CN110460061A - 一种故障后潮流快速计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障后潮流快速计算方法及系统，根据安控系统、发电机一次调频、自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）等自动装置在不同时间尺度上对特高压直流故障后电网运行方式的作用机理，模拟各类自动装置的动作时机和动作策略，形成真实反映故障后全过程系统潮流，从而确定潮流越限的稳定断面和电压越限的关键母线，为制定合理有效的故障处置策略提供依据。本发明针对特高压直流故障引发的不平衡功率可能导致局部电网超稳定限额或中枢母线电压越限问题，实现特高压直流故障后电网过渡到稳态时的有功功率、无功功率和节点电压计算，提升了故障后潮流分析的快速性和准确性，具有较好的实用价值。

Description

一种故障后潮流快速计算方法及系统

技术领域

本发明涉及一种故障后潮流快速计算方法及系统，属于电力系统安全稳定分析技术领域。

背景技术

特高压直流输电系统具有输送范围广、输电容量大、换流站消耗无功量大的特点。特高压直流闭锁故障后引发的不平衡功率可能导致电网运行方式发生较大地变化。在新运行方式下，极有可能出现局部电网超稳定限额运行、或者中枢母线电压越限，严重情况下可能诱发连锁故障或大范围停电，单纯依靠调度运行人员的历史经验或者采用常规分析方法已不能满足调度运行要求。

现有技术，一方面，仅仅根据当前运行方式进行特高压直流闭锁故障后有功潮流计算，计算结果可能不够准确，另一方面，仅仅模拟故障后有功潮流，不能全面反映故障后电网的安全稳定状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种故障后潮流快速计算方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种故障后潮流快速计算方法，

基于电网静态模型数据、电网运行方式数据和电网动态模型参数生成当前运行方式安全稳定计算数据S0，基于当前计算数据生成本轮计算的预想故障集F，预想故障集的故障类型包括N-1预想故障、电网调度运行人员设置的预想故障和安控策略覆盖的预想故障；

基于预想故障集F，进行预想故障后潮流计算，根据故障后潮流计算结果和安控策略的动作情况统计各同步电网的不平衡功率；基于各同步电网的有功不平衡量、负荷有功静态频率特性系数和负荷有功之和，估算各同步电网的稳态频率；

根据各同步电网的不平衡功率和各同步电网的稳态频率，将预想故障集F分为无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1、需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2和需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3，分别对所述故障子集进行处理，得到各故障子集下的各预想故障后电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

进一步的，所述对所述故障子集进行处理的过程为：

针对无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1：根据预想故障后潮流计算结果，获取电网设备有功功率、无功功率、母线电压和系统稳态频率；

针对需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2：根据发电机和负荷频率响应特性模拟故障后电网一次调频响应过程，采用迭代计算的方法由全网具有调频特性的发电机组和负荷共同承担不平衡功率，得到一次调频响应后电网的稳态方式，获取F2故障后电网设备有功功率和无功功率；针对母线电压变化量，快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压；

针对需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3：根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程，形成考虑AGC动作后的稳态方式，并进行电网潮流分析，获取F3故障后有功功率和无功功率；基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据母线电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，若存在电压越限母线，则基于归一化处理方法构建所述当前运行方式安全稳定计算数据S0下的AVC电压控制优化模型，通过最优潮流计算AVC电压控制优化模型，获取机组无功功率、电容/电抗器节点无功补偿量，对电容/电抗器无功补偿量进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切，电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，计算获取二次调频响应过程中的母线电压、无功功率信息；若不满足动作条件，则输出该故障子集下各预想故障后的电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

通过模拟各类自动装置的动作时机和动作策略，提高了故障后电网有功功率、无功功率和母线电压计算的准确性；通过形成故障后全过程电网潮流确定潮流越限的稳定断面和电压越限的关键母线，满足调度运行控制对在线分析的快速性和准确性要求

进一步的，所述预想故障集分为各故障子集的过程为：

如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于设定门槛值，则将第i个预想故障设定为无需模拟故障后电网响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于系统一次调频能够承担的不平衡功率，则将第i个预想故障设定为需模拟电网一次调频响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率大于ACE动作触发功率阈值，且第i个预想故障对应的同步电网的稳态频率大于ACE动作频率门槛值，则将第i个预想故障设定为需模拟电网二次调频响应过程的故障集。

进一步的，所述步快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压的过程为：

对于需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2中的直流预想故障，当直流落点近区交流系统无功控制能力较强时，采取定无功控制方式，若母线电压大于过压保护定值，则按顺序切除一组滤波器，直至电压不满足动作要求；当直流落点近区交流系统无功控制能力较弱时，采取定电压控制方式，若母线交换功率大于设定最大无功功率且超过一组投切容量时，则按顺序切一组滤波器；若切除后交流电压仍超过设定级门槛，则继续切下一大组滤波器，直至电压不满足动作要求；

对于需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2中的交流预想故障，基于潮流计算的方法快速模拟机组励磁调节器动作情况，获取母线电压。

进一步的，所述根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程为：

若某省内区域k的功率缺额ΔP_k能够由本省内AGC机组维持平衡，即满足公式(1)，则功率缺额ΔP_k仅在省内区域k内AGC机组间分摊，最终ACE达到0，省内区域k内AGC机组间按预先设定的分摊原则，此时频差和各联络线功率偏差均为0，

式中，j为省内区域k的发电机，P_j0为发电机j的S0下的有功功率，和分别为发电机j的有功功率下限和有功功率上限；

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k内AGC机组可调节范围，即满足公式(2)，则功率缺额ΔP_k仅在区域k和网调管辖内AGC分摊机组间分摊，最终ACE达到0，此时区域k和网调管辖间联络线功率改变，其它联络线功率和频差为0，

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k和网调管辖AGC机组可调节范围，即满足公式(3)，则功率缺额ΔP_k在区域k和网调管辖间AGC机组间分摊，不足部分则由网内其它AGC机组分摊，

式中，s为网调管辖区域数，P_s0为计算方式数据S0下的区域S中第s个发电机的有功功率，P_s ^min和P_s ^max分别区域S中第s个发电机的有功功率下限和有功功率上限；

网内其它区依据公式(4)确定ACE_k＝0时各自区内的分摊量；

ACE_k＝(P_t-P₀)-10BΔf (4)

式中，P_t为联络线口子功率实际值，P₀为联络线口子功率计划值，B为控制区域设定的频率偏差系数，Δf为系统频率偏差。

进一步的，所述基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，过程为：

根据故障后母线实际电压V、母线电压上限V_H和母线电压下限V_L计算母线电压裕度η_v，计算公式如下

其中，表示母线电压上限和母线电压下限的平均值；

当母线电压裕度η_v大于0时，母线电压未越限，该母线无需控制；当母线电压裕度η_v小于0，即母线电压越限时，获取越限中枢母线所在分区中的控制策略、运行状态、可调整空间信息。

进一步的，述通过归一化处理构建当前计算方式数据下AVC电压控制优化模型，过程为：

以母线当前电压与目标值偏差最小、各电容/电抗器节点的无功调节量最小为目标，构建当前计算方式数据下电压控制数学模型如下：

目标函数：

不同电压等级下要求的电压偏差不同，以各电压等级下允许的最高电压值和额定电压值为标准，对电压偏差目标进行归一化处理：

式中，U_nmax、U_n,set分别为第n个母线节点允许的最高电压幅值和额定电压幅值；U_n为第n节点的电压幅值；

针对无功调整量最小目标，以各机组或容抗器无功调整上下限为标准，对无功调整量进行归一化处理，即

式中，Q_m,0和Q_m,1分别为第m个节点初始无功和调整后无功；Q_m,max和Q_m,max分别为第m个节点初始有功和调整后有功；

归一化处理之后，两个目标就有了统一的量纲，将多目标函数转化为单目标函数为

J₁＝min(ω₁J_1,1+ω₂J_1,2) (8)

式中，ω₁、ω₂为权重因子；

约束条件：

选用机组无功功率、可投切电容器和变压器分接头作为控制变量，以节点电压幅值作为状态变量，优化计算时必须满足状态变量约束、控制变量约束和潮流计算约束等约束条件，即

式中，Q_gmin、Q_g、Q_gmax分别为第g台机组的无功及其上下限；TAP_n、TAP_nmax、TAP_nmin分别为第n台有载调压变压器分接头的档位及其上下限；C_n、C_nmax、C_nmin分别为第n组可投切电容器的组数及其上下限；其中，OLTC的变比t_n与其分接头档位TAP_n的关系为

t_n＝1+VTAP_n×TAP_n (10)

投切电容器组的容量与投切组数的关系为

Q_n＝C_n×CAP_n (11)

式中，VTAP_n为第n台OLTC每档可调变比值；CAP_n为第CAP_i组可投切电容器每组的容量；

对电容/电抗器投切等离散策略进行连续化处理，根据措施可调空间和无功电压灵敏度求解该模型得到各节点无功调整量，给出电容/电抗器及机组无功出力。

进一步的，所述对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切；电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，过程为：

根据电容/电抗器所在节点无功出力上限和下限校验AVC动作后无功出力是否满足安全约束，如果大于上限，则将控后无功置为上限；如果小于上限，则将控后无功置为下限；

采取向上取整的原则，根据电容/电抗器的组数、每组容量、最大档位和控后无功计算电容/电抗器控制后档位；

根据归整后的电容/电抗器所在节点无功出力和发电机无功调整信息形成AVC动作后稳态方式S4，处理方法为：对于潮流文件中为BQ、BE、BG、BS节点的发电机，按照电压控制；对于潮流文件中为其他节点类型的发电机，按照无功控制；对于按无功控制的措施，保留原节点类型，修改无功值为控后无功，无功最大值和最小值置空，控制电压置空，其余信息保留；对于按电压控制的措施，保留原节点类型，写入控制电压；

对于BQ节点类型的发电机措施，按照BQ类型进行控后潮流文件生成，其控制电压取自按B节点无功调整后潮流计算的结果。

一种故障后潮流快速计算系统，包括预想故障集生成模块、同步电网不平衡功率和稳态频率统计模块、预想故障子集构建及处理模块；

所述预想故障集生成模块用于基于电网静态模型数据、电网运行方式数据和电网动态模型参数生成当前运行方式安全稳定计算数据S0，基于当前计算数据生成本轮计算的预想故障集F，预想故障集的故障类型包括N-1预想故障、电网调度运行人员设置的预想故障和安控策略覆盖的预想故障；

所述同步电网不平衡功率和稳态频率统计模块用于基于预想故障集F，进行预想故障后潮流计算，根据故障后潮流计算结果和安控策略的动作情况统计各同步电网的不平衡功率；基于各同步电网的有功不平衡量、负荷有功静态频率特性系数和负荷有功之和，估算各同步电网的稳态频率；

所述预想故障子集构建及处理模块用于根据各同步电网的不平衡功率和各同步电网的稳态频率，将预想故障集F分为无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1、需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2和需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3，分别对所述故障子集进行处理，得到各预想故障后电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块对各故障子集的处理过程为：

针对无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1：根据预想故障后潮流计算结果，获取电网设备有功功率、无功功率、母线电压和系统稳态频率；

针对需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2：根据发电机和负荷频率响应特性模拟故障后电网一次调频响应过程，采用迭代计算的方法由全网具有调频特性的发电机组和负荷共同承担不平衡功率，得到一次调频响应后电网的稳态方式，获取F2故障后电网设备有功功率和无功功率；针对母线电压变化量，快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压；

针对需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3：根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程，形成考虑AGC动作后的稳态方式，并进行电网潮流分析，获取F3故障后有功功率和无功功率；基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据母线电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，若存在电压越限母线，则基于归一化处理方法构建所述当前运行方式安全稳定计算数据下的AVC电压控制优化模型，通过最优潮流计算AVC电压控制优化模型，获取机组无功功率、电容/电抗器节点无功补偿量，对电容/电抗器无功补偿量进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切，电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，计算获取二次调频响应过程中的母线电压、无功功率信息；若不满足动作条件，则输出该故障子集下各预想故障后的电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块将预想故障集分为各故障子集的过程为：

如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于设定门槛值，则将第i个预想故障设定为无需模拟故障后电网响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于系统一次调频能够承担的不平衡功率，则将第i个预想故障设定为需模拟电网一次调频响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率大于ACE动作触发功率阈值，且第i个预想故障对应的同步电网的稳态频率大于ACE动作频率门槛值，则将第i个预想故障设定为需模拟电网二次调频响应过程的故障集。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压的过程为：

对于直流预想故障，当直流落点近区交流系统无功控制能力较强时，采取定无功控制方式，若母线电压大于过压保护定值，则按顺序切除一组滤波器，直至电压不满足动作要求；当直流落点近区交流系统无功控制能力较弱时，采取定电压控制方式，若母线交换功率大于设定最大无功功率且超过一组投切容量时，则按顺序切一组滤波器；若切除后交流电压仍超过设定级门槛，则继续切下一大组滤波器，直至电压不满足动作要求；

对于交流预想故障，基于潮流计算的方法快速模拟机组励磁调节器动作情况，获取母线电压。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程为：

若某省内区域k的功率缺额ΔP_k能够由本省内AGC机组维持平衡，即满足公式(1)，则功率缺额ΔP_k仅在省内区域k内AGC机组间分摊，最终ACE达到0，省内区域k内AGC机组间按预先设定的分摊原则，此时频差和各联络线功率偏差均为0，

式中，j为省内区域k的发电机，P_j0为发电机j的S0下的有功功率，和分别为发电机j的有功功率下限和有功功率上限；

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k内AGC机组可调节范围，即满足公式(2)，则功率缺额ΔP_k仅在区域k和网调管辖内AGC分摊机组间分摊，最终ACE达到0，此时区域k和网调管辖间联络线功率改变，其它联络线功率和频差为0，

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k和网调管辖AGC机组可调节范围，即满足公式(3)，则功率缺额ΔP_k在区域k和网调管辖间AGC机组间分摊，不足部分则由网内其它AGC机组分摊，

式中，s为网调管辖区域数，P_s0为计算方式数据S0下的区域S中第s个发电机的有功功率，P_s ^min和P_s ^max分别区域S中第s个发电机的有功功率下限和有功功率上限；

网内其它区依据公式(4)确定ACE_k＝0时各自区内的分摊量；

ACE_k＝(P_t-P₀)-10BΔf (4)

式中，P_t为联络线口子功率实际值，P₀为联络线口子功率计划值，B为控制区域设定的频率偏差系数，Δf为系统频率偏差。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的电压裕度，过程为：

根据故障后母线实际电压V、母线电压上限V_H和母线电压下限V_L计算母线电压裕度η_v，计算公式如下

其中，表示母线电压上限和母线电压下限的平均值；

当母线电压裕度η_v大于0时，母线电压未越限，该母线无需控制；当母线电压裕度η_v小于0，即母线电压越限时，获取越限中枢母线所在分区中的控制策略、运行状态、可调整空间信息。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块通过归一化处理构建当前计算方式数据下AVC电压控制优化模型，过程为：

以母线当前电压与目标值偏差最小、各电容/电抗器节点的无功调节量最小为目标，构建当前计算方式数据下电压控制数学模型如下：

目标函数：

不同电压等级下要求的电压偏差不同，以各电压等级下允许的最高电压值和额定电压值为标准，对电压偏差目标进行归一化处理：

式中，U_nmax、U_n,set分别为第n个母线节点允许的最高电压幅值和额定电压幅值；U_n为第n节点的电压幅值；

针对无功调整量最小目标，以各机组或容抗器无功调整上下限为标准，对无功调整量进行归一化处理，即

式中，Q_m,0和Q_m,1分别为第m个节点初始无功和调整后无功；Q_m,max和Q_m,max分别为第m个节点初始有功和调整后有功；

归一化处理之后，两个目标就有了统一的量纲，将多目标函数转化为单目标函数为

J₁＝min(ω₁J_1,1+ω₂J_1,2) (8)

式中，ω₁、ω₂为权重因子；

约束条件：

选用机组无功功率、可投切电容器和变压器分接头作为控制变量，以节点电压幅值作为状态变量，优化计算时必须满足状态变量约束、控制变量约束和潮流计算约束等约束条件，即

式中，Q_gmin、Q_g、Q_gmax分别为第g台机组的无功及其上下限；TAP_n、TAP_nmax、TAP_nmin分别为第n台有载调压变压器分接头的档位及其上下限；C_n、C_nmax、C_nmin分别为第n组可投切电容器的组数及其上下限；其中，OLTC的变比t_n与其分接头档位TAP_n的关系为

t_n＝1+VTAP_n×TAP_n (10)

投切电容器组的容量与投切组数的关系为

Q_n＝C_n×CAP_n (11)

式中，VTAP_n为第n台OLTC每档可调变比值；CAP_n为第CAP_i组可投切电容器每组的容量；

对电容/电抗器投切等离散策略进行连续化处理，根据措施可调空间和无功电压灵敏度求解该模型得到各节点无功调整量，给出电容/电抗器及机组无功出力。

进一步的，所述预想故障子集构建及处理模块对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切；电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，过程为：

根据电容/电抗器所在节点无功出力上限和下限校验AVC动作后无功出力是否满足安全约束，如果大于上限，则将控后无功置为上限；如果小于上限，则将控后无功置为下限；

采取向上取整的原则，根据电容/电抗器的组数、每组容量、最大档位和控后无功计算电容/电抗器控制后档位；

根据归整后的电容/电抗器所在节点无功出力和发电机无功调整信息形成AVC动作后稳态方式S4，处理方法为：对于潮流文件中为BQ、BE、BG、BS节点的发电机，按照电压控制；对于潮流文件中为其他节点类型的发电机，按照无功控制；对于按无功控制的措施，保留原节点类型，修改无功值为控后无功，无功最大值和最小值置空，控制电压置空，其余信息保留；对于按电压控制的措施，保留原节点类型，写入控制电压；

对于BQ节点类型的发电机措施，按照BQ类型进行控后潮流文件生成，其控制电压取自按B节点无功调整后潮流计算的结果。

本发明所达到的有益效果：

本发明按照预想故障后电网不平衡功率和系统稳态频率，将预想故障集分为无需模拟故障后电网响应过程的故障集、需模拟电网一次调频响应过程的故障集和需模拟电网二次调频响应过程的故障集，降低故障后潮流分析的预想故障规模，满足调度运行控制对在线分析的快速性和准确性要求。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

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，一种故障后潮流快速计算方法，包括如下步骤：

1)基于电网静态模型数据、电网运行方式数据和电网动态模型参数生成当前运行方式安全稳定计算数据S0，基于当前计算数据生成本轮计算的预想故障集F，预想故障集的故障类型包括N-1预想故障、电网调度运行人员设置的预想故障和安控策略覆盖的预想故障；

2)基于预想故障集F，进行预想故障后潮流计算，根据故障后潮流计算结果和安控策略的动作情况统计各同步电网的不平衡功率；基于各同步电网的有功不平衡量、负荷有功静态频率特性系数和负荷有功之和，估算各同步电网的稳态频率，进入步骤3)；

3)根据各同步电网的不平衡功率和各同步电网的稳态频率，将预想故障集F分为无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1、需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2和需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3；

4)针对无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1：根据预想故障后潮流计算结果，获取电网设备有功功率、无功功率、母线电压和系统稳态频率；

针对需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2：根据发电机和负荷频率响应特性模拟故障后电网一次调频响应过程，采用迭代计算的方法由全网具有调频特性的发电机组和负荷共同承担不平衡功率，得到一次调频响应后电网的稳态方式，获取F2故障后电网设备有功功率和无功功率；针对母线电压变化量，快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压；

针对需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3：根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程，形成考虑AGC动作后的稳态方式，并进行电网潮流分析，获取F3故障后有功功率和无功功率；基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据母线电压事故限值(包括电压上限和电压下限)，计算获取电压越限母线及表征越限程度的电压裕度，若存在电压越限母线，则基于归一化处理方法构建所述当前运行方式安全稳定计算数据下的AVC电压控制优化模型，通过最优潮流计算AVC电压控制优化模型，获取机组无功功率、电容/电抗器节点无功补偿量，对电容/电抗器无功补偿量进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切，电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，计算获取二次调频响应过程中的母线电压、无功功率信息；若不满足动作条件，则输出该故障子集下各预想故障后的电网稳态潮流、电压和系统稳态频率；

5)输出各故障子集下的各预想故障后电网稳态潮流、电压和系统稳态频率，结束本轮计算。

本实施例中，所述预想故障集分为各故障子集的过程为：

如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于设定门槛值，则将第i个预想故障设定为无需模拟故障后电网响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于系统一次调频能够承担的不平衡功率，则将第i个预想故障设定为需模拟电网一次调频响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率大于ACE动作触发功率阈值，且第i个预想故障对应的同步电网的稳态频率大于ACE动作频率门槛值，则将第i个预想故障设定为需模拟电网二次调频响应过程的故障集。

本实施例中，所述快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压的过程为：

对于直流预想故障，当直流落点近区交流系统无功控制能力较强时，采取定无功控制方式，若母线电压大于过压保护定值，则按顺序切除一组滤波器，直至电压不满足动作要求；当直流落点近区交流系统无功控制能力较弱时，采取定电压控制方式，若母线交换功率大于设定最大无功功率且超过一组投切容量时，则按顺序切一组滤波器；若切除后交流电压仍超过设定级门槛，则继续切下一大组滤波器，直至电压不满足动作要求；

对于交流预想故障，基于潮流计算的方法快速模拟机组励磁调节器动作情况，获取母线电压。

本实施例中，所述根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程具体为：

若某省内区域k的功率缺额ΔP_k能够由本省内AGC机组维持平衡，即满足公式(1)，则功率缺额ΔP_k仅在省内区域k内AGC机组间分摊，最终ACE达到0，省内区域k内AGC机组间按预先设定的分摊原则，此时频差和各联络线功率偏差均为0，

式中，j为省内区域k的发电机，P_j0为发电机j的S0下的有功功率，P_j ^min和P_j ^max分别为发电机j的有功功率下限和有功功率上限；

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k内AGC机组可调节范围，即满足公式(2)，则功率缺额ΔP_k仅在区域k和网调管辖内AGC分摊机组间分摊，最终ACE达到0，此时区域k和网调管辖间联络线功率改变，其它联络线功率和频差为0，

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k和网调管辖AGC机组可调节范围，即满足公式(3)，则功率缺额ΔP_k在区域k和网调管辖间AGC机组间分摊，不足部分则由网内其它AGC机组分摊，

式中，s为网调管辖区域数，P_s0为计算方式数据S0下的区域S中第s个发电机的有功功率，P_s ^min和P_s ^max分别区域S中第s个发电机的有功功率下限和有功功率上限；

网内其它区依据公式(4)确定ACE_k＝0时各自区内的分摊量；

ACE_k＝(P_t-P₀)-10BΔf (4)

式中，P_t为联络线口子功率实际值，P₀为联络线口子功率计划值，B为控制区域设定的频率偏差系数，Δf为系统频率偏差。

本实施例中，所述步骤6)中基于故障后有功功率和无功功率计算获取电网中枢母线电压，根据母线故障后电压上限和下限，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，具体为：

根据母线故障后电压、电压上限和下限计算其电压裕度，计算公式如下

式中，η_v为中枢母线电压裕度，V为母线实际电压，V_H为母线电压上限，V_L为母线电压下限，

当电压裕度η_v大于0时，中枢母线电压未越限，该母线无需控制；当电压裕度η_v小于0，即中枢母线电压越限时，获取越限中枢母线所在分区中的控制策略、运行状态、可调整空间信息。

本实施例中，所述通过归一化处理构建当前计算方式数据下AVC电压控制优化模型，具体为：

以母线当前电压与目标值偏差最小、各电容/电抗器节点的无功调节量最小为目标，构建当前计算方式数据下电压控制数学模型如下：

目标函数：

不同电压等级下要求的电压偏差不同，以各电压等级下允许的最高电压值和额定电压值为标准，对电压偏差目标进行归一化处理：

式中，U_nmax、U_n,set分别为第n个节点允许的最高电压幅值和额定电压幅值；U_n为第n节点的电压幅值；

针对无功调整量最小目标，以各机组或容抗器无功调整上下限为标准，对无功调整量进行归一化处理，即

式中，Q_m,0和Q_m,1分别为第m个节点初始无功和调整后无功；Q_m,max和Q_m,max分别为第m个节点初始有功和调整后有功；

归一化处理之后，两个目标就有了统一的量纲，将多目标函数转化为单目标函数为

J₁＝min(ω₁J_1,1+ω₂J_1,2) (8)

式中，ω₁、ω₂为权重因子；

约束条件：

选用机组无功功率、可投切电容器和变压器分接头作为控制变量，以节点电压幅值作为状态变量，优化计算时必须满足状态变量约束、控制变量约束和潮流计算约束等约束条件，即

式中，Q_gmin、Q_g、Q_gmax分别为第g台机组的无功及其上下限；TAP_n、TAP_nmax、TAP_nmin分别为第n台有载调压变压器分接头的档位及其上下限；C_n、C_nmax、C_nmin分别为第n组可投切电容器的组数及其上下限；其中，OLTC的变比t_n与其分接头档位TAP_n的关系为

t_n＝1+VTAP_n×TAP_n (10)

投切电容器组的容量与投切组数的关系为

Q_n＝C_n×CAP_n (11)

式中，VTAP_n为第n台OLTC每档可调变比值；CAP_n为第CAP_i组可投切电容器每组的容量；

对电容/电抗器投切等离散策略进行连续化处理，根据措施可调空间和无功电压灵敏度求解该模型得到各节点无功调整量，给出电容/电抗器及机组无功出力。

本实施例中，所述对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切；电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，具体为：

根据电容/电抗器所在节点无功出力上限和下限校验AVC动作后无功出力是否满足安全约束，如果大于上限，则将控后无功置为上限；如果小于上限，则将控后无功置为下限；

采取向上取整的原则，根据电容/电抗器的组数、每组容量、最大档位和控后无功计算电容/电抗器控制后档位；

根据归整后的电容/电抗器所在节点无功出力和发电机无功调整信息形成AVC动作后稳态方式S4，处理方法为：对于潮流文件中为BQ、BE、BG、BS节点的发电机，按照电压控制；对于潮流文件中为其他节点类型的发电机，按照无功控制；对于按无功控制的措施，保留原节点类型，修改无功值为控后无功，无功最大值和最小值置空，控制电压置空，其余信息保留；对于按电压控制的措施，保留原节点类型，写入控制电压；

对于BQ节点类型的发电机措施，按照BQ类型进行控后潮流文件生成，其控制电压取自按B节点无功调整后潮流计算的结果。

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形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种故障后潮流快速计算方法，其特征在于，

基于电网静态模型数据、电网运行方式数据和电网动态模型参数生成当前运行方式安全稳定计算数据S0，基于当前计算数据生成本轮计算的预想故障集F，预想故障集的故障类型包括N-1预想故障、电网调度运行人员设置的预想故障和安控策略覆盖的预想故障；

基于预想故障集F，进行预想故障后潮流计算，根据故障后潮流计算结果和安控策略的动作情况统计各同步电网的不平衡功率；基于各同步电网的有功不平衡量、负荷有功静态频率特性系数和负荷有功之和，估算各同步电网的稳态频率；

根据各同步电网的不平衡功率和各同步电网的稳态频率，将预想故障集F分为无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1、需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2和需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3，分别对所述故障子集进行处理，得到各故障子集下的各预想故障后电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

2.根据权利要求1所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述对所述故障子集进行处理的过程为：

针对无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1：根据预想故障后潮流计算结果，获取电网设备有功功率、无功功率、母线电压和系统稳态频率；

针对需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2：根据发电机和负荷频率响应特性模拟故障后电网一次调频响应过程，采用迭代计算的方法由全网具有调频特性的发电机组和负荷共同承担不平衡功率，得到一次调频响应后电网的稳态方式，获取F2故障后电网设备有功功率和无功功率；针对母线电压变化量，快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压；

针对需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3：根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程，形成考虑AGC动作后的稳态方式，并进行电网潮流分析，获取F3故障后有功功率和无功功率；基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据母线电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，若存在电压越限母线，则基于归一化处理方法构建所述当前运行方式安全稳定计算数据S0下的AVC电压控制优化模型，通过最优潮流计算AVC电压控制优化模型，获取机组无功功率、电容/电抗器节点无功补偿量，对电容/电抗器无功补偿量进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切，电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，计算获取二次调频响应过程中的母线电压、无功功率信息；若不满足动作条件，则输出该故障子集下各预想故障后的电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

3.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述预想故障集分为各故障子集的过程为：

如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于设定门槛值，则将第i个预想故障设定为无需模拟故障后电网响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于系统一次调频能够承担的不平衡功率，则将第i个预想故障设定为需模拟电网一次调频响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率大于ACE动作触发功率阈值，且第i个预想故障对应的同步电网的稳态频率大于ACE动作频率门槛值，则将第i个预想故障设定为需模拟电网二次调频响应过程的故障集。

4.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压的过程为：

对于需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2中的直流预想故障，当直流落点近区交流系统无功控制能力较强时，采取定无功控制方式，若母线电压大于过压保护定值，则按顺序切除一组滤波器，直至电压不满足动作要求；当直流落点近区交流系统无功控制能力较弱时，采取定电压控制方式，若母线交换功率大于设定最大无功功率且超过一组投切容量时，则按顺序切一组滤波器；若切除后交流电压仍超过设定级门槛，则继续切下一大组滤波器，直至电压不满足动作要求；

对于需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2中的交流预想故障，基于潮流计算的方法快速模拟机组励磁调节器动作情况，获取母线电压。

5.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程为：

若某省内区域k的功率缺额ΔP_k能够由本省内AGC机组维持平衡，即满足公式(1)，则功率缺额ΔP_k仅在省内区域k内AGC机组间分摊，最终ACE达到0，省内区域k内AGC机组间按预先设定的分摊原则，此时频差和各联络线功率偏差均为0，

式中，j为省内区域k的发电机，P_j0为发电机j的S0下的有功功率，P_j ^min和P_j ^max分别为发电机j的有功功率下限和有功功率上限；

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k内AGC机组可调节范围，即满足公式(2)，则功率缺额ΔP_k仅在区域k和网调管辖内AGC分摊机组间分摊，最终ACE达到0，此时区域k和网调管辖间联络线功率改变，其它联络线功率和频差为0，

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k和网调管辖AGC机组可调节范围，即满足公式(3)，则功率缺额ΔP_k在区域k和网调管辖间AGC机组间分摊，不足部分则由网内其它AGC机组分摊，

式中，s为网调管辖区域数，P_s0为计算方式数据S0下的区域S中第s个发电机的有功功率，P_s ^min和P_s ^max分别区域S中第s个发电机的有功功率下限和有功功率上限；

网内其它区依据公式(4)确定ACE_k＝0时各自区内的分摊量；

ACE_k＝(P_t-P₀)-10BΔf (4)

式中，P_t为联络线口子功率实际值，P₀为联络线口子功率计划值，B为控制区域设定的频率偏差系数，Δf为系统频率偏差。

6.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，过程为：

根据故障后母线实际电压V、母线电压上限V_H和母线电压下限V_L计算母线电压裕度η_v，计算公式如下

其中，表示母线电压上限和母线电压下限的平均值；

当母线电压裕度η_v大于0时，母线电压未越限，该母线无需控制；当母线电压裕度η_v小于0，即母线电压越限时，获取越限中枢母线所在分区中的控制策略、运行状态、可调整空间信息。

7.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述通过归一化处理构建当前计算方式数据下AVC电压控制优化模型，过程为：

以母线当前电压与目标值偏差最小、各电容/电抗器节点的无功调节量最小为目标，构建当前计算方式数据下电压控制数学模型如下：

目标函数：

不同电压等级下要求的电压偏差不同，以各电压等级下允许的最高电压值和额定电压值为标准，对电压偏差目标进行归一化处理：

式中，U_nmax、U_n,set分别为第n个母线节点允许的最高电压幅值和额定电压幅值；U_n为第n节点的电压幅值；

针对无功调整量最小目标，以各机组或容抗器无功调整上下限为标准，对无功调整量进行归一化处理，即

式中，Q_m,0和Q_m,1分别为第m个节点初始无功和调整后无功；Q_m,max和Q_m,max分别为第m个节点初始有功和调整后有功；

归一化处理之后，两个目标就有了统一的量纲，将多目标函数转化为单目标函数为

J₁＝min(ω₁J_1,1+ω₂J_1,2) (8)

式中，ω₁、ω₂为权重因子；

约束条件：

选用机组无功功率、可投切电容器和变压器分接头作为控制变量，以节点电压幅值作为状态变量，优化计算时必须满足状态变量约束、控制变量约束和潮流计算约束等约束条件，即

式中，Q_gmin、Q_g、Q_gmax分别为第g台机组的无功及其上下限；TAP_n、TAP_nmax、TAP_nmin分别为第n台有载调压变压器分接头的档位及其上下限；C_n、C_nmax、C_nmin分别为第n组可投切电容器的组数及其上下限；其中，OLTC的变比t_n与其分接头档位TAP_n的关系为

t_n＝1+VTAP_n×TAP_n (10)

投切电容器组的容量与投切组数的关系为

Q_n＝C_n×CAP_n (11)

式中，VTAP_n为第n台OLTC每档可调变比值；CAP_n为第CAP_i组可投切电容器每组的容量；

对电容/电抗器投切等离散策略进行连续化处理，根据措施可调空间和无功电压灵敏度求解该模型得到各节点无功调整量，给出电容/电抗器及机组无功出力。

8.根据权利要求2所述的故障后潮流快速计算方法，其特征在于，所述对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切；电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，过程为：

根据电容/电抗器所在节点无功出力上限和下限校验AVC动作后无功出力是否满足安全约束，如果大于上限，则将控后无功置为上限；如果小于上限，则将控后无功置为下限；

采取向上取整的原则，根据电容/电抗器的组数、每组容量、最大档位和控后无功计算电容/电抗器控制后档位；

根据归整后的电容/电抗器所在节点无功出力和发电机无功调整信息形成AVC动作后稳态方式S4，处理方法为：对于潮流文件中为BQ、BE、BG、BS节点的发电机，按照电压控制；对于潮流文件中为其他节点类型的发电机，按照无功控制；对于按无功控制的措施，保留原节点类型，修改无功值为控后无功，无功最大值和最小值置空，控制电压置空，其余信息保留；对于按电压控制的措施，保留原节点类型，写入控制电压；

对于BQ节点类型的发电机措施，按照BQ类型进行控后潮流文件生成，其控制电压取自按B节点无功调整后潮流计算的结果。

9.一种故障后潮流快速计算系统，其特征在于，包括预想故障集生成模块、同步电网不平衡功率和稳态频率统计模块、预想故障子集构建及处理模块；

所述预想故障集生成模块用于基于电网静态模型数据、电网运行方式数据和电网动态模型参数生成当前运行方式安全稳定计算数据S0，基于当前计算数据生成本轮计算的预想故障集F，预想故障集的故障类型包括N-1预想故障、电网调度运行人员设置的预想故障和安控策略覆盖的预想故障；

所述同步电网不平衡功率和稳态频率统计模块用于基于预想故障集F，进行预想故障后潮流计算，根据故障后潮流计算结果和安控策略的动作情况统计各同步电网的不平衡功率；基于各同步电网的有功不平衡量、负荷有功静态频率特性系数和负荷有功之和，估算各同步电网的稳态频率；

所述预想故障子集构建及处理模块用于根据各同步电网的不平衡功率和各同步电网的稳态频率，将预想故障集F分为无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1、需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2和需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3，分别对所述故障子集进行处理，得到各预想故障后电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

10.根据权利要求9所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块对各故障子集的处理过程为：

针对无需模拟故障后电网响应过程的故障子集F1：根据预想故障后潮流计算结果，获取电网设备有功功率、无功功率、母线电压和系统稳态频率；

针对需模拟电网一次调频响应过程的故障子集F2：根据发电机和负荷频率响应特性模拟故障后电网一次调频响应过程，采用迭代计算的方法由全网具有调频特性的发电机组和负荷共同承担不平衡功率，得到一次调频响应后电网的稳态方式，获取F2故障后电网设备有功功率和无功功率；针对母线电压变化量，快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压；

针对需模拟电网二次调频响应过程的故障子集F3：根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程，形成考虑AGC动作后的稳态方式，并进行电网潮流分析，获取F3故障后有功功率和无功功率；基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据母线电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的母线电压裕度，若存在电压越限母线，则基于归一化处理方法构建所述当前运行方式安全稳定计算数据下的AVC电压控制优化模型，通过最优潮流计算AVC电压控制优化模型，获取机组无功功率、电容/电抗器节点无功补偿量，对电容/电抗器无功补偿量进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切，电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，计算获取二次调频响应过程中的母线电压、无功功率信息；若不满足动作条件，则输出该故障子集下各预想故障后的电网稳态潮流、电压和系统稳态频率。

11.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块将预想故障集分为各故障子集的过程为：

如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于设定门槛值，则将第i个预想故障设定为无需模拟故障后电网响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率小于系统一次调频能够承担的不平衡功率，则将第i个预想故障设定为需模拟电网一次调频响应过程的故障集；如果第i个预想故障对应的同步电网的不平衡功率大于ACE动作触发功率阈值，且第i个预想故障对应的同步电网的稳态频率大于ACE动作频率门槛值，则将第i个预想故障设定为需模拟电网二次调频响应过程的故障集。

12.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块快速模拟一次调频响应过程中无功电压控制装置动作策略，获取一次调频后母线电压的过程为：

对于直流预想故障，当直流落点近区交流系统无功控制能力较强时，采取定无功控制方式，若母线电压大于过压保护定值，则按顺序切除一组滤波器，直至电压不满足动作要求；当直流落点近区交流系统无功控制能力较弱时，采取定电压控制方式，若母线交换功率大于设定最大无功功率且超过一组投切容量时，则按顺序切一组滤波器；若切除后交流电压仍超过设定级门槛，则继续切下一大组滤波器，直至电压不满足动作要求；

对于交流预想故障，基于潮流计算的方法快速模拟机组励磁调节器动作情况，获取母线电压。

13.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块根据网内动态ACE分摊比例与各省AGC动作策略模拟预想故障后二次调频响应过程为：

若某省内区域k的功率缺额ΔP_k能够由本省内AGC机组维持平衡，即满足公式(1)，则功率缺额ΔP_k仅在省内区域k内AGC机组间分摊，最终ACE达到0，省内区域k内AGC机组间按预先设定的分摊原则，此时频差和各联络线功率偏差均为0，

式中，j为省内区域k的发电机，P_j0为发电机j的S0下的有功功率，和分别为发电机j的有功功率下限和有功功率上限；

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k内AGC机组可调节范围，即满足公式(2)，则功率缺额ΔP_k仅在区域k和网调管辖内AGC分摊机组间分摊，最终ACE达到0，此时区域k和网调管辖间联络线功率改变，其它联络线功率和频差为0，

若某省内区域k功率缺额ΔP_k超过省内区域k和网调管辖AGC机组可调节范围，即满足公式(3)，则功率缺额ΔP_k在区域k和网调管辖间AGC机组间分摊，不足部分则由网内其它AGC机组分摊，

式中，s为网调管辖区域数，P_s0为计算方式数据S0下的区域S中第s个发电机的有功功率，P_s ^min和P_s ^max分别区域S中第s个发电机的有功功率下限和有功功率上限；

网内其它区依据公式(4)确定ACE_k＝0时各自区内的分摊量；

ACE_k＝(P_t-P₀)-10BΔf (4)

式中，P_t为联络线口子功率实际值，P₀为联络线口子功率计划值，B为控制区域设定的频率偏差系数，Δf为系统频率偏差。

14.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块基于F3故障后有功功率和无功功率计算获取电网母线电压，根据电压事故限值，计算获取电压越限母线及表征越限程度的电压裕度，过程为：

根据故障后母线实际电压V、母线电压上限V_H和母线电压下限V_L计算母线电压裕度η_v，计算公式如下

其中，表示母线电压上限和母线电压下限的平均值；

当母线电压裕度η_v大于0时，母线电压未越限，该母线无需控制；当母线电压裕度η_v小于0，即母线电压越限时，获取越限中枢母线所在分区中的控制策略、运行状态、可调整空间信息。

15.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块通过归一化处理构建当前计算方式数据下AVC电压控制优化模型，过程为：

以母线当前电压与目标值偏差最小、各电容/电抗器节点的无功调节量最小为目标，构建当前计算方式数据下电压控制数学模型如下：

目标函数：

不同电压等级下要求的电压偏差不同，以各电压等级下允许的最高电压值和额定电压值为标准，对电压偏差目标进行归一化处理：

式中，U_nmax、U_n,set分别为第n个母线节点允许的最高电压幅值和额定电压幅值；U_n为第n节点的电压幅值；

针对无功调整量最小目标，以各机组或容抗器无功调整上下限为标准，对无功调整量进行归一化处理，即

式中，Q_m,0和Q_m,1分别为第m个节点初始无功和调整后无功；Q_m,max和Q_m,max分别为第m个节点初始有功和调整后有功；

归一化处理之后，两个目标就有了统一的量纲，将多目标函数转化为单目标函数为

J₁＝min(ω₁J_1,1+ω₂J_1,2) (8)

式中，ω₁、ω₂为权重因子；

约束条件：

选用机组无功功率、可投切电容器和变压器分接头作为控制变量，以节点电压幅值作为状态变量，优化计算时必须满足状态变量约束、控制变量约束和潮流计算约束等约束条件，即

式中，Q_gmin、Q_g、Q_gmax分别为第g台机组的无功及其上下限；TAP_n、TAP_nmax、TAP_nmin分别为第n台有载调压变压器分接头的档位及其上下限；C_n、C_nmax、C_nmin分别为第n组可投切电容器的组数及其上下限；其中，OLTC的变比t_n与其分接头档位TAP_n的关系为

t_n＝1+VTAP_n×TAP_n (10)

投切电容器组的容量与投切组数的关系为

Q_n＝C_n×CAP_n (11)

式中，VTAP_n为第n台OLTC每档可调变比值；CAP_n为第CAP_i组可投切电容器每组的容量；

对电容/电抗器投切等离散策略进行连续化处理，根据措施可调空间和无功电压灵敏度求解该模型得到各节点无功调整量，给出电容/电抗器及机组无功出力。

16.根据权利要求10所述的故障后潮流快速计算系统，其特征在于，所述预想故障子集构建及处理模块对电容/电抗器无功出力进行安全约束条件校验和归整处理，若满足动作条件，即进行电容/电抗器投切；电容/电抗器投切完成后，形成AVC动作后稳态方式，过程为：

根据电容/电抗器所在节点无功出力上限和下限校验AVC动作后无功出力是否满足安全约束，如果大于上限，则将控后无功置为上限；如果小于上限，则将控后无功置为下限；

采取向上取整的原则，根据电容/电抗器的组数、每组容量、最大档位和控后无功计算电容/电抗器控制后档位；

根据归整后的电容/电抗器所在节点无功出力和发电机无功调整信息形成AVC动作后稳态方式S4，处理方法为：对于潮流文件中为BQ、BE、BG、BS节点的发电机，按照电压控制；对于潮流文件中为其他节点类型的发电机，按照无功控制；对于按无功控制的措施，保留原节点类型，修改无功值为控后无功，无功最大值和最小值置空，控制电压置空，其余信息保留；对于按电压控制的措施，保留原节点类型，写入控制电压；

对于BQ节点类型的发电机措施，按照BQ类型进行控后潮流文件生成，其控制电压取自按B节点无功调整后潮流计算的结果。