CN109936134A - 一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法及设备 - Google Patents

一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，属于电力系统自动化技术领域。方法的过程为基于输电通道考核故障集的热稳定评估结果识别热稳定模式集；综合考虑每个热稳定模式，分别计算可调设备对输电通道功率极限区间上限和下限的影响因子，基于潮流灵敏度模拟功率调整，逐步确定用于计算极限区间上限和下限的调整方式；根据两种调整方式，快速识别两种调整方式下功率极限对应的临界安全方案，得到输电通道功率极限区间的上限和下限。本发明可以实现热稳定输电通道功率极限区间快速识别，并给出功率极限区间下限和上限对应的调整方式，满足电网当前运行情况下考虑预想故障识别热稳定输电通道极限区间进行在线安全监视的要求。

Description

一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法及设备
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体涉及一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法及设备。
背景技术
输电通道作为功率输送的通道和电气联系的走廊，集中体现了电网中的薄弱环节，当传送功率过大时，可能存在安全稳定隐患。输电通道功率是调度运行人员监视电网安全运行水平的关键指标，而热稳定极限是限制大受端电网或负荷中心电网输电通道传输功率的主要因素。
目前输电通道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，再通过潮流计算和稳定计算，最终确定输电断面的功率极限。还有其他的研究如现有专利“电力系统暂态稳定输电断面功率极限区间的识别方法(CN101969202A)”已指出传统极限计算方法可能保守或冒进的不足，并提出了暂态稳定输电断面极限区间识别方法；专利“一种基于潮流转移比的热稳定关键输电通道识别方法(CN101969202A)”指出应对联系紧密的重载输电线路构成的局部输电通道进行重点监视，并忽略发电、负荷具体调整方式，在输电通道组成支路功率等比增加的假设条件下，提出了热稳定极限的估算方法，对电力系统运行和控制的关键输电通道功率监视具有重要意义。
在实际电力系统中，热稳定输电通道可能包括联系紧密的多个局部输电通道，在发电机、负荷不同调整方式下每个局部受电通道的危险程度不同，如何综合考虑多个局部输电通道的交互影响进而确定用于计算极限区间上限和下限的调整方式，并进一步提高功率极限的计算效率，是热稳定输电通道极限区间在线识别与运行监视亟待解决的问题。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足，提出一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，解决了传统极限计算方法计算效率不足的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，确定输电通道的考核故障集，对考核故障集中每个故障分别进行热稳定安全评估，得到各故障对应的热稳定模式；
S2，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，将此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的下限；
S3，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，将此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的上限。
进一步的，热稳定模式包括故障元件、主要潮流转移元件及主要潮流转移元件的负载率，每个热稳定模式有且仅有1个主要潮流转移元件。
进一步的，由输电通道的考核故障集中所有故障对应的热稳定模式组成热稳定模式集合，并对热稳定模式集合中所有热稳定模式进行查重。
进一步的，对热稳定模式集合中所有热稳定模式进行查重具体过程为：
若两个热稳定模式满足以下任一条件，则认为热稳定模式重复需过滤：
a)模式j2的故障元件包含于模式j3的故障元件，且模式j2的主要潮流转移元件的负载率不大于模式j3的主要潮流转移元件的负载率，则需在热稳定模式集合中删除模式j2；
b)模式j2、j3的故障元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、基态负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，且模式j2、j3的主要潮流转移元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、故障后负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，则需在热稳定模式集合中删除负载率较小的模式。
进一步的，调整方式包括调整设备、调整量和调整顺序。
进一步的，送端可调设备As包括潮流灵敏度Kpk.s.0>0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为增加、负荷功率调整方向为减少；受端可调设备Ar包括潮流灵敏度Kpk.s.0<0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为减少、负荷功率调整方向为增加；
其中，Kpk.s.0为第k个可调设备在基态潮流中对输电通道的潮流灵敏度，第k 个可调设备可能是发电机也可能是负荷。
进一步的，S2中，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式的具体过程为：
确定送端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；
取所有送端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入送端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上所有过程，逐步确定送端可调设备的调整方式；
确定受端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；
取所有受端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入受端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上所有过程，逐步确定受端可调设备的调整方式。
进一步的，S2中，送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子中最大影响因子的计算过程为：
定义两个中间变量d1和Ao；变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备 Ar；
计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子Xlk，计算公式如下：
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；Kpk.j.i为第k个可调设备在考核故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为考核故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率(h代表第h轮调整，初始计算时 h＝1)；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子；
其中第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值Pj.max计算方法为：
考虑主要潮流转移元件的无功功率按等功率因数进行变化，基于主要潮流转移元件的最大允许电流估算其最大有功功率，公式如下：
其中，Pj、Qj分别是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功功率和无功功率；Vj是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件两端点电压的较小值；Ij.max是第j个热稳定模式主要潮流转移元件的事故最大允许电流；
并记NA个可调设备的影响因子最大值为Xlmax，其公式表达为：
其中，NA为可调设备数目。
进一步的，S3中，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式的具体过程为：
确定送端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；
取所有送端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入送端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上两步过程，逐步确定送端可调设备的调整方式；
确定受端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；
取所有受端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入受端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上两步过程，逐步确定受端可调设备的调整方式。
进一步的，S3中，送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子中最大影响因子的计算过程为：
定义两个中间变量d1和Ao；变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备 Ar。
计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子Xuk，影响因子最大值Xumax：
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；NA为可调设备数目；Kpk.j.i为第k个可调设备在故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率(初始计算时h＝1)；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子。
进一步的，临界安全方案的判别方法为，
a)方案y1、y2的功率调整量差值小于等于指定的功率精度εadj，且方案y1的功率调整量较小；
b)方案y1调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值小于 100％，且方案y2调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值大于等于100％；
满足以上条件时，则判断方案y1为临界安全方案。
进一步的，方案y调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值为：
式中，NF为输电通道考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；为方案y调整后方式下故障i发生后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的负载率。
相应的，本发明还提供了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上述所述的方法中的任一方法。
相应的，本发明还提供了一种计算设备，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上述所述的方法中的任一方法的指令。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明可以实现热稳定输电通道功率极限区间快速识别，并给出功率极限区间下限和上限对应的调整方式，满足电网当前运行情况下考虑预想故障识别热稳定输电通道极限区间进行在线安全监视的要求，对调度人员如何安排运行方式、在保证电网安全稳定的前提下充分利用输电通道功率传输能力以追求更高的经济效益具有指导意义。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
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。
本发明的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，包括以下过程：
S1，针对电网实时运行方式，对输电通道的考核故障集中每个故障分别进行热稳定安全评估，得到各故障对应的热稳定模式；
S2，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，根据此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的下限；
S3，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，根据此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的上限。
本发明给出功率极限区间下限和上限对应的调整方式，实现热稳定输电通道功率极限区间快速识别，满足电网当前运行情况下考虑预想故障识别热稳定输电通道极限区间进行在线安全监视的要求。
实施例
本发明的一种热稳定输电通道功率极限区间快速识别方法，该发明的输电通道功率极限区间要计算2个极限，一个为最小极限(即下限)，一个为最大极限(即上限)。最小极限和最大极限的计算过程不分先后，本实施例中先计算最小极限，再计算最大极限，参见图1所示，步骤1-2-3-5计算最小极限，然后返回步骤2-4-5算最大极限。具体包括以下步骤：
步骤1，针对电网实时运行方式，对输电通道的考核故障集中每个故障分别进行热稳定安全评估，得到与每个故障对应的热稳定模式，所有故障的热稳定模式构成热稳定模式集合，并对热稳定模式集合查重。
每个输电通道的考核故障集由运行人员指定。考核故障集中每一个故障可以称为考核故障，也可简称为故障，下文所说的考核故障或故障均是指此考核故障集中的故障，是同一个含义。对故障进行热稳定安全评估，可得到对应的热稳定模式，此处热稳定安全评估是基于潮流计算技术开展，此计算过程属于现有技术，此处不多赘述。
每个故障至少得到1个热稳定模式，由输电通道的考核故障集中所有故障对应的热稳定模式组成热稳定模式集合。
热稳定模式包括故障元件、主要潮流转移元件及主要潮流转移元件的负载率。每个热稳定模式有且仅有1个主要潮流转移元件。
主要潮流转移元件从电网监视元件中挑选，需满足的条件包括：故障后监视元件的潮流转移比大于潮流转移比门槛值εtsf；且故障后监视元件的负载率大于故障后负载率门槛值εlr；若无满足条件的监视元件，则取故障后潮流转移比最大的监视元件作为主要潮流转移元件。故障后主要潮流转移元件的数目决定了该故障热稳定模式的个数。
所述潮流转移比的计算方法为：
式中：TSFj1.i为故障i下第j1个监视元件的潮流转移比，Pj1.i是故障i下第j1个监视元件的有功功率，Pj1.0是第j1个监视元件在基态潮流中的有功功率，PF.i.0是故障i对应的故障元件在基态潮流中的有功功率，对多个故障元件而言则为多个故障元件有功功率值之和。基态就是无故障的初始方式。
对热稳定模式集合中所有热稳定模式进行查重，具体过程为：
若两个热稳定模式满足以下任一条件，则认为热稳定模式重复需过滤：
a)模式j2的故障元件包含于模式j3的故障元件，且模式j2的主要潮流转移元件的负载率不大于模式j3的主要潮流转移元件的负载率，则需在热稳定模式集合中删除模式j2；
b)模式j2、j3的故障元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、基态负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，且模式j2、j3的主要潮流转移元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、故障后负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，则需在热稳定模式集合中删除负载率较小的模式。基态负载率指的是故障前方式的初始负载率，基态就是无故障的初始方式。
置计算目的为输电通道功率极限区间下限计算，进入步骤2。
步骤2，若计算目的为输电通道功率极限区间下限计算，则进入步骤3，若计算目的为输电通道功率极限区间上限计算，则进入步骤4。
步骤3，综合考虑每个故障的每个热稳定模式，计算送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子，基于潮流灵敏度模拟功率调整，逐步确定用于计算输电通道功率极限区间下限的送、受端可调设备的调整方式Al.l，并估算输电通道功率极限区间下限对应的功率调整量dPl.l。
步骤3具体实现过程为：
3-1)确定送、受端可调设备。
送端可调设备As包括潮流灵敏度Kpk.s.0>0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为增加、负荷功率调整方向为减少；受端可调设备Ar包括潮流灵敏度 Kpk.s.0<0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为减少、负荷功率调整方向为增加。
其中，Kpk.s.0为第k个可调设备在基态潮流中对输电通道的潮流灵敏度。(第 k个可调设备可能是发电机也可能是负荷)。
需指出的是，若送端或受端无可调设备或可调设备无调整空间，则退出本方法。
3-2)确定送、受端调整方式Al.l。
调整方式包括调整设备、调整量、调整顺序。调整方式Al.l为队列，队列顺序即为调整顺序。
为了步骤a、b公式中统一描述的方便，定义两个中间变量d1和Ao。变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备Ar。
首先，令d1＝0,Ao＝As，按步骤a)-b)确定送端调整方式；然后，令d1＝1,Ao＝Ar，按步骤a)-b)确定受端调整方式。
步骤a)计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子Xlk，计算公式如下：
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；Kpk.j.i为第k个可调设备在考核故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为考核故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率(h代表第h轮调整，初始计算时 h＝1)；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子。
其中第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值Pj.max计算方法为，
考虑主要潮流转移元件的无功功率按等功率因数进行变化，基于主要潮流转移元件的最大允许电流估算其最大有功功率，公式如下：
其中，Pj、Qj分别是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功功率和无功功率；Vj是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件两端点电压的较小值；Ij.max是第j个热稳定模式主要潮流转移元件的事故最大允许电流。
并记NA个可调设备的影响因子最大值为Xlmax，其公式表达为：
其中，NA为可调设备数目。
取最大影响因子Xlmax对应的可调设备(并记对应的标号为kmax)作为调整设备，取此调整设备剩余可调空间和εadj的较小值作为功率调整量加入调整方式Al.l的队列尾部(队列顺序即为调整顺序)。
对调整量的说明，假设a的可调空间为110，则给出的调整方式可能为：1、a调整50；2、a调整50；3、a调整10；50为精度，但第3步时不能超出可调空间110，所以只能调整10。
步骤b)计算负载率剔除可调设备Ao中无剩余可调空间的可调设备。剔除后，就不必再计算该设备的影响因子，可以简化方法。
其中，负载率的更新方法为：
式中，为第kmax个可调设备在h轮调整时的调整量。
记调整次数加1(即令h＝h+1)，返回步骤a)，直至送端或受端所有可调设备调整完毕或主要潮流转移元件的负载率超过指定门槛值(一般稍微大于 100％)。
在步骤a)、b)的循环过程中记录首个主要潮流转移元件临界安全时(负载率小于100％，但再增加调整量就会大于100％)对应的功率调整量dPl.l及输电通道功率，此时的输电通道功率即为功率极限区间下限估算值。该步骤中通过潮流灵敏度估算设备调整后输电通道及监视元件的功率变化。随着调整量的增加，误差随之增加，需要步骤5，基于设备调整后的潮流计算进行校核，修正下限。此处的估算值，可以作为并行校核时优先调度参考。
为了步骤5中统一描述的方便，定义两个中间变量Al和dPl。当计算输电通道功率极限区间下限时，变量Al取值Al.l，变量dPl取值dPl.l；当计算输电通道功率极限区间下限时，变量Al取值Al.u，变量dPl取值dPl.u；。
令Al＝Al.l,dPl＝dPl.l，进入步骤5。
步骤4，综合考虑每个故障的每个热稳定模式，计算可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子，基于潮流灵敏度模拟功率调整，逐步确定用于计算输电通道功率极限区间上限的送、受端可调设备的调整方式Al.u，并估算输电通道功率极限区间上限对应的功率调整量dPl.u。
步骤4具体实现过程为：
4-1)确定送、受端可调设备。
送端可调设备As包括潮流灵敏度Kpk.s.0>0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为增加、负荷功率调整方向为减少；受端可调设备Ar包括潮流灵敏度 Kpk.s.0<0的发电机和负荷，发电机功率调整方向为减少、负荷功率调整方向为增加。
其中，Kpk.s.0为第k个可调设备在基态潮流中对输电通道的潮流灵敏度。(第k个可调设备可能是发电机也可能是负荷)。
需指出的是，若送端或受端无可调设备或可调设备无调整空间，则退出本方法。
4-2)确定送、受端调整方式Al.u。
调整方式包括调整设备、调整量、调整顺序。调整方式Al.u为队列，队列顺序即为调整顺序。
为了步骤a、b公式中统一描述的方便，定义两个中间变量d1和Ao。变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备Ar。
首先，令d1＝0,Ao＝As，按步骤a)-b)确定送端调整方式；然后，令d1＝1,Ao＝Ar，按步骤a)-b)确定受端调整方式。
步骤a)计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子Xuk，取影响因子最大值Xumax对应的第kmax个可调设备作为调整设备，取设备剩余可调空间和εadj的较小值作为调整量加入调整方式Al.u的队列尾部。
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；NA为可调设备数目；Kpk.j.i为第k个可调设备在故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率(初始计算时h＝1)；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子。
b)计算负载率剔除可调设备Ao中无剩余可调空间的可调设备。剔除后，就不必再计算该设备的影响因子，可以简化方法。
其中，负载率的更新方法为：
式中，为第kmax个可调设备在h轮调整时的调整量。
记调整次数加1(即令h＝h+1)，返回步骤a)，直至送端或受端所有可调设备调整完毕或主要潮流转移元件的负载率超过指定门槛值(一般稍微大于 100％)。
在步骤a)、b)的循环过程中记录首个主要潮流转移元件临界安全时(负载率小于100％，但再增加调整量就会大于100％)对应的功率调整量dPl.u及输电通道功率，此时的输电通道功率即为功率极限区间上限估算值。此处的估算值，可以作为并行校核时优先调度参考。
令Al＝Al.u,dPl＝dPl.u，进入步骤5。
步骤5，依据指定的调整方式Al，按顺序生成多个调整量依次增加的功率调整方案，基于集群计算平台和按方案并行的计算调度模式，快速识别临界安全方案，按照此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的上限或下限。
临界安全方案的判别方法为，
a)方案y1、y2的功率调整量差值小于等于指定的功率精度εadj，且方案y1的功率调整量较小；
b)方案y1调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值小于 100％，且方案y2调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值大于等于100％；
满足以上条件时，则判断方案y1为临界安全方案。
其中，方案y调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值为：
式中，NF为输电通道考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；为方案y调整后方式下故障i发生后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的负载率。
在快速识别临界安全方案之前，优先评估(热稳定评估)功率调整量同输电通道功率估算极限对应的功率调整量dPl更接近的方案，此优先评估是为了提高计算效率，因为真正的极限一般在估算值附近。
步骤6，若输电通道功率极限区间上限尚未计算，则置计算目的为输电通道功率极限区间上限计算，返回步骤2；否则，完成热稳定输电通道功率极限区间识别，退出本方法。
综上所述，本发明方法的具体过程为：基于当前运行方式下输电通道考核故障集的热稳定评估结果识别热稳定模式集；综合考虑每个热稳定模式，分别计算可调设备对输电通道功率极限区间上限和下限的影响因子，基于潮流灵敏度模拟功率调整，逐步确定用于计算极限区间上限和下限的调整方式；进一步根据两种调整方式，分别生成多个调整量依次增加的功率调整方案，快速识别两种调整方式下功率极限对应的临界安全方案，得到输电通道功率极限区间的上限和下限。
本发明可以实现热稳定输电通道功率极限区间快速识别，并给出功率极限区间下限和上限对应的调整方式，满足电网当前运行情况下考虑预想故障识别热稳定输电通道极限区间进行在线安全监视的要求，对调度人员如何安排运行方式、在保证电网安全稳定的前提下充分利用输电通道功率传输能力以追求更高的经济效益具有指导意义。
相应的，本发明还提供了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上述所述的方法中的任一方法。
相应的，本发明还提供了一种计算设备，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上述所述的方法中的任一方法的指令。
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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，确定输电通道的考核故障集，对考核故障集中每个故障分别进行热稳定安全评估，得到各故障的热稳定模式；
S2，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，将此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的下限；
S3，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式；
根据送、受端可调设备的调整方式生成相应的功率调整方案；从功率调整方案中识别出临界安全方案，将此临界安全方案调整后的输电通道功率记为输电通道功率极限区间的上限。
2.根据权利要求1所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，热稳定模式包括故障元件、主要潮流转移元件及主要潮流转移元件的负载率，每个热稳定模式有且仅有1个主要潮流转移元件。
3.根据权利要求2所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，由输电通道的考核故障集中所有故障对应的热稳定模式组成热稳定模式集合，并对热稳定模式集合中所有热稳定模式进行查重。
4.根据权利要求3所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，对热稳定模式集合中所有热稳定模式进行查重具体过程为：
若两个热稳定模式满足以下任一条件，则认为热稳定模式重复需过滤：
a)模式j2的故障元件包含于模式j3的故障元件，且模式j2的主要潮流转移元件的负载率不大于模式j3的主要潮流转移元件的负载率，则需在热稳定模式集合中删除模式j2；
b)模式j2、j3的故障元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、基态负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，且模式j2、j3的主要潮流转移元件首末端厂站相同、首末端电压等级相同、故障后负载率差值小于指定门槛值εlr.eq，则需在热稳定模式集合中删除负载率较小的模式。
5.根据权利要求1所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，S2中，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式的具体过程为：
确定送端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；
取所有送端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入送端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上所有过程，逐步确定送端可调设备的调整方式；
确定受端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子；
取所有受端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入受端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上所有过程，逐步确定受端可调设备的调整方式。
6.根据权利要求5所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，S2中，送、受端可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子中最大影响因子的计算过程为：
定义两个中间变量d1和Ao；变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备Ar；
计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间下限的影响因子Xlk，计算公式如下：
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；Kpk.j.i为第k个可调设备在考核故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为考核故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子；
其中第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值Pj.max计算方法为：
考虑主要潮流转移元件的无功功率按等功率因数进行变化，基于主要潮流转移元件的最大允许电流估算其最大有功功率，公式如下：
其中，Pj、Qj分别是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功功率和无功功率；Vj是故障后第j个热稳定模式主要潮流转移元件两端点电压的较小值；Ij.max是第j个热稳定模式主要潮流转移元件的事故最大允许电流；
并记NA个可调设备的影响因子最大值为Xlmax，其公式表达为：
其中，NA为可调设备数目。
7.根据权利要求1所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，S3中，针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；基于影响因子大小确定送、受端可调设备的调整方式的具体过程为：
确定送端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；
取所有送端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入送端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上两步过程，逐步确定送端可调设备的调整方式；
确定受端可调设备的调整方式：
针对每个故障的每个热稳定模式，计算每个送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子；
取所有受端可调设备对应的影响因子中最大影响因子对应的可调设备作为调整设备，计算获得此调整设备对应的调整量，将此调整设备及其调整量加入受端可调设备的调整方式序列；
模拟按照以上调整方式调整后功率调整；
重复以上两步过程，逐步确定受端可调设备的调整方式。
8.根据权利要求7所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，S3中，送、受端可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子中最大影响因子的计算过程为：
定义两个中间变量d1和Ao；变量d1取值0和1，0代表计算的是送端调整方式，1代表计算的是受端调整方式，变量Ao取值送端可调设备As或受端可调设备Ar。
计算第k个可调设备对输电通道功率极限区间上限的影响因子Xuk，影响因子最大值Xumax：
式中，NF为输电通道的考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；NA为可调设备数目；Kpk.j.i为第k个可调设备在故障i下对第j个热稳定模式主要潮流转移元件的潮流灵敏度；为故障i下第j个热稳定模式主要潮流转移元件在前h-1个可调设备调整后的负载率；Pj.max为第j个热稳定模式主要潮流转移元件的有功上限估算值；εadj为指定的功率精度；ωg为可调发电机权重因子。
9.根据权利要求1所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，临界安全方案的判别方法为，
a)方案y1、y2的功率调整量差值小于等于指定的功率精度εadj，且方案y1的功率调整量较小；
b)方案y1调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值小于100％，且方案y2调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值大于等于100％；
满足以上条件时，则判断方案y1为临界安全方案。
10.根据权利要求9所述的一种热稳定输电通道功率极限区间识别方法，其特征是，方案y调整后方式下各主要潮流转移元件故障后负载率的最大值为：
式中，NF为输电通道考核故障个数；NM.i为输电通道第i个考核故障的热稳定模式个数；为方案y调整后方式下故障i发生后第j个热稳定模式主要潮流转移元件的负载率。
11.一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10所述的方法中的任一方法。
12.一种计算设备，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10所述的方法中的任一方法的指令。
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