功功率上下限，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，N_C为C₀中候选措施个数，

其中，若第j个候选措施的类型是新能源发电机调整措施，则P_max.j＝max(ε_pre.j×P_pre.j,P_min.j)，ε_pre.j为第j个候选措施的超短期预测精度，P_pre.j为第j个候选措施的超短期预测出力，

若第j个候选措施的类型不是新能源发电机调整措施且不是负荷调整措施，则P_max.j＝min(P_max.j,P_j+R_p.j×Δt₂)，P_min.j＝max(P_min.j,P_j-R_p.j×Δt₂)，R_p.j为第j个候选措施的爬坡率，Δt₂为负荷恢复控制执行周期。

4.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤2中，在S₀下，对预想故障进行安全稳定评估，安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障作为严重故障，根据严重故障的安全稳定评估结果，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标。

5.根据权利要求4所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：安全稳定评估包括暂态安全稳定TSS评估和静态安全SSS评估；

暂态安全稳定TSS评估包括暂态电压跌落安全TVDS评估、暂态频率跌落安全TFDS评估和暂态频率上升安全TFRS评估；

静态安全SSS评估包括设备过载安全OLS评估、电压越下限安全VLLS评估、电压越上限安全VULS评估。

6.根据权利要求5所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤2中，各候选措施在负荷恢复控制中的有功功率调整方向为有功功率增加，各候选措施的综合性价比指标公式为，

式中，Q_j为第j个候选措施当前无功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_max.j分别为第j个候选措施无功功率上限，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，C_p.j为第j个候选措施在当前运行状态下其控制代价函数对有功的导数，N_tl.j为第j个外网联络断面的组成支路个数，P_tl.j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路的当前有功功率，n_j.k为第j个外网联络断面第k个组成支路连接的EMS建模节点号，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施， 分别为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j有功、无功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，为第j个候选措施所连接的EMS建模节点n_j.k有功对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标对电网暂态和静态安全稳定的综合性能指标；

其中，

式中，ω_t为电网暂态安全稳定重视因子，k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆分别为预想故障中TFDS裕度TFRS裕度TVDS裕度OLS裕度VLLS裕度VULS裕度小于阈值ε_f,0的严重故障数目；为第i个EMS建模节点有功在第k′₄个严重故障下对薄弱设备有功的灵敏度；为第i个EMS建模节点在第k′₁个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，分别为第i个EMS建模节点在第k′₂个严重故障下与薄弱节点的电气距离的模，为k₁个所有严重故障的最大值，|z′_max|为k₂个所有严重故障的最大值；为第i个EMS建模节点无功在第k′₃个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₅个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度，为第i个EMS建模节点无功在第k′₆个严重故障下对薄弱节点电压的灵敏度。

7.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：负荷恢复策略目标函数F的公式为，

其中，K_l为F对负荷恢复量的重视程度，P_a.j,P_j分别为第j个候选措施调整后的有功功率和当前有功功率，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施，X'_C.j为第j个候选措施功率增加的综合性价比指标修正值，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标；

约束条件包括等式约束条件和不等式约束条件；

约束条件为：

其中，分别为EMS建模节点n下发电机的有功和无功功率，分别为EMS建模节点n下负荷的有功和无功功率，V_n,V_m分别为EMS建模节点n和m的电压，G_nm,B_nm分别为EMS建模节点n和m之间的电导和电纳，θ_nm为EMS建模节点n和m之间的相角差，N为EMS建模节点数，ΔP_n,ΔQ_n分别为节点n的有功不平衡功率和无功不平衡功率；

不等式约束条件为：

P_j≤P_a.j≤P_max.j

Q_min.j≤Q_a.j≤Q_max.j

V_min.n≤V_n≤V_max.n

其中，P_j为第j个候选措施当前有功功率，P_max.j为第j个候选措施有功功率上限，Q_a.j为第j个候选措施调整后的无功功率，Q_max.j,Q_min.j分别为第j个候选措施无功功率上下限，V_max.n,V_min.n分别为EMS建模节点n的电压上下限，为EMS建模节点n下发电机的有功上限，P_sys为电网的旋转备用要求。

8.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤4中，各候选措施在减负荷控制中的有功功率调整方向为有功功率减少，无功功率调整方向为无功功率增加或减少，各候选措施的综合性价比指标公式为，

if(T_j＝0)Xd_C.j＝-X_C.j/C_p.j/C_p.j

if(T_j＝1.or.2.or.3)Xd_C.j＝-X_C.j

if(T_j＝4.or.5)Xd_qd.C.j＝-Xd_qu.C.j

其中，X_C.j为第j个候选措施有功功率增加对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_C.j为第j个候选措施有功功率减少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qu.C.j为第j个候选措施无功功率增加对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，Xd_qd.C.j为第j个候选措施无功功率增少对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标，T_j＝0表示第j个候选措施类型是负荷有功功率调整措施，T_j＝1表示第j个候选措施类型是发电机有功功率调整措施，T_j＝2表示第j个候选措施类型是直流系统有功功率调整措施，T_j＝3表示第j个候选措施类型是外网联络断面有功功率调整措施，T_j＝4表示第j个候选措施类型是发电机无功功率调整措施，T_j＝5表示第j个候选措施类型是无功补偿无功功率调整措施。

9.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：步骤4中，响应于所有严重故障的安全稳定裕度大于等于阈值ε_f,1，根据S₁和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

10.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：组合成辅助决策方案的过程为，

从有功减少的非负荷调整措施A中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对A中剩余的候选措施进行排序，得到“发电”有功调整措施序位表GS₁；

从有功减少的负荷调整措施B中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对B中剩余的候选措施进行排序，得到负荷有功调整措施序位表LS₁；

从无功增加的候选措施C中过滤掉综合性价比指标小于等于0的候选措施，按综合性价比指标由大到小的顺序对C中剩余的候选措施进行排序，得到无功调整措施序位表QS₁；

各调整措施序位表中，每个调整措施按决策精度ε_jc拆分成若干个调整量为等差数列的分措施；

对GS₁、LS₁和QS₁拆分后得到的分措施进行枚举组合，得到若干个措施组合，由同一个调整措施拆分出的分措施不进行枚举组合；

计算每一个措施组合对电网的有功注入总量ΔP_in；

响应于ΔP_in大于ε_jc，剔除ΔP_in对应的措施组合，剩余的每个措施组合为一个辅助决策方案。

11.根据权利要求1所述的计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定方法，其特征在于：辅助决策方案的调度优先级公式为，

其中，为第j′个辅助决策方案的调度优先级，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁、LS₁和QS₁的分措施个数，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于GS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别为第j′个辅助决策方案中隶属于LS₁的第k′个分措施的有功调整代价函数、调整前S₁下有功以及调整后有功，分别第j′个辅助决策方案中隶属于QS₁的第k′个分措施的单位无功调整代价、调整前无功以及调整后无功。

12.计及暂态和静态约束的负荷恢复策略在线制定系统，其特征在于：包括，

候选措施集合生成模块：将收敛的电网运行断面数据潮流作为电网的初始运行状态S₀，获取切负荷动作信息，生成包括发电机调整措施、负荷调整措施、外网联络断面调整措施、直流系统调整措施、无功补偿调整措施的候选措施集合C₀；

S₀下综合性价比指标计算模块：在S₀下，计算各候选措施在负荷恢复控制中对提高严重故障安全稳定裕度的综合性价比指标，其中严重故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,0的预想故障；

建模求解模块：在S₀下，建立考虑步骤2中综合性价比指标、各候选措施控制量和负荷恢复量的负荷恢复策略目标函数，求解负荷恢复策略目标函数并将最优解作为电网的预想运行状态S₁；

S₁下综合性价比指标计算模块：在S₁下，响应于至少一个严重故障的安全稳定裕度小于阈值ε_f,1，计算各候选措施在减负荷控制中对提高不安全故障安全稳定裕度的综合性价比指标；其中不安全故障为安全稳定裕度小于阈值ε_f,1的严重故障；

辅助决策方案生成模块：对步骤4中综合性价比指标排序，将所有候选措施拆分组合成若干个辅助决策方案；

负荷恢复策略生成模块：根据调度优先级执行辅助决策方案，直到某个辅助决策方案执行后，所有严重故障安全稳定裕度均大于或等于阈值ε_f,1，根据该辅助决策方案执行后的电网运行状态和S₀的差别，统计各候选措施控制量和负荷恢复量作为最终的负荷恢复策略。

13.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至11所述的方法中的任一方法。

14.一种计算设备，其特征在于：包括，

一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至11所述的方法中的任一方法的指令。