CN112186747B - 应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置，根据电网运行状态和安全稳定控制系统控制策略模型生成安全稳定控制系统应防御的预想故障集，并识别该集合中各预想故障的需控措施集及各措施的需控量、可控措施集及各措施的可控量，生成可控措施不足或可控量不足的预想故障集；通过优化调整该预想故障集中各预想故障关联检测断面的有功，使得各预想故障的需控措施集为可控措施集的子集且各措施的需控量都不大于其对应的可控量，确定各关联断面的有功控制限额，实现稳控系统可控措施不足或可控量不足时关联断面限额调整的辅助决策，可为电网稳控系统安全运行管理提供决策支撑。

Description

应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置，属于电力系统运行与控制技术领域。

背景技术

电网稳控系统及装置是保障电网安全稳定运行的重要技术装备，其控制功能不仅随电网运行状态变化而变化，而且和稳控装置的运行状态密切相关。随着电网运行方式日益复杂和精益化管理水平不断提高，稳控系统的控制功能是否正常成为调度运行控制人员在线监控电网安全稳定运行的一项重要特征。

对于稳控系统控制功能是否缺失，一般采用稳控系统当值策略可实施评估方法进行识别，通过对稳控系统的控制策略进行建模，结合电网的实际运行工况和稳控装置的在线运行状态，在线模拟稳控系统防御故障集中每个预想故障发生时的当值策略及其具体动作对象，在线判断当值策略的需控措施、需控量是否足量执行，针对无法足量执行的预想故障给出告警。但现有方法不能给出针对稳控系统当值策略的可控措施、可控量不足的具体关联断面限额调整建议。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置，以解决现有方法没有给出电网稳控系统当值策略的可控措施、可控量不足时关联断面限额调整建议的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

步骤2：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量、A及A中各措施的可控量，生成该系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d非空，进入步骤3，否则，确认S下该系统不存在功能缺陷，结束本方法；

步骤3：通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是步骤1确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于步骤1确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额。

进一步地，所述步骤1中，F_c的生成方法为：从电网安全稳定控制系统预设策略表的预想故障集中将组成元件在S下处于停运状态的预想故障剔除后的预想故障集合，作为F_c；

所述预想故障包括单一元件和多个元件的组合故障。

进一步地，所述步骤1中，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量，方法为：

根据电网安全稳定控制系统预设的策略表及定值、控制结构，以及各站点装置、压板和通道配置，建立该系统的控制模型和参数；

根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，将F_c分成两个预想故障子集，一个是预想故障后该系统实际防御的预想故障集F_e，另一个是预想故障后该系统实际不防御的预想故障集F_n；

针对F_e中各预想故障，根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，得到该预想故障关联的检测断面及其有功，通过模拟预想故障发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得该预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

针对F_n中各预想故障，将其对应的可控措施集A置为空集。

进一步地，所述步骤1中，各预想故障对应的C和A中每个元素的构成方式保持一致，构成方式有两种，一种是执行站点和措施类型，另一种是措施类型。

进一步地，所述步骤2中，F_d的生成方法为：

针对F_c中各预想故障，将预想故障对应的C不是其对应的A的子集或预想故障对应的C是其对应的A的子集且C中至少有一个需控措施的需控量大于A中该措施可控量的所有预想故障组成的集合，作为F_d。

进一步地，所述步骤3中，T为F_d中预想故障关联的所有检测断面组成的集合。

进一步地，所述步骤3中，通过求解公式(1)获得T中各检测断面的有功优化值：

式中，P_t为T中检测断面t在S下的有功，P′_t为T中检测断面t的有功优化变量，M为电网安全稳定控制系统的控制模型和参数，T_i为F_d中预想故障i关联的检测断面集，A_i为步骤1确定的F_d中预想故障i对应的可控措施集，a_i，j为A_i中可控措施j对应的可控量，当i∈F_e时，f_i(M，S，P′_t，t∈T_i)、g_i.j(M，S，P′_t，t∈T_i)分别为根据M，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量；当i∈F_n时，f_i(M，S，P′_t，t∈T_i)、g_i.j(M，S，P′_t，t∈T_i)分别为根据M，假设该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态都处于正常运行状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量。

应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制装置，其特征在于，包括：

控制措施生成模块，针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

功能缺陷判断模块：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量、A及A中各措施的可控量，生成该系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d为空，则认为S下该系统不存在功能缺陷；

断面限额计算模块，通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是控制措施生成模块中确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于控制措施生成模块中确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额。

有益效果：本发明提供了应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法和装置，本发明首先根据电网的运行状态和安全稳定控制系统的控制策略模型生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集，并识别该集合中每一个预想故障的需控措施集及其包含各措施的需控量、可控措施集及其包含各措施的可控量，然后根据该系统应防御每个预想故障的需控措施集及需控量和可控措施集及可控量生成可控措施不足或可控量不足的预想故障集合，通过优化调整该预想故障集合中每个预想故障关联检测断面的有功，使每个预想故障的需控措施集为可控措施集的子集且各种措施的需控量都不大于其对应的可控量，从而确定避免电网安全稳定控制系统应防御的预想故障下可控措施不足或可控量不足的断面有功控制限额，实现了应对电网稳控系统功能缺陷的断面限额决策支持，可为稳控系统的运行风险分析与控制提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，包括以下步骤：

步骤1：针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量，可控措施集A及A中各措施的可控量；

其中，F_c为从电网安全稳定控制系统预设策略表的预想故障集中将组成元件在电网运行状态S下处于停运状态的预想故障剔除后得到的预想故障集合；

所述预想故障包括单一元件和多个元件的组合故障。

F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量，可控措施集A及A中各措施的可控量的生成方法为：

根据电网安全稳定控制系统预设的策略表及定值、控制结构，以及各站点装置、压板和通道配置，建立该系统的控制模型和参数；

根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，将F_c分成两个预想故障子集，一个是预想故障后该系统实际防御的预想故障集F_e，另一个是预想故障后该系统实际不防御的预想故障集F_n；

所述该系统实际不防御的预想故障包括因装置异常检测不到的故障、因通道异常接受不到的故障、因通道异常控制命令不能发送的故障等；对于组合故障，只要其中有一个故障实际不防御，则该组合故障即为实际不防御的预想故障。

针对F_e中各预想故障，根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态(包括投退和有功)，得到该预想故障关联的检测断面及其有功，通过模拟预想故障发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得该预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量，可控措施集A及A中各措施的可控量；

针对F_n中各预想故障，将其对应的可控措施集A置为空集。

其中，各预想故障对应的C和A中每个元素的构成方式保持一致，构成方式有两种，一种是执行站点和措施类型，另一种是措施类型。

步骤2：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量，A及A中各措施的可控量，生成电网安全稳定控制系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d非空，进入步骤3，否则，确认S下电网安全稳定控制系统不存在功能缺陷，结束本方法；

其中，针对F_c中各预想故障，将预想故障对应的C不是其对应的A的子集或预想故障对应的C是其对应的A的子集且C中至少有一个需控措施的需控量大于A中该措施可控量的所有预想故障组成的集合，作为F_d。

步骤3：通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是步骤1确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于步骤1确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额。

其中，T为F_d中预想故障关联的所有检测断面组成的集合，一个预想故障可以关联一个或多个检测断面；不同的预想故障关联的检测断面可以相同或部分重合。

通过求解公式(1)获得T中各检测断面的有功优化值，

式中，P_t为T中检测断面t在S下的有功，P′_t为T中检测断面t的有功优化变量，M为电网安全稳定控制系统的控制模型和参数，T_i为F_d中预想故障i关联的检测断面集，A_i为步骤1确定的F_d中预想故障i对应的可控措施集，a_i.j为A_i中可控措施j对应的可控量，当i∈F_e时，f_i(M，S，P′_t，t∈T_i)、g_i.j(M，S，P′_t，t∈T_i)分别为根据M，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量；当i∈F_n时，f_i(M，S，P′_t，t∈T_i)、g_i.j(M，S，P′_t，t∈T_i)分别为根据M，假设该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态都处于正常运行状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量。

实施例2：

应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制装置，包括：

控制措施生成模块，针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

功能缺陷判断模块：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量、A及A中各措施的可控量，生成该系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d为空，则认为S下该系统不存在功能缺陷；

断面限额计算模块，通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是控制措施生成模块中确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于控制措施生成模块中确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

步骤2：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量、A及A中各措施的可控量，生成该系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d非空，进入步骤3，否则，确认S下该系统不存在功能缺陷，结束本方法；

步骤3：通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是步骤1确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于步骤1确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额；

所述步骤1中，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量，方法为：

根据电网安全稳定控制系统预设的策略表及定值、控制结构，以及各站点装置、压板和通道配置，建立该系统的控制模型和参数；

根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，将F_c分成两个预想故障子集，一个是预想故障后该系统实际防御的预想故障集F_e，另一个是预想故障后该系统实际不防御的预想故障集F_n；

针对F_e中各预想故障，根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，得到该预想故障关联的检测断面及其有功，通过模拟预想故障发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得该预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

针对F_n中各预想故障，将其对应的可控措施集A置为空集。

2.根据权利要求1所述的应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述步骤1中，F_c的生成方法为：

从电网安全稳定控制系统预设策略表的预想故障集中将组成元件在S下处于停运状态的预想故障剔除后的预想故障集合，作为F_c；

所述预想故障包括单一元件和多个元件的组合故障。

3.根据权利要求1所述的应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述步骤1中，各预想故障对应的C和A中每个元素的构成方式保持一致，构成方式有两种，一种是执行站点和措施类型，另一种是措施类型。

4.根据权利要求1所述的应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述步骤2中，F_d的生成方法为：

针对F_c中各预想故障，将预想故障对应的C不是其对应的A的子集或预想故障对应的C是其对应的A的子集且C中至少有一个需控措施的需控量大于A中该措施可控量的所有预想故障组成的集合，作为F_d。

5.根据权利要求1所述的应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述步骤3中，T为F_d中预想故障关联的所有检测断面组成的集合。

6.根据权利要求1所述的应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制方法，其特征在于，所述步骤3中，通过求解公式(1)获得T中各检测断面的有功优化值，

式中，P_t为T中检测断面t在S下的有功，P′_t为T中检测断面t的有功优化变量，M为电网安全稳定控制系统的控制模型和参数，T_i为F_d中预想故障i关联的检测断面集，A_i为步骤1确定的F_d中预想故障i对应的可控措施集，a_i.j为A_i中可控措施j对应的可控量，当i∈F_e时，f_i(M,S,P′_t,t∈T_i)、g_i.j(M,S,P′_t,t∈T_i)分别为根据M，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量；当i∈F_n时，f_i(M,S,P′_t,t∈T_i)、g_i.j(M,S,P′_t,t∈T_i)分别为根据M，假设该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态都处于正常运行状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，再将T_i中各检测断面的有功设置为相应检测断面的P′_t，通过模拟F_d中预想故障i发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得的与该预想故障对应的需控措施集和需控措施集中需控措施j的需控量。

7.应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制装置，其特征在于，包括：

控制措施生成模块，针对电网运行状态S，生成电网安全稳定控制系统应防御的预想故障集F_c，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

功能缺陷判断模块：针对F_c中各预想故障，根据其对应的C及C中各措施的需控量、A及A中各措施的可控量，生成该系统可控措施不足或可控量不足的所有预想故障组成的集合F_d，若F_d为空，则认为S下该系统不存在功能缺陷；

断面限额计算模块，通过优化调整F_d中预想故障关联的检测断面集T中各检测断面的有功，使获得的F_d中预想故障对应的C是控制措施生成模块中确定的该预想故障对应的A的子集且C中各措施的需控量都不大于控制措施生成模块中确定的该措施对应的可控量，将T中各检测断面的有功优化值作为应对电网稳控系统功能缺陷的断面有功控制限额；

所述控制措施生成模块中，获得F_c中各预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量，方法为：

根据电网安全稳定控制系统预设的策略表及定值、控制结构，以及各站点装置、压板和通道配置，建立该系统的控制模型和参数；

根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，将F_c分成两个预想故障子集，一个是预想故障后该系统实际防御的预想故障集F_e，另一个是预想故障后该系统实际不防御的预想故障集F_n；

针对F_e中各预想故障，根据该系统的控制模型和参数，计及该系统各站点装置状态、压板状态和通道状态，以S下相关元件运行状态作为该系统各站点装置检测到的元件状态，得到该预想故障关联的检测断面及其有功，通过模拟预想故障发生后该系统控制命令生成、发送和执行行为，获得该预想故障对应的需控措施集C及C中各措施的需控量、可控措施集A及A中各措施的可控量；

针对F_n中各预想故障，将其对应的可控措施集A置为空集。

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