CN110943448B - 一种安控装置拒动故障模拟方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安控装置拒动故障模拟方法、系统及存储介质，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明方法基于安控策略模型和安控当值策略，通过枚举组合生成安控拒动场景集，根据安控拒动场景集和安控当值策略的集合运算生成面向在线安全稳定分析的安控装置拒动故障集，利用集群计算实现安控装置拒动故障集的在线安全稳定评估。该方法可自适应电网运行方式和安控策略模型变化，准确模拟安控装置拒动故障对电网安全稳定运行的影响，提前发现和降低安控装置拒动导致的电网运行风险，有效提升电网事故风险防控水平。
Description
技术领域
本发明属于电力系统自动化技术领域，具体地说本发明涉及一种安控装置拒动故障模拟方法、系统及存储介质。
背景技术
随着我国远距离、大容量跨区交直流输电工程的建设，电网安全稳定特性愈加复杂，为保障电网安全稳定运行，各级电网建设了大量的安控装置。因装置通道异常、故障检测模块异常、动作执行模块故障、出口压板异常退出等原因引起的安控装置拒动，会导致相应安控策略无法正确执行。当电网出现不同层级安控装置拒动故障时，极易出现突破《电力系统安全稳定导则》设防标准的严重故障，引发电网全局性安全稳定问题，存在局部电网停电、垮网或大电网解列的风险。
现有安控拒动故障模拟通常需要事先指定参与拒动模拟的安控装置，人工设置和维护的工作量极为繁重，无法自动跟踪电网运行方式和安控策略模型的变化，难以客观评价安控装置拒动对电网安全稳定运行的影响，亟需提出能够自适应电网运行方式和安控策略模型变化的安控装置拒动故障模拟方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种安控装置拒动故障模拟方法、系统及存储介质，能够自适应电网运行方式变化，准确模拟安控装置拒动故障对电网安全稳定运行的影响，提前发现和降低安控装置拒动导致的电网运行风险，有效提升电网事故风险防控水平。
为了实现上述目标，本发明所采用的技术方案是：
一方面，本发明提供了一种安控装置拒动故障模拟方法，包括，
基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集；
基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集；
基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集；
基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
结合第一方面，进一步的，参与拒动模拟的安控装置集生成的方法包括如下步骤：
将安控当值策略关联的安控执行站和安控控制站作为参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站；
将参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站包含的安控装置作为参与拒动模拟的安控装置。
结合第一方面，进一步的，安控拒动场景集生成的方法包括如下步骤：
从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
结合第一方面，进一步的，待校核故障集生成的方法包括如下步骤：
采用公式(1)求得各预想故障在不同安控拒动场景下的拒动措施集和正确执行措施集；
其中，Aik为预想故障ci在拒动场景sk下的拒动措施集，Aik′为预想故障ci在拒动场景sk下的正确执行措施集，Ai为预想故障ci的安控当值措施集，Ak为拒动场景sk包含的拒动措施集；
采用Aik′替换预想故障ci的安控当值措施集，生成待校核故障cik，添加到待校核故障集，并将待校核故障cik和预想故障ci标记为同一个关联故障组。
结合第一方面，进一步的，待校核故障集在线安全稳定评估的方法包括如下步骤：
将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
第二方面，本发明提供了一种安控装置拒动故障模拟系统，所述系统包括如下模块：
第一生成模块：用于基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集；
第二生成模块：用于基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集；
第三生成模块：用于基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集；
结果获得模块：用于基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
结合第二方面，进一步的，所述第二生成模块包括：
第一获取子模块：用于从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
生成子模块：用于对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
替换子模块：用于根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
结合第二方面，进一步的，所述结果获得模块包括：
标识子模块：用于将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
添加子模块：用于将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
结果计算子模块：用于针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
第二获得子模块：用于针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
合并子模块：用于将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
第三方面，本发明还提供了一种安控装置拒动故障模拟系统，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于加载所述指令以执行前述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供了一种安控装置拒动故障模拟方法，基于安控策略模型和安控当值策略，通过枚举组合生成安控拒动场景集，根据安控拒动场景集和安控当值策略的集合运算生成面向在线安全稳定分析的安控装置拒动故障集，利用集群计算实现安控装置拒动故障集的在线安全稳定评估。该方法可自适应电网运行方式和安控策略模型变化，准确模拟安控装置拒动故障对电网安全稳定运行的影响，提前发现和降低安控装置拒动导致的电网运行风险，有效提升电网事故风险防控水平。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种安控装置拒动故障模拟方法的流程图。
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。
如图1所示，本发明实施例提供的安控装置拒动故障模拟方法，包括以下步骤：
步骤1，基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集。
参与拒动模拟的安控装置集生成的方法包括如下步骤：
11)将安控当值策略关联的安控执行站和安控控制站作为参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站；
12)将参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站包含的安控装置作为参与拒动模拟的安控装置。
步骤2，基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集。
安控拒动场景集生成的方法包括如下步骤：
21)从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
22)对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
所述安控措施拒动场景由拒动场景描述和关联拒动措施集组成；
所述安控执行站拒动场景由拒动场景描述和关联拒动执行站集组成；
所述安控控制站拒动场景由拒动场景描述和关联拒动控制站集组成；
23)根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
替换后的安控执行站拒动场景由拒动场景描述和拒动安控执行站包含的安控措施集组成；
替换后的安控控制站拒动场景由拒动场景描述和拒动安控控制站及其下属执行站包含的安控措施集组成；
步骤3，基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集。
待校核故障集生成的方法包括如下步骤：
31)如果预想故障集为空或者所有预想故障均已处理，则终止形成待校核故障集，否则取下一个未处理预想故障，转步骤32)；
32)如果安控拒动场景集为空或者所有安控拒动场景均已处理，则转步骤31)，否则取下一个未处理安控拒动场景，转步骤33)；
33)根据公式(1)求得预想故障ci在安控拒动场景sk下的拒动措施集Aik和正确执行措施集Aik′；如果Aik为空集则转步骤32)，否则转步骤34)；
其中，Aik为预想故障ci在拒动场景sk下的拒动措施集，Aik′为预想故障ci在拒动场景sk下的正确执行措施集，Ai为预想故障ci的安控当值措施集，Ak为拒动场景sk包含的拒动措施集；
34)采用Aik′替换预想故障ci的安控当值措施集，生成待校核故障cik，添加到待校核故障集，并将待校核故障cik和预想故障ci标记为同一个关联故障组，转步骤32)。
步骤4，基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
待校核故障集在线安全稳定评估的方法包括如下步骤：
41)将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
42)将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
43)针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
44)针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
45)将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
本发明还提供了一种安控装置拒动故障模拟系统，所述系统包括如下模块：
第一生成模块：用于基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集；
第二生成模块：用于基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集；
第三生成模块：用于基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集；
结果获得模块：用于基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
其中，所述第二生成模块包括：
第一获取子模块：用于从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
生成子模块：用于对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
替换子模块：用于根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
其中，第三生成模块采用公式(2)求得各预想故障在不同安控拒动场景下的拒动措施集和正确执行措施集；
其中，Aik为预想故障ci在拒动场景sk下的拒动措施集，Aik′为预想故障ci在拒动场景sk下的正确执行措施集，Ai为预想故障ci的安控当值措施集，Ak为拒动场景sk包含的拒动措施集；
采用Aik′替换预想故障ci的安控当值措施集，生成待校核故障cik，添加到待校核故障集，并将待校核故障cik和预想故障ci标记为同一个关联故障组。
其中，所述结果获得模块包括：
标识子模块：用于将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
添加子模块：用于将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
结果计算子模块：用于针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
第二获得子模块：用于针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
合并子模块：用于将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
本发明实施例还提供了一种安控装置拒动故障模拟系统，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于加载所述指令以执行前述任一项所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤。
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 (8)
1.一种安控装置拒动故障模拟方法，其特征在于，包括，
基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集；
基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集；
基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集；
基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果；
安控拒动场景集生成的方法包括如下步骤：
从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
2.根据权利要求1所述的安控装置拒动故障模拟方法，其特征在于：参与拒动模拟的安控装置集生成的方法包括如下步骤：
将安控当值策略关联的安控执行站和安控控制站作为参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站；
将参与拒动模拟的安控执行站和安控控制站包含的安控装置作为参与拒动模拟的安控装置。
3.根据权利要求1所述的安控装置拒动故障模拟方法，其特征在于：待校核故障集生成的方法包括如下步骤：
采用公式(1)求得各预想故障在不同安控拒动场景下的拒动措施集和正确执行措施集；
其中，Aik为预想故障ci在拒动场景sk下的拒动措施集，Aik′为预想故障ci在拒动场景sk下的正确执行措施集，Ai为预想故障ci的安控当值措施集，Ak为拒动场景sk包含的拒动措施集；
采用Aik′替换预想故障ci的安控当值措施集，生成待校核故障cik，添加到待校核故障集，并将待校核故障cik和预想故障ci标记为同一个关联故障组。
4.根据权利要求1所述的安控装置拒动故障模拟方法，其特征在于：待校核故障集在线安全稳定评估的方法包括如下步骤：
将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
5.一种安控装置拒动故障模拟系统，其特征在于：所述系统包括如下模块：
第一生成模块：用于基于安控策略模型和安控当值策略，生成参与拒动模拟的安控装置集；
第二生成模块：用于基于参与拒动模拟的安控装置集，生成安控拒动场景集；
第三生成模块：用于基于安控拒动场景集和预想故障集，生成待校核故障集；
结果获得模块：用于基于待校核故障集进行安全稳定量化评估，获得模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果；
所述第二生成模块包括：
第一获取子模块：用于从安控策略模型中，获取参与拒动模拟的安控装置关联的安控措施、安控执行站和安控控制站；
生成子模块：用于对参与拒动模拟的安控措施、安控执行站和安控控制站，按照类型分别进行枚举组合，生成安控措施拒动场景集、安控执行站拒动场景集和安控控制站拒动场景集；
替换子模块：用于根据安控措施与安控执行站和安控控制站的关联关系，将各安控执行站拒动场景中的安控执行站替换成其包含的安控措施，将各安控控制站拒动场景中的安控控制站替换成安控控制站及其下属安控执行站包含的安控措施。
6.根据权利要求5所述的安控装置拒动故障模拟系统，其特征在于：所述结果获得模块包括：
标识子模块：用于将关联故障组内关联安控当值措施集完全一致的待校核故障标识为同一个等效故障组；
添加子模块：用于将各等效故障组内任一个待校核故障和无等效故障的待校核故障添加到参与计算故障集，将剩余待校核故障添加到不参与计算故障集；
结果计算子模块：用于针对参与计算故障集，根据并行处理平台的算例并行计算能力，按故障算例并行的方式进行安全稳定评估并回收计算结果；
第二获得子模块：用于针对不参与计算故障集，根据等效故障标识从已完成安全稳定评估的对应等效故障组获得匹配的安全稳定评估结果；
合并子模块：用于将参与计算故障集和不参与计算故障集的安全稳定评估结果合并，作为模拟安控装置拒动的在线安全稳定评估结果。
7.一种安控装置拒动故障模拟系统，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储指令，其特征在于，所述处理器用于加载所述指令以执行权利要求1～4任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～4任一项所述方法的步骤。
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2019
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