CN109802388A - 基于虚拟子站技术的电网精准速控方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，通过控制主站，接收电网系统中各执行站采集的运行信息，并判断电网系统的当前状态，在判断出电网系统的当前状态为发生故障时，根据故障类型及运行信息确定电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，在确定需切除容量和控制对象后，下发相应的切机命令至各个执行站，以使各个执行站根据切机命令执行相应的切机操作。这就使得电网系统由常规的“控制主站—子站—执行站”三层结构转换为“控制主站—执行站”的点对点两层结构，达到了简化电网系统结构的目的，从而解决了传统的三层结构下逻辑复杂、命令执行时间较长的问题，实现了控制对象精准速控的目的。

Description

基于虚拟子站技术的电网精准速控方法

技术领域

本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于虚拟子站的电网精准速控方法。

背景技术

常规大区互联电网稳控系统，一般采用“分层、分区”的方式进行架构设计。其中，分层，指的是按照功能设置，将系统划分为主站、子站和执行站三层结构；分区，指的是按照电力系统自然网架结构或控制断面边界，将系统划分为多个区域。最终通过稳控系统中各装置间的协调动作实现电网的分层分区控制。采用上述常规电网稳控系统架构，控制策略划分比较清晰，主站主要实现与大区互联联络线有关的紧急控制，子站作为主站及执行站通信的中间环节主要实现主站及执行站的信息交互，，执行站主要实现控制措施的出口执行。

但是，当电网稳控系统中控制站点过多时，如果仍采用上述三层结构的电网稳控系统，就会使得系统结构复杂，从而导致控制逻辑复杂，并且，命令传输层级的增加还会造成命令执行时间加长。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，通过控制主站与执行站直接进行数据通信，使得电网系统由常规的“控制主站—子站—执行站”三层结构转换为“控制主站—执行站”的点对点两层结构，达到了简化电网系统结构的目的，从而解决了传统的三层结构下逻辑复杂、命令执行时间较长的问题，实现了控制对象精准速控的目的。

根据本公开的一方面，提供了一种基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，其特征在于，应用于电网系统中的控制主站，所述方法包括：

接收所述电网系统中各执行站采集的运行信息，并判断所述电网系统的当前状态，其中，所述运行信息包括与各执行站相连接的最小控制单元的出力大小、投运状态和允切状态；其中，所述投运状态包括投运和停运中的任意一种，所述允切状态包括允切和不允切中的任意一种；在判断出所述电网系统的当前状态为发生故障时，根据故障类型及所述运行信息确定所述电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，其中，所述控制对象为接入到执行站中的至少一个最小控制单元；在确定所述需切除容量和所述控制对象后，下发相应的切机命令至各个执行站，以使各个执行站根据所述切机命令执行相应的切机操作。

在一种可能的实现方式中，所述在判断出电网系统发生故障时，根据故障类型及所述运行信息确定所述电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，包括：根据所述故障类型，确定所述需切除容量；根据所述需切除容量以及所述运行信息，按照第一选切原则确定所述控制对象；所述第一选切原则为：根据所述电网系统中执行站所属类型和对应的层级，确定所述控制对象；其中，所述执行站所属类型和对应的层级通过对所述执行站按照所述最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分得到；所述最小控制单元的属性包括风电属性、水电属性和火电属性中的至少一种；所述类型包括风电类、水电类和火电类中至少一种；每一种所述类型对应的层级包括：类、位于所述类的下一级的执行站组、位于所述执行站组下一级的执行站和位于所述执行站下一级的最小控制单元。

在一种可能的实现方式中，所述运行信息包括用于识别所述执行站的编码信息；其中，根据所述需切除容量以及所述运行信息，按照第一选切原则确定所述控制对象，包括：根据每个所述运行信息得到相应的执行站的编码信息；根据所述编码信息和预先存储的类-执行站组-执行站隶属关系数据，确定每个所述执行站所属类型和对应的层级。

在一种可能的实现方式中，对所述执行站按照所述最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分，包括：按照所述最小控制单元的属性，将所述电网系统中的所有执行站归类为：风电类，水电类，火电类；将每一类中的执行站划分为多个执行站组；其中，每个所述执行站组中配置有预设个数的执行站，每个所述执行站至少接入一台所述最小控制单元。

在一种可能的实现方式中，根据所述电网系统中执行站所属类型和对应的层级，确定所述控制对象，包括：根据预设的第一优先级，确定第一选切类型；其中，所述第一选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且所述第一选切类型包括多个所述执行站组；根据所述第一选切类型中预设的第二优先级，确定一个或多个执行站组作为第一选切组；其中，所述第二优先级表征所述第一选切类型中执行站组的优先等级；所述第一选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第二优先级排序；

根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站；其中，所述第三优先级表征所述每个执行站组中的执行站的优先等级；所述第一选切站包括多个所述执行站时，多个所述执行站的切除顺序按照第三优先级排序；根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象；其中，所述第四优先级表征每个所述执行站中的最小控制单元的优先等级；所述控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第四优先级排序。

在一种可能的实现方式中，所述第一选切类型为风电类；其中，根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站，包括：按照预先设定的组内每轮选切数，确定所述第一选切站中执行站的选切个数为第一数值；根据所述第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对所述第一数值个执行站进行切除顺序的排序。

在一种可能的实现方式中，所述第一选切类型为风电类；所述最小控制单元为风电并网线；其中，根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象，包括：在所述第一选切站的可切除容量不满足所述需切除容量时，确定所述第一选切站内每个执行站所接入的所有风电并网线作为所述控制对象；在所述第一选切站的可切除容量满足所述需切除容量时，根据所述第一选切站内每个执行站的可切除容量，确定所述执行站所接入的部分风电并网线作为所述控制对象，并按照所述第四优先级对所述风电并网线的切除顺序排序。

在一种可能的实现方式中，所述第一选切类型为火电类和水电类中的任意一种；其中，根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站，包括：按照预先设定的组内每轮选切数以及预设的本组保留出力，确定所述第一选切站中执行站的选切个数为第二数值，以使所述第一选切组切除所述第一选切站中的执行站后的剩余功率和大于或等于所述本组保留出力；根据所述第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对所述第二数值个执行站进行切除顺序的排序。

在一种可能的实现方式中，所述第一选切类型为火电类和水电类中的任意一种；所述最小控制单元为发电机组；其中，根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象，包括：根据所述第一选切站内每个执行站中的各个发电机组的运行状态，由各个所述执行站中确定待选切机组；其中，所述待选切机组的运行状态为：处于投运状态且对应的允切压板投入；根据所述第四优先级，由所述待选切机组中选取优先级最高的发电机组作为所述控制对象。

在一种可能的实现方式中，根据预设的第一优先级，确定第一选切类型后，还包括：判断所述第一选切类型的可切除容量是否满足所述控制量；在判断出所述第一选切类型的可切除容量不满足所述控制量时，还包括：根据预设的所述第一优先级，确定第二选切类型；其中，所述第二选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且所述第二选切类型与所述第一选切类型的类型不同；根据所述第二选切类型中预设的第五优先级，确定一个或多个执行站组作为第二选切组；其中，所述第五优先级表征所述第二选切类型中执行站组的优先等级；所述第二选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第五优先级排序；根据所述第二选切组内预设的第六优先级，确定一个或多个执行站作为第二选切站；其中，所述第六优先级表征所述第二选切组内每个执行站组中的执行站的优先等级；所述第二选切站包括多个所述执行站时，多个所述执行站的切除顺序按照第六优先级排序；根据所述第二选切站预设的第七优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象；其中，所述第七优先级表征所述第二选切站内每个执行站中的最小控制单元的优先等级；所述控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第七优先级排序。

上述基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，通过由控制主站直接接收电网系统中各执行站采集到的相应最小控制单元的运行信息，并判断电网系统的当前状态，在判断出电网系统的当前状态为发生故障时，再根据故障类型以及接收到的运行信息确定电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，并在确定需切除容量和控制对象后，直接将相应的切机命令下发至各个执行站，实现了控制主站与执行站直接进行数据通信的功能，这就使得电网系统由常规的“控制主站—子站—执行站”三层结构转换为“控制主站—执行站”的点对点两层结构，达到了简化电网系统结构的目的，从而解决了传统的三层结构下逻辑复杂、命令执行时间较长的问题，实现了控制对象精准速控的目的。另外，通过设置虚拟子站的方式取代传统子站，实现了对执行站组合方式的合理优化，摆脱了传统分区受地理位置、管辖范围等限制，实现了优化及公平切机、兼顾局部地区安全稳定问题的目的。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法的流程图；

图2示出根据本公开一实施例的风电类中类与执行站组的层级示意图；

图3示出根据本公开一实施例的水电类中类与执行站组的层级示意图；

图4示出根据本公开一实施例的火电类中类与执行站组的层级示意图；

图5示出根据本公开一实施例的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法中进行执行站所属类型的层级划分的流程图；

图6示出根据本公开一实施例的风电类中各执行站组的优先级轮换机制示意图；

图7示出根据本公开一实施例的风电类的执行站中风电并网线的切除顺序示意图；

图8示出根据本公开一实施例的风电执行站的切除顺序示意图；

图9示出根据本公开一实施例的水电执行站的切除顺序示意图；

图10示出根据本公开一实施例的火电执行站的切除顺序示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出了根据本公开的一实施例的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法的流程图。需要说明的是，本公开的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法应用于电网系统中的控制主站。参阅图1，方法包括：

步骤S100，接收电网系统中各执行站采集的运行信息，并判断电网系统的当前状态。其中，应当说明的是，运行信息包括与各执行站相连接的最小控制单元的出力大小、投运状态和允切状态。其中，需要指出的是，投运状态包括投运和停运中的任意一种，允切状态则包括允切和不允切中的任意一种。即，通过电网系统中各执行站采集自身所接入的最小控制单元的运行信息，并将采集到的运行信息直接上传至控制主站。此处，本领域技术人员可以理解的是，本公开的方法主要针对最小控制单元风力发电、水力发电和火力发电三种发电方式。

对于风力发电方式，由于风场单台机组容量较小，一般不采取直接控制风电机组的形式，改为控制风电并网线，即，最小控制单元可以为风电并网线(风电线)。对于火力发电和水力发电两种发电方式，由于单台机组容量较大，最小控制单元则可以为发电机组。

相应的，在风力发电方式中，执行站所接入的最小控制单元为多根并行的风电并网线。本领域技术人员可以理解，在这种方式下，执行站上传运行信息至控制主站时，可以是通过将接入的多根并行的风电并网线的运行信息进行汇总，然后再将汇总后的运行信息直接上传至控制主站。

在水力发电和火力发电两种发电方式下，执行站所接入的最小控制单元为多个独立的发电机组。在这两种方式下，执行站上传运行信息时，不需要对多个发电机组的运行信息进行汇总，而是直接将采集到的每一个发电机组的运行信息上传至控制主站即可。

在控制主站接收到运行信息，并对电网系统的当前状态进行判断后，即可执行步骤S200，在判断出电网系统的当前状态为发生故障时，根据故障类型及运行信息确定电网系统当前状态的需切除容量和控制对象。此处，应当指出的是，故障类型可以为电网系统中交流联络线跳闸、直流双极闭锁等。控制对象则指的是接入执行站中的至少一个最小控制单元。

在确定需切除容量和控制对象后，即可执行步骤S300，下发相应的切机命令至各个执行站，以使各个执行站根据切机命令执行相应的切机操作。此处，需要指出的是，控制主站下发切机命令(切机命令可以为切机容量命令)时，可以将切机命令下发至各个执行站，各个执行站再根据接收到的切机命令选择对应的切机操作(如：根据控制主站下发的需切电源容量命令，选择切除全部或部分控制对象)。此时，切机命令可以为包含所有执行站以及每个执行站所对应的切机操作信息。另外，控制主站在下发切机命令时，还可以只将切机命令下发至控制对象所对应的执行站，由控制对象所对应的执行站执行相应的切机操作即可。此时，切机命令可以为只包含控制对象及对应的切机操作信息。

上述基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，通过由控制主站直接接收各执行站上传的运行信息，并将切机命令直接下发至各执行站，实现了控制主站与执行站直接进行数据通信的功能，将传统的“控制主站—子站—执行站”三层稳控系统结构转换为“控制主站—执行站”点对点的两层稳控系统结构，减少了控制层级，简化了稳控系统的结构，同时还缩短了切机命令执行时间。

需要说明的是，在本公开的一种可能的实施方式中，在控制对象为多个时，控制主站下发切机命令至执行站，可以在确定一个控制对象后便下发一个相应的切机命令至相应的执行站，由接收到该切机命令的执行站执行切机操作。也可以在确定所有的控制对象后，将所确定的所有控制对象封装在一组切机命令中，再将这一组切机命令下发至各个执行站，由各个执行站执行相应的切机操作。

在一种可能的实施方式中，步骤S200中，控制主站在判断出电网系统发生故障时，根据故障类型及运行信息确定电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，可以通过以下方式来实现。

首先，根据故障类型，确定需切除容量。本领域技术人员可以理解的是，此处所述的故障类型，指的是电网系统运行过程中通常会出现的一些故障，如：交流联络线跳闸、直流双极闭锁等。

然后，根据需切除容量以及运行信息，按照第一选切原则确定控制对象。其中，第一选切原则为：根据电网系统中执行站所属类型和对应的层级，确定控制对象。此处，需要说明的是，执行站所属类型和对应的层级通过对执行站按照最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分得到。

其中，最小控制单元的属性包括风电属性、水电属性和火电属性中的至少一种。相应的，类型包括风电类、水电类和火电类中至少一种。同时，每一种类型对应的层级包括：类、位于类的下一级的执行站组、位于执行站组下一级的执行站和位于执行站下一级的最小控制单元。此处，需要说明的是，位于执行站组的个数、执行站的个数以及最小控制单元的个数都可以为多个。

如：图2示出了根据本公开的一实施例的风电类的层级示意图。参阅图2，对于风电类，所对应的层级包括：风电类，位于风电类的下一级的三个执行站组(分别为：风场组1、风场组2和风场组3)，位于执行站组下一级的三个执行站(分别为：位于风场组1下一级的热水站、阿拉坦站和右中站；位于风场组2下一级的黑山站、文化站和锦州厂站；位于风场组3下一级的镇赉站、广发站和双辽站)，位于执行站下一级的最小控制单元。此处，需要说明的是，由于在风电类中，发电方式为风力发电，对应的最小控制单元为多根并行的风电线，此处未在图中示出。本领域技术人员可以理解，对于每一个执行站(如：热水站、黑山站、镇赉站等)均对应接入有多根并行的风电线。

再如：图3示出了根据本公开的一实施例的水电类的层级示意图。参阅图3，对于水电类，所对应的层级包括：水电类，位于水电类下一级的2个执行站组(分别为：水厂组1和水厂组2)，位于各个执行站组下一级的3个执行站(分别为：位于水厂组1下一级的丰满厂站、红石厂站和云峰厂站；位于水厂组2下一级的蒲石河站、桓仁站和太平哨站)，位于各个执行站下一级的最小控制单元(图中未示出)。本领域技术人员可以理解，位于每个执行站下一级的最小控制单元可以为多个独立运行的发电机组。

相似的，图4示出了根据本公开的一实施例的水电类的层级示意图。参阅图4，对于火电类，所对应的层级包括：火电类、位于火电类下一级的两个执行站组(分别为火厂组1和火厂组2)，位于每一个执行站组下一级的三个执行站(分别为：位于火厂组1下一级的白音华站、大板站和元宝山站，位于火厂组2下一级的燕山湖站和康平站)，位于每一个执行站下一级的最小控制单元(图中未示出)。同理，位于每个执行站下一级的最小控制单元可以为多个独立运行的发电机组。

上述实施例，通过采用根据执行站所属类型和对应的层级来确定控制对象，使得在进行电网系统的控制时，能够基于执行站所属类型及对应的层级进行控制，这也就替换了传统的分区控制方式(即，按照地理位置进行系统的划分)，由此摆脱了地理位置和管辖范围的限制，使得最终所确定的控制对象更加合理，这也就有效优化了切机机制，并且还能够实现公平切机，兼顾局部地区的安全稳定。

在一种可能的实施方式中，基于上述第一选切原则，对执行站按照最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分时，可以包括：首先，按照最小控制单元的属性，将电网系统中的所有执行站归类为：风电类，水电类，火电类。然后，再将每一类中的执行站划分为多个执行站组。其中，每个执行站组中配置有预设个数的执行站，每个执行站至少接入一台最小控制单元。此处，需要说明的是，每个执行站组中所配置的执行站的预设个数可以根据实际情况具体设置。如：预设个数可以设置为10。

需要指出的是，将每一类中的执行站划分为多个执行站组，此处所述的执行站组可以认为是一个虚拟子站。也就是说，每一个虚拟子站均以执行站分组的形式存在。相应的，虚拟子站在功能上实现了常规子站上传下达的功能(即，向上传送个执行站上传的最小控制单元的运行信息至控制主站，向下转发切机命令至执行站)，在组合形式上，每个虚拟子站(执行站组)可灵活定义组内执行站点，既可以将一个区域的执行站分为一组，也可以将跨区域的执行站分为一组，这就使得虚拟子站的组合形式更加灵活，从而摆脱了传统分区受地理位置、管辖范围等的限制，实现了优化及公平切机，兼顾局部地区安全稳定的目的。

进一步的，作为一种可能的实施方式，在通过上述任一种方式对电网系统中的执行站进行类型归类和层级划分之后，可以将归类划分后的结果以数据表格的形式存储在控制主站中。其中，每一个执行站组(虚拟子站)以一个数据表格的形式进行存储。其中，所存储的执行站组的个数(即，数据表格的个数)可以根据具体的电网系统进行实际设置。如：一个电网系统中对执行站进行类型归类和层级划分后得到15个执行站组(虚拟子站)，那么，存储在控制主站中的数据表格的个数则为15个。

作为一种可能的实施方式，参见表1，在每一个执行站组以一个数据表格的形式进行存储时，可以通过定值整定的方式表征各个执行站组所所属类型、各个执行站组以及每个执行站组内下属的各个执行站。

表1分组定值表

序号	定值名称	整定范围	单位
				1	执行站组所属类型	0～3
2	本组保留出力	00.00～30000	MW
				3	组内每轮切厂站数	0～10
4	01厂站编号	0-999
				5	02厂站编号	0-999
6	03厂站编号	0-999
				7	04厂站编号	0-999
8	05厂站编号	0-999
				9	06厂站编号	0-999
10	07厂站编号	0-999
				11	08厂站编号	0-999
12	09厂站编号	0-999
				13	10厂站编号	0-999

表1中，通过定值整定对执行站组所属类型，以及执行站组内各执行站进行了区分。其中，每个执行站组可以选择控制10个执行站(可扩展)。同时，每个执行站组的属性可以通过“执行站组所属类型”定值整定(1代表风电类，2代表水电类，3代表火电类)，独立定义为风电类、水电类和火电类。

进一步的，在采用定值整定的方式进行执行站组所属类型以及执行站组内各执行站的区分时，可以通过为电网系统中每个执行站分配唯一识别编码，识别编码可以统一采用三位数字组合的格式。其中，百位代表该执行站最小控制单元的属性：1为风电、2为水电、3为火电；十位和个位的组合数值则代表该执行站在对应类型中的厂站编号。

其中，每个执行站组可以通过定值匹配10个执行站编码，通过匹配对应执行站编码形式确定下辖执行站，可以实现10个执行站的接入。并且，各执行站分组形式灵活，可任意匹配。如：如果某一地区存在保证安全稳定运行的最小运行出力，则可以定义为一个执行站组，并整定最小保留出力。如果某些地区的风电对本地区安全运行没有太大影响，则可以将该地区所有的执行站定义为一个执行站组。

相应的，当采用定值整定的方式进行执行站组所属类型以及执行站组内各执行站的区分，并将相应的数据以数据表格的形式存储至控制主站内后，在控制主站按照第一选切原则确定控制对象时，需要先对各执行站所属的执行站组以及所属执行站组的所属类型进行确认。其中，在确认时，可以通过以下方式进行：

各执行站上传至控制主站的运行信息中包括有用于识别执行站的编码信息。由此，控制主站可以根据每个运行信息得到相应的执行站的编码信息。进而，再根据编码信息和预先存储的类-执行站组-执行站隶属关系数据(数据表格，即分组定值表)进行匹配，由此来确定每个执行站所属类型和类型对应的层级。

通过采用编码信息匹配的方式确定每个执行站所属执行站组，以及执行站组所属类型等信息，计算简单，易于实现，并且还能够有效降低功耗，节省控制对象确认的时间，从而提高故障反馈速率。

另外，当通过上述任一种方式确定电网系统中各执行站所属执行站组以及执行站组所属类型和对应的层级后，即可按照第一选切原则进行控制对象的确认。根据前面对第一选切原则的描述可知，第一选切原则是根据电网系统中执行站所属类型和对应的层级来确定控制对象的。也就是说，在控制主站判断出电网系统发生故障，并根据故障类型确定当前的需切除容量后，即可依据类-类下属的执行站组-执行站组下属的执行站-执行站下属的最小控制单元四个层级进行选切。即：针对某一类最小控制单元的控制措施全部执行完成后，才执行下一类最小控制单元的控制措施，在选切某类最小控制单元时，通过类下属的执行站组、执行站组下属的执行站、执行站下属的最小控制单元三个层级确定需要控制的具体对象。

即，参见图5，当通过步骤S001，按照“点对点”两层架构设置稳控系统(即，将电网系统的结构设置为“控制主站-执行站”点对点的两层结构)，和步骤S002，匹配虚拟子站与执行站对应关系(即，将电网系统中的执行站按照最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分后，将归类和划分后的结果存储至控制主站中)对电网系统进行预先设置后，即可执行本公开的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法。

首先，通过步骤S110，接收运行信息，并判断电网系统的运行状态，然后，通过步骤S210，在判断出电网系统的运行状态为发生故障时，根据故障类型确定当前的需切除容量，并根据每个运行信息，确定每个执行站所属类型和类型对应的层级。

接着，再通过步骤S220，根据预设的第一优先级，确定第一选切类型(即，确定类的切除顺序及原则)。其中，第一选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且第一选切类型包括多个执行站组。也就是说，将所有执行站按照最小控制单元属性归为风电执行站、水电执行站和火电执行站三大类。针对风电执行站、水电执行站、火电执行站三类厂站，分别执行选切风电、选切水电、选切火电三类控制措施。并且，针对风电执行站、水电执行站、火电执行站三类厂站的切除顺序，可通过预先设置的优先级来却确定。优先级最高的，可以作为首选切除对象，优先级次之的，则作为第二选切对象，优先级最低的，则作为最后的选切对象。其中，切除风、水、火三类执行站的最小控制单元的优先级，可通过定值整定。

当确定第一选切类型后，即可进行步骤S230，根据第一选切类型中预设的第二优先级，确定一个或多个执行站组作为第一选切组(即，确定类下属的执行站组的切除顺序及原则)。其中，第二优先级表征第一选切类型中各执行站组的优先等级。第一选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第二优先级排序。也就是说，通过定值设置确定某一类最小控制单元下各个执行站组的优先级排序，优先级排序靠前的优先选切。

以风电类为例，若该类下设置有三个执行站组，这三个执行站组的优先等级排序由高到低为：风电组1、风电组2、风电组3。则，切除风电类时，先切除风电组1内的执行站，再切风电组2内的执行站，然后切除风电组3内的执行站。

其中，在第一轮切除中，首先对优先级最高的风电组1中的执行站进行选切。在对风电组1中的执行站进行选切时，可以存在三种情况：一、如果切除了某个执行站后，便满足了需切除容量，此时便不再执行切机逻辑(即，第一选切组包括一个执行站组，且该执行站组中确定的第一选切站包括一个执行站)。二、如果切除了部分执行站后，便满足了需切除容量，此时也不再执行切机逻辑(即，第一选切组包括一个执行站组，且该执行站组中确定的第一选切站包括多个执行站)。三、如果切除了部分执行站或全部执行站后，依然不满足需切除容量，那么则按照上述设置的第二优先等级，依次进行选切风电组2、风电组3。

当按照上述逻辑把风电类所有的执行站组都切除一轮后，依然不满足需切除容量，则转到风电组1再进行第二轮的循环切除。

为保证公平性，同一类里各个执行站组的优先等级，具备自动轮换的功能。通过定值“风电轮切起始定值”、“风电轮切周期定值”分别设置从何时开始，每隔多久开始轮换。参阅图6，如：以将定值整定为从17年10月起，每隔6个月轮换为例。

17年10月起，各执行站组的优先级是风电组1、风电组2、风电组3；6个月后，把优先级最高的风电组1移到风电类的最后，优先级变为风电组2、风电组3、风电组1；再6个月后，优先级变为风电组3、风电组1、风电组2。当定值“风电轮切周期定值”整定为0时，则风电组的优先等级不具备轮换功能。

在确定第一选切类型下属的执行站组(即，第一选切组)的切除顺序后，即可执行步骤S240，根据第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站(即，确定组(执行站组)下属的执行站的切除顺序及切除原则)。其中，第三优先级表征每个执行站组中的执行站的优先等级，第一选切站包括多个执行站时，多个执行站的切除顺序按照第三优先级排序。也就是说，在某一执行站组内选择执行站时，执行站的切除顺序可以按照定值序号排序，序号靠前的优先级最高，优先切除。同时，组内切机原则(即，执行站组内选切执行站的原则)：每次按照“组内每轮选切数”定值的定义，切除所需数目的执行站，之后跳出切除下一个执行站组。

此处，需要说明的是，第一选切类型为风电类时，在切除每个执行站组内的执行站时，并非同时切除该执行站组内的所有执行站，而是依次切除一定数目的执行站个数(该个数可通过“组内每轮选切数”进行整定)。即，在确定一个或多个执行站作为第一选切站时，可以先按照预先设定的组内每轮选切数，确定第一选切站中执行站的选切个数为第一数值。然后，再根据第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对第一数值个执行站进行切除顺序的排序。

相应的，在第一选切类型为水电类或火电类时，与切除风电类似，并非同时切除执行站组内的所有执行站，而是依次切除一定数目的执行站个数(该数目通过定值“组内每轮切厂站数”进行整定)。同时，与切除风电类略有不同的是，针对水电类和火电类执行站，为了避免过切引起该地区内部的安全稳定问题，可以整定该执行站组的“组内保留出力”定值，作为维持该执行站组所在地区系统安全稳定运行的保留机组出力。因此，假如再切除本执行站组内的一台最小控制单元时，造成当本执行站组内剩余的机组出力小于“组内保留出力”定值，则不再切除本执行站组的最小控制单元，即使还未切够“组内每轮选切数”要求的执行站数目。即，在确定一个或多个执行站作为第一选切站时，首先，按照预先设定的组内每轮选切数以及预设的本组保留出力，确定第一选切站中执行站的选切个数为第二数值，以使第一选切组切除第一选切站中的执行站后的剩余功率和大于或等于本组保留出力。

然后，再根据第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对第二数值个执行站进行切除顺序的排序。

在确定第一选切组内下属的执行站(第一选切站)的切除顺序后，即可执行步骤S250，根据第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为控制对象。(即，确定执行站下属的最小控制单元的切除顺序及原则)。其中，第四优先级表征每个执行站中的最小控制单元的优先等级；控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第四优先级排序。

也就是说，切除某个水厂(水电执行站中接入的发电机组)或火厂(火电执行站中接入的发电机组)时，先切除优先级最高的一台发电机组(通过执行站内的发电机组的优先等级定值进行整定)。比如，某一个水电执行站中接入的发电机组的优先等级从高到低依次设置为#2机，#1机、#3机，第一次切到本厂(该水电执行站)时，先切除#2机，第二次切到本厂时，再切除#1机；第三次切到本厂时，再切除#3机。

此处，需要指出的是，在第一选切类型为火电类或水电类中的任意一种时，接入执行站的最小控制单元通常为多台独立运行的发电机组。其中，在这多台发电机组中，有可能有某台或某几台发电机组处于未投运状态。因此，为了保证控制对象确定的准确性，避免电网控制中出现误控现象(如：切除未投运的最小控制单元)，在确定一个或多个最小控制单元作为控制对象时，可以先根据第一选切站内每个执行站中的各个发电机组的运行状态，由各个执行站中确定待选切机组。然后，再根据第四优先级，由待选切机组中选取优先级最高的发电机组作为控制对象。其中，待选切机组的运行状态为：处于投运状态(功率大于投运功率定值)且处于允切状态(对应的允切压板投入)。

在第一选切类型为风电类时，接入执行站的最小控制单元通常为多根并行的风电并网线。因此，根据第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为控制对象时，可以通过以下方式进行：

全站切除方式：在第一选切站的可切除容量不满足需切除容量(即，如果切除第一选切站中每一个执行站接入的所有风电并网线后，依然不能满足需切除容量)时，确定第一选切站内每个执行站所接入的所有风电并网线作为控制对象。

最小过切方式：在第一选切站的可切除容量满足需切除容量(即，如果切除第一选切站中每一个执行站接入的所有风电并网线后，超过需切除容量)时，根据第一选切站内每个执行站的可切除容量，确定执行站所接入的部分风电并网线作为控制对象，并按照第四优先级对风电并网线的切除顺序排序。其中，所确定的部分风电并网线组合应当为既满足切除量要求又过切量最少的组合。

也就是说，在对于风电类下属的执行站组，切除某一个执行站组内的某一个风电执行站时，由于风电执行站接入的最小控制单元为风电并网线，因此可以采用全站切除的方式，直至最后一个执行站时，按照风电并网线接入的顺序，选择既满足切除量要求又过切量最少的风电并网线组合切除。

具体逻辑为：首先按照风电线(风电并网线)接入序号由前到后的顺序选切风电，直到若切除某条风电线后会发生过切的情况，则在未被切除的风电线(包括该风电线)中选择最小过切的风电线进行切除。

举例说明，参阅图7，假设风电线按照接入顺序从前到后的排序为：风电线1(15兆瓦)、风电线2(10兆瓦)、风电线3(15兆瓦)、风电线4(15兆瓦)、风电线5(12兆瓦)、风电线6(8兆瓦)。总需切风电功率为50兆瓦。

装置根据需切除容量按优先级进行选切，直到选到切除风电线3时仍不过切，但当选切风电线4时，如果将该线切除，则会发生过切，因此在风电线4及剩下的风电线中选择最小过切的风电线，最后装置将选切风电线1、2、3、5。

此处，需要进一步说明的是，站内风电并网线满足投运(功率大于5MW)且潮流为负(送入系统)时，才会作为可切除的对象，否则控制系统不考虑切除该线路。

另外，还需要指出的是，作为一种可能的实施方式，根据预设的第一优先级，确定第一选切类型后，还包括：判断第一选切类型的可切除容量是否满足控制量；在判断出第一选切类型的可切除容量不满足所述控制量时，还包括：

根据预设的所述第一优先级，确定第二选切类型；其中，所述第二选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且所述第二选切类型与所述第一选切类型的类型不同；

根据所述第二选切类型中预设的第五优先级，确定一个或多个执行站组作为第二选切组；其中，所述第五优先级表征所述第二选切类型中执行站组的优先等级；所述第二选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第五优先级排序；

根据所述第二选切组内预设的第六优先级，确定一个或多个执行站作为第二选切站；其中，所述第六优先级表征所述第二选切组内每个执行站组中的执行站的优先等级；所述第二选切站包括多个所述执行站时，多个所述执行站的切除顺序按照第六优先级排序；

根据所述第二选切站预设的第七优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象；其中，所述第七优先级表征所述第二选切站内每个执行站中的最小控制单元的优先等级；所述控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第七优先级排序。

即，针对同一类最小控制单元的所有厂站执行完措施后，才执行下一类的措施。以优先级为先切除风电类、其次切除水电类，最后切除火电类为例：

依据风电可切除容量，先选切风电类；其中，在选切风电类过程中，第一选切站对应的则是风电类中的执行站。

如果切除所有风电类中的执行站接入的最小控制单元还不满足需切除容量，则继续切除水电类；其中，在切除水电类过程中，则第二选切站对应的为水电类中的执行站。

如果切除所有水电类中的执行站接入的最小控制单元还不满足需切除容量，则继续切除火电类。其中，在切除火电类过程中，则可以认为第二选切站对应的为火电类的执行站。

另外，还需要说明的是，对于电网稳控系统中只有风力发电时，在根据第一选切原则进行选切时，在确定类的过程中，可以认为风力发电的优先级别最高，火力发电和水力发电的级别为零，由此可以直接确定类为风电类。同理，对于电网稳控系统中只有火力发电和水力发电中的任意一种时，其同样也是根据上面的确定过程来进行，此处不再进行赘述。

对于电网稳控系统中只存在火力发电和水力发电两种方式时，在根据第一选切原则进行选切时，确定类的过程中，则是根据风力发电和火力发电两种方式的优先级别的高低来确定的。

为了更加清楚的说明本公开的基于虚拟子站技术的电网精准速控方法中对每一类的控制对象的切除顺序的确定，以下分别以风电类的一具体实施例、水电类的一具体实施例和火电类的一具体实施例进行更加详细的说明。

图8示出了根据本公开的一具体实施例的风电厂的切除顺序的示意图。参阅图8，假设“组内每轮切厂站数”定值设置为2，则在风电类内切机顺序如图8所示。

先在组1(执行站组1)内全部切除组内第1、2个风场执行站(热水、阿拉坦)，然后跳到组2(执行站组2)内切除组内的第1、2风场执行站(黑山、文华)，最后跳到组3(执行站组3)内切除组内的第1、2风场执行站(镇赉、广发)。

已经切除的风电并网线不满足系统的控制容量，继续进行第2轮切除，依次在组1、组2、组3内切除各自组内的最后一个风场(右中、锦州厂、双辽)。

切除最后一个风场(双辽)时，切除该站全部并网线后存在过切的情况，主站把实际需切容量下发给该执行站装置，该执行站装置按照前述最小过切方式选择出过切量最小的风电线组合，进行切除。

图9示出了根据本公开一实施例的水电厂的切除顺序示意图，参阅图9，假设各组“组内每轮切厂站数”定值设置为1，“本组保留出力”定值设置为200MW，各水厂单台机组出力均为200MW，则在水电类内切机顺序如图9所示。

在切除到某个水厂时：

每个电厂内机组(执行站内各发电机组)的切除顺序，是按照机组优先级(通过执行站内各发电机组优先级定值进行整定)的顺序排列，图例中，每个电厂(执行站)内排在最上方的机组，优先级最高，最先被切除。比如，蒲石河电厂的机组优先级从高到低依次设置为#2机，#1机、#3机，第一次先切#2机，第二次切#1机，第三次再切#3机；

每个电厂内每轮内仅切除1台机组，然后就跳至其它电厂；

选择切除机组时，还需保证执行站组内所有厂站(执行站)剩余机组功率和大于保留机组出力定值，如果该组剩余机组功率不满足保留出力条件，则该组不再被选切；

每个水厂考虑保留一台机组直至最后一轮，即仅剩一台机组的电厂优先不被切除，等到所有水厂都仅剩一台机组时，再重新按照执行站组的优先级及组内电厂(执行站组内的执行站)的优先级，依次切除。

先在组1(执行站组1)内选择第1个水厂(第一个执行站)-丰满厂，按照上述原则切除#2机后，跳到组2(执行站组2)，选择组内的第1个水厂-蒲石河，切除#2机；

进行第2轮切除，组1内因为红石河厂仅开一台机组，所以此轮不被切除，切除云峰厂的#2机组，组2内切除桓仁的#2机组；

进行第3轮切除，对于组1，丰满厂仅剩一台机，本轮不被切除，切除云峰厂的#1机组，对于组2，切除太平哨#2机组；

进行第4轮切除，组1内，由于丰满厂和红石河厂都仅开一台机组，所以本轮不切除，切除云峰厂的#3机组，组2内，切除蒲石河#1机；

进行第5轮切除，此时所有电厂(执行站)都仅剩余1台发电机组，就按照执行站组的优先级和组内电厂(执行站组内的执行站)优先级，依次切除，直至不满足本组内的保留机组出力；

则水厂的切机逻辑结束，跳至火厂的切机逻辑。

图10示出了根据本公开一实施例的火电厂的切除顺序示意图。参阅图10，假设各组“组内每轮切厂站数”定值设置为2，“本组保留出力”定值设置为200MW，各火厂单台机组出力均为200MW，则在火电类切机顺序如图10所示。

在切除到某个火厂时：

每个电厂内机组的切除顺序，是按照机组优先级(通过执行站内各发电机组的优先级定值进行整定)的顺序排列，图例中，每个电厂(执行站)内排在最上方的发电机组，优先级最高，最先被切除。比如，燕山湖电厂的机组优先级从高到低依次设置为#2机，#1号机、#3号机，第一次先切#2机，第二次切#1机，第三次再切#3机；

每个电厂每轮内仅切除1台机组，然后就跳至其它电厂；

选择切除机组时，还需保证组内所有厂站剩余机组功率和大于保留机组出力定值，如果该组剩余机组功率不满足保留出力条件，则该组不再被选切；

每个火厂考虑保留一台机组直至最后一轮，即仅剩一台机组的电厂优先不被切除，等到所有火厂都仅剩一台机组时，再按照组的优先级及组内电厂的优先级，依次切除。

先在组1内选择前2个电厂(即，在执行站组1内选择前两个执行站)，白音华站和大板站，按照机组优先级的顺序，在白音华站内切除#2机后，由于大板站仅有1台发电机组，所以跳过到元宝山切除#2机；之后跳到组2(执行站组2)，选择组内的前2个电厂，燕山湖和康平，各自切除#2机组；

进行第2轮切除，对于组1，白音华和大板仅剩余一台机，所以不能切除，仅切除元宝山一台机；对于组2，按照机组优先级的顺序，切除燕山湖和康平1台机组；

进行第3轮切除，由于所有组内的所有电厂均仅剩一台机组，所以，对于组1，切除白音华和大板最后1台机；对于组2，切除燕山湖最后1台机，为保证本组的保留机组出力，康平电厂的最后一台机不能切除；

第4轮中，对于组1，为保证本组的保留机组出力，元宝山的最后一台机不能被切除，所以，火厂的切机过程结束。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种基于虚拟子站技术的电网精准速控方法，其特征在于，应用于电网系统中的控制主站，所述方法包括：

接收所述电网系统中各执行站采集的运行信息，并判断所述电网系统的当前状态，其中，所述运行信息包括与各执行站相连接的最小控制单元的出力大小、投运状态和允切状态；

其中，所述投运状态包括投运和停运中的任意一种，所述允切状态包括允切和不允切中的任意一种；

在判断出所述电网系统的当前状态为发生故障时，根据故障类型及所述运行信息确定所述电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，其中，所述控制对象为接入到执行站中的至少一个最小控制单元；

在确定所述需切除容量和所述控制对象后，下发相应的切机命令至各个执行站，以使各个执行站根据所述切机命令执行相应的切机操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在判断出电网系统发生故障时，根据故障类型及所述运行信息确定所述电网系统当前状态的需切除容量和控制对象，包括：

根据所述故障类型，确定所述需切除容量；

根据所述需切除容量以及所述运行信息，按照第一选切原则确定所述控制对象；

所述第一选切原则为：根据所述电网系统中执行站所属类型和对应的层级，确定所述控制对象；

其中，所述执行站所属类型和对应的层级通过对所述执行站按照所述最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分得到；

所述最小控制单元的属性包括风电属性、水电属性和火电属性中的至少一种；所述类型包括风电类、水电类和火电类中至少一种；

每一种所述类型对应的层级包括：类、位于所述类的下一级的执行站组、位于所述执行站组下一级的执行站和位于所述执行站下一级的最小控制单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运行信息包括用于识别所述执行站的编码信息；

其中，根据所述需切除容量以及所述运行信息，按照第一选切原则确定所述控制对象，包括：

根据每个所述运行信息得到相应的执行站的编码信息；

根据所述编码信息和预先存储的类-执行站组-执行站隶属关系数据，确定每个所述执行站所属类型和对应的层级。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述执行站按照所述最小控制单元的属性进行类型归类和层级划分，包括：

按照所述最小控制单元的属性，将所述电网系统中的所有执行站归类为：风电类，水电类，火电类；

将每一类中的执行站划分为多个执行站组；

其中，每个所述执行站组中配置有预设个数的执行站，每个所述执行站至少接入一台所述最小控制单元。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述电网系统中执行站所属类型和对应的层级，确定所述控制对象，包括：

根据预设的第一优先级，确定第一选切类型；

其中，所述第一选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且所述第一选切类型包括多个所述执行站组；

根据所述第一选切类型中预设的第二优先级，确定一个或多个执行站组作为第一选切组；

其中，所述第二优先级表征所述第一选切类型中执行站组的优先等级；所述第一选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第二优先级排序；

根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站；

其中，所述第三优先级表征所述每个执行站组中的执行站的优先等级；所述第一选切站包括多个所述执行站时，多个所述执行站的切除顺序按照第三优先级排序；

根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象；

其中，所述第四优先级表征每个所述执行站中的最小控制单元的优先等级；所述控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第四优先级排序。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一选切类型为风电类；

其中，根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站，包括：

按照预先设定的组内每轮选切数，确定所述第一选切站中执行站的选切个数为第一数值；

根据所述第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对所述第一数值个执行站进行切除顺序的排序。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一选切类型为风电类；所述最小控制单元为风电并网线；

其中，根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象，包括：

在所述第一选切站的可切除容量不满足所述需切除容量时，确定所述第一选切站内每个执行站所接入的所有风电并网线作为所述控制对象；

在所述第一选切站的可切除容量满足所述需切除容量时，根据所述第一选切站内每个执行站的可切除容量，确定所述执行站所接入的部分风电并网线作为所述控制对象，并按照所述第四优先级对所述风电并网线的切除顺序排序。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一选切类型为火电类和水电类中的任意一种；

其中，根据所述第一选切组内每个执行站组中预设的第三优先级，确定一个或多个执行站作为第一选切站，包括：

按照预先设定的组内每轮选切数以及预设的本组保留出力，确定所述第一选切站中执行站的选切个数为第二数值，以使所述第一选切组切除所述第一选切站中的执行站后的剩余功率和大于或等于所述本组保留出力；

根据所述第三优先级，按照优先级别由高到低的顺序对所述第二数值个执行站进行切除顺序的排序。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一选切类型为火电类和水电类中的任意一种；所述最小控制单元为发电机组；

其中，根据所述第一选切站内每个执行站中预设的第四优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象，包括：

根据所述第一选切站内每个执行站中的各个发电机组的运行状态，由各个所述执行站中确定待选切机组；

其中，所述待选切机组的运行状态为：处于投运状态且对应的允切压板投入；

根据所述第四优先级，由所述待选切机组中选取优先级最高的发电机组作为所述控制对象。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据预设的第一优先级，确定第一选切类型后，还包括：

判断所述第一选切类型的可切除容量是否满足所述控制量；

在判断出所述第一选切类型的可切除容量不满足所述控制量时，还包括：

根据预设的所述第一优先级，确定第二选切类型；

其中，所述第二选切类型为风电类、水电类和火电类中的任意一种，且所述第二选切类型与所述第一选切类型的类型不同；

根据所述第二选切类型中预设的第五优先级，确定一个或多个执行站组作为第二选切组；

其中，所述第五优先级表征所述第二选切类型中执行站组的优先等级；所述第二选切组包括多个执行站组时，多个执行站组的切除顺序按照第五优先级排序；

根据所述第二选切组内预设的第六优先级，确定一个或多个执行站作为第二选切站；

其中，所述第六优先级表征所述第二选切组内每个执行站组中的执行站的优先等级；所述第二选切站包括多个所述执行站时，多个所述执行站的切除顺序按照第六优先级排序；

根据所述第二选切站预设的第七优先级，确定一个或多个最小控制单元作为所述控制对象；

其中，所述第七优先级表征所述第二选切站内每个执行站中的最小控制单元的优先等级；所述控制对象包括多个最小控制单元时，多个最小控制单元的切除顺序按照第七优先级排序。