CN113300352B - 计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置 - Google Patents

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CN113300352B CN202110428472.7A CN202110428472A CN113300352B CN 113300352 B CN113300352 B CN 113300352B CN 202110428472 A CN202110428472 A CN 202110428472A CN 113300352 B CN113300352 B CN 113300352B
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Abstract

本发明公开了一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置，根据断路器短路电流确定参与控制的关键故障和关键断路器，根据短路电流预防控制综合性能指标确定措施调整顺序，以采取控制措施代价和电网优化调整代价之和最小化为决策目标，在满足短路电流安全约束、电网安全稳定限额约束和电网连通性约束的条件下，形成包括限制短路电流组合措施和保障电网安全稳定运行优化调整措施的综合辅助决策控制方案，并引入短路电流变化量估算系数提高优化求解速度，实现了电网短路电流控制与电网安全性、供电可靠性之间的协调优化。

Description

计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置，属于电网调度运行与控制技术领域。
背景技术
随着电网和新能源的快速发展，母线和线路短路电流已逼近甚至超过断路器最大遮断容量，短路电流越限问题成为制约电网发展和安全经济运行的主要因素之一。目前，调度运行人员基于全开机运行方式下母线最大短路电流制定限制短路电流控制措施，采取的措施过于保守，严重削弱了网架结构，降低了电网运行的安全性和供电可靠性。
现有技术中一种是根据电力系统的实际运行方式，评估当前系统母线和线路短路电流，并对短路电流可能超标的情况进行预防控制，给出预防控制建议措施。另一种是以控制措施和恢复措施后电网安全稳定裕度和输电断面安全稳定极限最大化为控制目标，在限制电网短路电流的基础上，尽可能减少对电网安全稳定裕度和输电能力的不利影响，给出综合控制措施和恢复措施。以上技术通过计算控制措施对越限设备的短路电流灵敏度，搜索满足短路电流安全要求的控制措施，之后再进行安全稳定校核，给出满足安全稳定要求的控制措施。
上述方法一方面没有充分考虑限制短路电流措施与满足电网安全稳定限额措施之间的协调，另一方根据母线和线路短路电流选择参与控制的关键故障实际上可能是安全的，因此，现有方法给出的限制短路电流控制措施控制代价过大、甚至存在安全隐患，难以满足电网调度运行实际要求。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置，根据流经断路器的短路电流判断是否存在短路电流越限问题，并计及电网安全稳定限额约束进行短路电流预防控制，可以避免控制措施存在安全隐患和过于保守的问题。实现了电网短路电流控制与电网安全性、供电可靠性之间的协调优化。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，包括如下步骤：
步骤1：针对短路电流预防控制候选措施集C中排序在前位的措施，根据措施对短路电流关键故障集FI中各故障下短路电流关键断路器集BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于预设的电网运行方式S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式。
步骤2：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除。
步骤3：针对步骤2中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数，返回步骤1，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，包括如下模块：
CC生成模块：针对短路电流预防控制候选措施集C中排序在前位的措施，根据措施对短路电流关键故障集FI中各故障下短路电流关键断路器集BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于预设的电网运行方式S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式。
CC优选模块：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除。
预防控制措施生成模块：针对CC优选模块中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数，返回CC生成模块，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
作为优选方案，若关联的组合措施代价与优化调整代价之和最小的电网运行状态有多个，则分别基于各个电网运行状态对应的安全稳定限额评估电网运行状态的安全稳定裕度，将安全稳定裕度最大的电网运行状态对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
作为优选方案，所述短路电流关键故障集FI、短路电流关键断路器集BI确定步骤如下：
若S下F中故障f对应的B中至少有1个断路器短路电流满足公式(1)，则将故障f作为关键故障加入短路电流关键故障集FI；若S下F中至少有1个故障对应的B中断路器b的短路电流满足公式(1)，则将断路器b作为关键断路器加入短路电流关键断路器集BI；
Figure BDA0003029268950000051
式中，Ib.r为B中断路器b的短路电流限值，Ib.f为S下F中故障f对应的B中断路器b的短路电流，a为预设参数，a＞0，通常设置为0.05，f∈F，b∈B。
作为优选方案，短路电流预防控制候选措施集C排序步骤如下：
获取S下短路电流预防控制候选措施集C，针对S下C中各措施，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量；计及措施代价，计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，按综合性能指标由大到小顺序对C中措施进行排序。
其中，所述计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，公式为：
Figure BDA0003029268950000061
式中，pc为S下C中措施c的短路电流预防控制综合性能指标，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，ΔIi.j.c为S下FI中故障j对应的C中措施c对BI中断路器i的短路电流变化量，Cc为S下C中措施c的控制代价，m、β为预设参数，m＞0，通常设置为2，β＞0，通常设置为0.05。
作为优选方案，生成组合措施集CC步骤如下：
针对S下FI中故障j和BI中断路器i，分别将满足公式(3)的序位号x的最小值作为FI中故障j下BI中断路器i对应的C中措施序位号Ki.j；
Figure BDA0003029268950000071
式中，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，γ为组合措施的短路电流变化量估算系数，初值通常设置为1，x为C中措施的序位号，ΔIi.j.k为S下FI中故障j对应的C中序位号为k的措施对BI中断路器i的短路电流变化量；
将max(Ki.j，i∈BI，j∈FI)作为用于生成组合措施的C中措施序位号K；
针对排序前K位的C中措施，通过枚举组合，生成满足公式(4)短路电流约束和电网连通性约束的组合措施集CC；
Figure BDA0003029268950000072
式中，L为CC中某个组合措施对应的措施集，ΔIi.j.l为S下FI中故障j对应的L中措施l对BI中断路器i的短路电流变化量，d为预设参数，d＞1，通常设置为1.2。
作为优选方案，所述电网连通性约束是指S下组合措施实施后电网在无故障状态下和预想故障下电网的连通性都满足电网调度运行规程要求。
作为优选方案，首次生成CC后，将CC作为组合措施历史集，在后续生成CC的过程中，不再将与组合措施历史集中组合措施相同的组合措施加入CC，且待后续CC生成后，将后续CC中的所有组合措施加入到组合措施历史集中。
作为优选方案，若自步骤3)返回后，获得的C中措施序位号K的当前值等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施；若自步骤3)返回后，获得的C中措施序位号K与K的当前值相等，则将(K+1)作为新的K。
作为优选方案，若无法确定C中措施序位号K，则将K设置为C中措施的数目；若CC为空集且K小于C中措施的数目，则将(K+1)作为新的K，重新生成CC；若CC为空集且K等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
有益效果：本发明提供的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置，根据断路器短路电流选择关键故障，反映了是否存在短路电流越限问题的实际；以短路电流措施控制代价和优化调整代价之和最小为优化目标，反映了提升电网运行效能的实际；不但计及了断路器短路电流约束、而且综合考虑措施实施后电网在无故障状态下和预想故障下的安全稳定限额约束和连通性约束，有效避免了短路电流措施导致电网运行不安全的隐患。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
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，计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法及装置，包括以下步骤：
步骤1：获取预设的电网运行方式S、短路电流校核故障集F和短路电流校核断路器集B，针对S下F中各故障，分别计算B中断路器的短路电流，若B中至少有1个断路器的短路电流越限，确定短路电流关键故障集FI和短路电流关键断路器集BI，否则，结束本方法。
其中，所述确定短路电流关键故障集FI和短路电流关键断路器集BI，具体为：
若S下F中故障f对应的B中至少有1个断路器短路电流满足公式(1)，则将故障f作为关键故障加入短路电流关键故障集FI；
Figure BDA0003029268950000091
式中，Ib.r为B中断路器b的短路电流限值，Ib.f为S下F中故障f对应的B中断路器b的短路电流，a为预设参数，a＞0，通常设置为0.05，f∈F，b∈B。
若S下F中至少有1个故障对应的B中断路器b的短路电流满足公式(1)，则将断路器b作为关键断路器加入短路电流关键断路器集BI。
步骤2：获取S下短路电流预防控制候选措施集C，针对S下C中各措施，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量；计及措施代价，计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，按综合性能指标由大到小顺序对C中措施进行排序。
其中，所述计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，公式为：
Figure BDA0003029268950000101
式中，pc为S下C中措施c的短路电流预防控制综合性能指标，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，ΔIi.j.c为S下FI中故障j对应的C中措施c对BI中断路器i的短路电流变化量，Cc为S下C中措施c的控制代价，m、β为预设参数，m＞0，通常设置为2，β＞0，通常设置为0.05。
步骤3：针对C中排序在前位的措施，根据措施对FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式。
其中，所述针对C中排序在前位的措施，根据措施对FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，具体为：
针对S下FI中故障j和BI中断路器i，分别将满足公式(3)的序位号x的最小值作为FI中故障j下BI中断路器i对应的C中措施序位号Ki.j；
Figure BDA0003029268950000111
式中，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，γ为预设的组合措施的短路电流变化量估算系数，初值通常设置为1，x为C中措施的序位号，ΔIi.j.k为S下FI中故障j对应的C中序位号为k的措施对BI中断路器i的短路电流变化量；
将max(Ki.j，i∈BI，j∈FI)作为用于生成组合措施的C中措施序位号K；
针对排序前K位的C中措施，通过枚举组合，生成满足公式(4)约束和电网连通性约束的组合措施集CC；
Figure BDA0003029268950000121
式中，L为CC中某个组合措施对应的措施集，ΔIi.j.l为S下FI中故障j对应的L中措施l对BI中断路器i的短路电流变化量，d为预设参数，d＞1，通常设置为1.2；
所述电网连通性约束是指S下组合措施实施后电网在无故障状态下和预想故障下电网的连通性都满足电网调度运行规程要求。
首次生成CC后，将CC作为组合措施历史集，在后续生成CC的过程中，不再将与组合措施历史集中组合措施相同的组合措施加入CC，且待后续CC生成后，将后续CC中的所有组合措施加入到组合措施历史集中。
若自步骤5)返回后获得的C中措施序位号K的当前值等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施；若自步骤5)返回后获得的C中措施序位号K与K的当前值相等，则将(K+1)作为新的K；若无法确定C中措施序位号K，则将K设置为C中措施的数目；若CC为空集且K小于C中措施的数目，则将(K+1)作为新的K，重新生成CC；若CC为空集且K等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
步骤4：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除。
其中，安全稳定预防控制候选措施通常包括发电机(发电厂)有功(无功)调整、负荷调整、电容器/电抗器投/退和直流功率调整等。
步骤5：针对步骤4中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数(通常按0.9倍调整)，返回步骤3)，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施，结束本方法。
其中，若关联的组合措施代价与优化调整代价之和最小的电网运行状态有多个，则分别基于各个电网运行状态对应的安全稳定限额评估电网运行状态的安全稳定裕度，将安全稳定裕度最大的电网运行状态对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。例如，当电网安全稳定限额以输电通道有功表示，可采用
Figure BDA0003029268950000141
来表示输电通道的安全稳定裕度，以各输电通道安全稳定裕度中的最小值作为电网的安全稳定裕度。
实施例1：
一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，包括如下模块：
CC生成模块：针对短路电流预防控制候选措施集C中排序在前位的措施，根据措施对短路电流关键故障集FI中各故障下短路电流关键断路器集BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于预设的电网运行方式S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式。
CC优选模块：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除。
预防控制措施生成模块：针对CC优选模块中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数，返回CC生成模块，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
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。
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 (18)

1.一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：针对短路电流预防控制候选措施集C中排序在前位的措施，根据措施对短路电流关键故障集FI中各故障下短路电流关键断路器集BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于预设的电网运行方式S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式；
步骤2：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除；
步骤3：针对步骤2中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数，返回步骤1，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
2.根据权利要求1所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：若关联的组合措施代价与优化调整代价之和最小的电网运行状态有多个，则分别基于各个电网运行状态对应的安全稳定限额评估电网运行状态的安全稳定裕度，将安全稳定裕度最大的电网运行状态对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
3.根据权利要求1或2所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：所述短路电流关键故障集FI、短路电流关键断路器集BI确定步骤如下：
若S下F中故障f对应的B中至少有1个断路器短路电流满足公式(1)，则将故障f作为关键故障加入短路电流关键故障集FI；若S下F中至少有1个故障对应的B中断路器b的短路电流满足公式(1)，则将断路器b作为关键断路器加入短路电流关键断路器集BI；
Figure FDA0003771830960000021
式中，Ib.r为B中断路器b的短路电流限值，Ib.f为S下F中故障f对应的B中断路器b的短路电流，a为预设参数，f∈F，b∈B。
4.根据权利要求1或2所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：短路电流预防控制候选措施集C排序步骤如下：
获取S下短路电流预防控制候选措施集C，针对S下C中各措施，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量；计及措施代价，计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，按综合性能指标由大到小顺序对C中措施进行排序；
其中，所述计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，公式为：
Figure FDA0003771830960000031
式中，pc为S下C中措施c的短路电流预防控制综合性能指标，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，ΔIi.j.c为S下FI中故障j对应的C中措施c对BI中断路器i的短路电流变化量，Cc为S下C中措施c的控制代价，m、β为预设参数。
5.根据权利要求1或2所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：生成组合措施集CC步骤如下：
针对S下FI中故障j和BI中断路器i，分别将满足公式(3)的序位号x的最小值作为FI中故障j下BI中断路器i对应的C中措施序位号Ki.j；
Figure FDA0003771830960000041
式中，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，γ为组合措施的短路电流变化量估算系数，x为C中措施的序位号，ΔIi.j.k为S下FI中故障j对应的C中序位号为k的措施对BI中断路器i的短路电流变化量；
将max(Ki.j,i∈BI,j∈FI)作为用于生成组合措施的C中措施序位号K；
针对排序前K位的C中措施，通过枚举组合，生成满足公式(4)短路电流约束和电网连通性约束的组合措施集CC；
Ii.j-Ii.r<-dγ∑l∈LΔIi.j.l,i∈BI,j∈FI (4)
式中，L为CC中某个组合措施对应的措施集，ΔIi.j.l为S下FI中故障j对应的L中措施l对BI中断路器i的短路电流变化量，d为预设参数。
6.根据权利要求1或2所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：所述电网连通性约束是指S下组合措施实施后电网在无故障状态下和预想故障下电网的连通性都满足电网调度运行规程要求。
7.根据权利要求1或2所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：首次生成CC后，将CC作为组合措施历史集，在后续生成CC的过程中，不再将与组合措施历史集中组合措施相同的组合措施加入CC，且待后续CC生成后，将后续CC中的所有组合措施加入到组合措施历史集中。
8.根据权利要求6所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：若自步骤3返回后，获得的C中措施序位号K的当前值等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施；若自步骤3返回后，获得的C中措施序位号K与K的当前值相等，则将(K+1)作为新的K。
9.根据权利要求6所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制方法，其特征在于：若无法确定C中措施序位号K，则将K设置为C中措施的数目；若CC为空集且K小于C中措施的数目，则将(K+1)作为新的K，重新生成CC；若CC为空集且K等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
10.一种计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：包括如下模块：
CC生成模块：针对短路电流预防控制候选措施集C中排序在前位的措施，根据措施对短路电流关键故障集FI中各故障下短路电流关键断路器集BI中断路器的短路电流变化量和组合措施的短路电流变化量估算系数，计及组合措施后短路电流和电网连通性约束，生成组合措施集CC，并基于预设的电网运行方式S生成CC中各组合措施对应的电网运行方式；
CC优选模块：根据电网安全稳定限额模型及参数，确定CC中各组合措施对应的电网运行方式下的安全稳定限额，生成需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式；根据S下安全稳定预防控制候选措施集D，计及D中安全稳定措施代价，针对需要优化调整以满足安全稳定限额约束的CC中各组合措施对应的电网运行方式，进行满足安全稳定限额约束的电网运行方式优化调整，得到可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式和不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式；当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将优化调整后的电网运行方式作为组合措施对应的新的电网运行方式，记录该电网运行方式的优化调整安全稳定措施及优化调整安全稳定代价，当CC中组合措施对应的电网运行方式中包括需要优化调整且不可优化调整满足安全稳定限额约束的电网运行方式，将该电网运行方式关联的组合措施从CC中剔除；
预防控制措施生成模块：针对CC优选模块中剔除组合措施后的CC中各组合措施对应的电网运行方式，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流，若所有电网运行方式在FI中至少有1个故障下BI中至少有1个断路器的短路电流越限，则调低组合措施的短路电流变化量估算系数，返回CC生成模块，否则，针对FI中各故障下BI中断路器的短路电流都不越限的电网运行方式，将关联的组合措施代价与优化调整安全稳定代价之和最小的电网运行方式对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
11.根据权利要求10所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：若关联的组合措施代价与优化调整代价之和最小的电网运行状态有多个，则分别基于各个电网运行状态对应的安全稳定限额评估电网运行状态的安全稳定裕度，将安全稳定裕度最大的电网运行状态对应的组合措施和优化调整安全稳定措施，作为计及电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
12.根据权利要求10或11所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：所述短路电流关键故障集FI、短路电流关键断路器集BI确定步骤如下：
若S下F中故障f对应的B中至少有1个断路器短路电流满足公式(1)，则将故障f作为关键故障加入短路电流关键故障集FI；若S下F中至少有1个故障对应的B中断路器b的短路电流满足公式(1)，则将断路器b作为关键断路器加入短路电流关键断路器集BI；
Figure FDA0003771830960000071
式中，Ib.r为B中断路器b的短路电流限值，Ib.f为S下F中故障f对应的B中断路器b的短路电流，a为预设参数，f∈F，b∈B。
13.根据权利要求10或11所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：短路电流预防控制候选措施集C排序步骤如下：
获取S下短路电流预防控制候选措施集C，针对S下C中各措施，分别计算FI中各故障下BI中断路器的短路电流变化量；计及措施代价，计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，按综合性能指标由大到小顺序对C中措施进行排序；
其中，所述计算S下C中各措施的短路电流预防控制综合性能指标，公式为：
Figure FDA0003771830960000081
式中，pc为S下C中措施c的短路电流预防控制综合性能指标，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，ΔIi.j.c为S下FI中故障j对应的C中措施c对BI中断路器i的短路电流变化量，Cc为S下C中措施c的控制代价，m、β为预设参数。
14.根据权利要求10或11所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：生成组合措施集CC步骤如下：
针对S下FI中故障j和BI中断路器i，分别将满足公式(3)的序位号x的最小值作为FI中故障j下BI中断路器i对应的C中措施序位号Ki.j；
Figure FDA0003771830960000082
式中，Ii.j为S下FI中故障j对应的BI中断路器i的短路电流，Ii.r为BI中断路器i的短路电流限值，γ为组合措施的短路电流变化量估算系数，x为C中措施的序位号，ΔIi.j.k为S下FI中故障j对应的C 中序位号为k的措施对BI中断路器i的短路电流变化量；
将max(Ki.j,i∈BI,j∈FI)作为用于生成组合措施的C中措施序位号K；
针对排序前K位的C中措施，通过枚举组合，生成满足公式(4)短路电流约束和电网连通性约束的组合措施集CC；
Ii.j-Ii.r<-dγ∑l∈LΔIi.j.l,i∈BI,j∈FI (4)
式中，L为CC中某个组合措施对应的措施集，ΔIi.j.l为S下FI中故障j对应的L中措施l对BI中断路器i的短路电流变化量，d为预设参数。
15.根据权利要求10或11所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：所述电网连通性约束是指S下组合措施实施后电网在无故障状态下和预想故障下电网的连通性都满足电网调度运行规程要求。
16.根据权利要求10或11所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：首次生成CC后，将CC作为组合措施历史集，在后续生成CC的过程中，不再将与组合措施历史集中组合措施相同的组合措施加入CC，且待后续CC生成后，将后续CC中的所有组合措施加入到组合措施历史集中。
17.根据权利要求14所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：若自步骤3返回后，获得的C中措施序位号K的当前值等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施；若自步骤3返回后，获得的C中措施序位号K与K的当前值相等，则将(K+1)作为新的K。
18.根据权利要求14所述的计及安全稳定限额约束的短路电流预防控制装置，其特征在于：若无法确定C中措施序位号K，则将K设置为C中措施的数目；若CC为空集且K小于C中措施的数目，则将(K+1)作为新的K，重新生成CC；若CC为空集且K等于C中措施的数目，则确定无法通过C中措施获得满足电网安全稳定限额约束的短路电流预防控制措施。
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