CN112465281B - 一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，步骤是：功能模块初始化服务程序实现全局性的功能模块管理功能；虚拟任务管理程序按照先进先出原则确定各功能模块任务执行顺序；将前述初始化服务程序、虚拟任务管理程序，以及稳控策略逻辑源代码，共同编译为可执行程序；获取实时电力系统数据和预想故障态数据进行序列化处理，形成基于虚拟中断的输入源；虚拟任务管理主进程置仿真运算开始标志，读取各序列化输入源的当前值；根据预先设定的信号监视列表输出各监视点的当前值；重复执行直到虚拟中断计算次数达到仿真设置上限。此种方法能够从源码层面保证稳控策略在线预判结果的正确性，解决建模类方法在复杂定制化策略仿真方面的局限性。

Description

一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，特别涉及一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法。
背景技术
电网安全稳定控制系统作为保障电力系统安全稳定运行的第二道防线，已成为电网日常运行管理中不可或缺的重要部分。稳定控制装置(简称稳控)作为区域电网稳定控制的物理载体，其控制模式一般采用“离线决策、在线匹配”方式。为保证装置本体对电网事故响应的快速性和可靠性，软件逻辑通常严格区分正常态和故障态，当控制系统处于正常态运行时，难以实时监测及评估电网预想事故后的动作行为。
目前工程广泛应用的稳控策略预判方法主要基于稳控策略建模思路，通过将稳控装置的模型结构化，归纳出直接型、顺序型、循环型、最优型四种基本的控制策略结构化模型，如专利(CN101881942A基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法)。该稳控策略模型本质上是控制策略的抽象化体现，与装置本体软件功能相独立、解耦，实际应用中策略模型的正确性需大量的出厂调试来验证。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，基于稳控装置控制策略源码移植思路，能够从源码层面保证稳控策略在线预判结果的正确性，同时解决建模类方法在复杂定制化策略仿真方面的局限性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，包括如下步骤：
步骤1，通过功能模块初始化服务程序，实现全局性的功能模块管理功能，包括功能模块实例化、初始化、输入输出联系、参数定值初始化；
步骤2，通过虚拟任务管理程序，按照先进先出原则确定各功能模块任务执行顺序，构建虚拟任务调度机制；
步骤3，将步骤1中的功能模块初始化服务程序、步骤2中的虚拟任务管理程序，以及稳控策略逻辑源代码，共同编译为可执行程序；
步骤4，获取实时电力系统数据和预想故障态数据进行序列化处理，以实时态-故障态顺序对各类型策略输入信息进行序列化操作，形成基于虚拟中断的输入源；
步骤5，虚拟任务管理主进程置仿真运算开始标志，读取各序列化输入源的当前值；
步骤6，根据预先设定的信号监视列表输出各监视点的当前值；
步骤7，重复执行步骤5-6，直到虚拟中断计算次数达到仿真设置上限。
上述步骤7中，通过实时态和故障态仿真周期计算总仿真时长，根据虚拟中断单步长周期计算虚拟中断次数上限。
上述步骤5中，按照各功能模块实例化顺序执行本虚拟中断的计算任务，全部任务计算结束后置单次中断计算结束标志。
采用上述方案后，本发明具有如下有益效果：
(1)区别于稳控建模类仿真预判方法的“解释性”特点，本方法本质上是一种源码级运行环境迁移可信仿真运算，能够实现稳控装置策略功能的“虚拟化”运行，实现与实际装置控制策略逻辑同源维护，保证相同外部条件下与实际装置动作行为一致，从控制策略源码层面保证仿真预判结果的正确性，为准确掌握稳控装置当值策略的可实施状态提供了技术支撑；
(2)本发明能够最大程度复用稳控装置源代码，根本上解决了复杂定制化控制策略难以抽象建模及预判的难题。
附图说明
图1是本发明基于实时电力系统场景的稳控策略预判方法概念图；
图2是本发明基于实时电力系统场景的稳控策略预判方法实施步骤图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，包括：以稳控装置控制逻辑源码为基础重新编译移植实现虚拟化运行；针对实时态和预想故障态电力系统运行工况数据基于虚拟中断进行序列化处理，形成类时间序列的虚拟运行输入源；通过监视相关控制策略模块的输出信息识别预想故障条件下的稳控策略动作行为和告警信息。
本发明具体包括如下步骤：
步骤一：开发功能模块初始化服务程序，根据装置配置信息和定值参数信息，自动生成稳控策略逻辑的初始化程序，实现全局性的功能模块管理功能，包括功能模块的实例化、初始化、输入输出的关联关系、参数定值的初始化等方面；
步骤二：开发虚拟任务管理程序，根据步骤一初始化程序中各功能模块的实例化顺序按照先进先出(FIFO)原则确定各功能模块任务执行顺序，构建虚拟任务调度机制；此外，具备与外部输入输出的接口功能。该步骤通过虚拟任务管理程序，能够实现各功能模块的计算任务调度。
步骤三：将步骤一中模块初始化程序、步骤二中的虚拟任务管理程序和稳控策略逻辑源代码共同编译为可执行程序，即稳控策略逻辑虚拟运行进程。
步骤四：获取实时电力系统数据和预想故障态数据进行序列化处理。通过实时态和故障态仿真周期计算总仿真时长，根据虚拟中断单步长周期计算虚拟中断总次数。以实时态-故障态顺序对各类型策略输入信息(模拟量、开关量、站间信息等信息)进行序列化操作，形成基于虚拟中断的输入源。该步骤针对实时态和预想故障态电力系统运行工况数据基于虚拟中断进行序列化处理，形成类时间序列的数据输入源。
所述步骤一至步骤四中，将实时态和预想故障态序列化处理后的数据作为控制逻辑虚拟化运行的输入源，逐个虚拟中断更新输入数据，实现稳控策略功能的虚拟运行仿真。
步骤五：虚拟任务管理主进程置仿真运算开始标志，读取各序列化输入源的当前值。按照各功能模块实例化顺序执行本虚拟中断的计算任务，全部任务计算结束后置单次中断计算结束标志。
步骤六：根据预先设定的信号监视列表输出各监视点的当前值。可整合该步骤中各信号监视值输出当前场景下的稳控策略动作行为。
步骤七：重复执行步骤五、六，直到虚拟中断计算次数达到仿真设置上限。
本发明的一个实施例如下：
(1)开发功能模块初始化服务程序，提供各功能模块的实例化、输入输出的关联关系、参数定值的初始化等功能。
(2)导入程序配置文本和参数定值文本，生成功能模块初始化程序文本DspInit.c和DspInit.h。
(3)开发虚拟任务管理程序Manager，根据初始化程序DspInit.c中各功能模块的实例化顺序按照先进先出(FIFO)原则确定各功能模块任务执行顺序，同时具备外部输入输出的接口函数。
(4)将模块初始化程序(DspInit.c、DspInit.h)、虚拟任务管理程序Manager、稳控装置控制逻辑源代码共同编译为可执行程序。
(5)提供配置文本，可设置实时态输入信息和预想故障态的系统信息，实时态与故障态的仿真时长等信息，根据虚拟中断步长计算实时态仿真中断次数、故障态仿真中断次数和仿真总次数。简单地，若实时态时长为T1，预想故障态时长为T2，虚拟中断步长为Tstep，则实时态仿真中断次数为T1/Tstep，故障态仿真中断次数为T2/Tstep，仿真中断总次数N＝T1/Tstep+T2/Tstep。
(6)根据配置文本设置的实时和故障系统状态，基于虚拟中断进行序列化操作。简单地，若甲线A相电流实时态为
Figure BDA0002195638610000041
故障后功率为0，则序列化生成甲线A相电流输入源可定义为
Figure BDA0002195638610000042
其中满足如下条件：
Figure BDA0002195638610000043
IA[i]＝0，T1/Tstep+1≤i≤N
特别地，若系统状态存在多个状态序列，均可按照上述序列化方法进行操作。
(7)虚拟任务管理程序置仿真计算中断索引Index＝0，获取各系统状态序列化输入中数据并通过输入接口函数给稳控策略功能模块进行赋值。
(8)虚拟任务管理程序启动计算任务，各功能模块根据实例化顺序按照先进先出(FIFO)原则串行计算。
(9)虚拟任务管理程序根据预先设定的信号监视列表通过输出接口函数读取指定功能模块的变量值。
(10)当前虚拟中断的计算任务均完成，虚拟任务管理程序更新计算中断索引Index＝Index+1，重复步骤(7)、(8)、(9)，直到仿真中断次数上限N。
综上所述，本发明提出的一种实时电力系统场景下的稳控策略预判方法，本质上是一种源码级运行环境迁移可信仿真运算。功能模块初始化服务程序负责全局性功能模块管理(包括实例化、初始化和输入输出联系等)，虚拟任务管理程序实现了各功能模块的计算任务调度，两者实质上是稳控装置平台级功能的简化性迁移，实现了稳控装置策略功能的“虚拟化”运行，从控制策略源码层面保证仿真预判结果的正确性。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，通过功能模块初始化服务程序，实现全局性的功能模块管理功能，包括功能模块实例化、初始化、输入输出联系、参数定值初始化；
步骤2，通过虚拟任务管理程序，按照先进先出原则确定各功能模块任务执行顺序，构建虚拟任务调度机制；
步骤3，将步骤1中的功能模块初始化服务程序、步骤2中的虚拟任务管理程序，以及稳控策略逻辑源代码，共同编译为可执行程序；
步骤4，获取实时电力系统数据和预想故障态数据进行序列化处理，以实时态-故障态顺序对各类型策略输入信息进行序列化操作，形成基于虚拟中断的输入源；
步骤5，虚拟任务管理主进程置仿真运算开始标志，读取各序列化输入源的当前值；
步骤6，根据预先设定的信号监视列表输出各监视点的当前值；
步骤7，重复执行步骤5-6，直到虚拟中断计算次数达到仿真设置上限。
2.如权利要求1所述的一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，其特征在于：所述步骤7中，通过实时态和故障态仿真周期计算总仿真时长，根据虚拟中断单步长周期计算虚拟中断次数上限。
3.如权利要求1所述的一种实时电力系统场景下的稳定控制策略预判方法，其特征在于：所述步骤5中，按照各功能模块实例化顺序执行本虚拟中断的计算任务，全部任务计算结束后置单次中断计算结束标志。
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