CN113852123B - 一种电力系统自动电压控制方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请属于电压控制技术领域，具体而言，涉及一种电力系统自动电压控制方法、装置、电子设备和存储介质。该方法首先定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，最终得到带暂态参数和直流线路的在线交直流混联仿真模型；基于在线交直流混联仿真模型，对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析，从而指导动态AVC系统中的优化与控制。本方法应用后，使自动电压控制技术足以应对大扰动引起的暂态电压问题，从而提高无功电压控制的安全性，进而提高了电力系统的运行稳定性。

Description

一种电力系统自动电压控制方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本申请属于电压控制技术领域，具体而言，涉及一种电力系统自动电压控制方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
新一代电力系统具有“双高”的特征：高比例可再生能源大规模并网和高比例电子电子化。以我国而言，一方面，风电和光伏装机持续增长，火电占比下降，冀北、甘肃等地区在2016年可再生能源装机占本地电源比例超过30％；另一方面，在2016年就形成了“六交五直”的特高压交直流混联电网，且近年来不断有高压直流输电系统投运。
稳态自动电压控制(以下简称AVC)系统对于稳态尺度的电压控制已卓有成效，然而稳态AVC并不足以应对暂态电压问题。在大扰动下，AVC会闭锁至扰动恢复，随后再闭环运行，在扰动期间主要依赖本地级的动态无功re(如静止无功补偿器)和安稳装置(如低压减载)发挥作用。因此尚未形成系统级与本地级贯穿的完整控制体系，AVC系统有必要考虑扰动期间的动态电压过程，进一步形成动态AVC系统。
动态AVC系统的基础是对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析，进而优化控制。暂态电压稳定的分析方法有能量函数法、分叉理论法、时域仿真法等。对大型电力系统而言，时域仿真法为较为实用与准确的分析方法。随着计算机性能的提升以及并行仿真技术的应用，大型交直流混联电网的在线仿真分析成为可能。
基于时域仿真分析的第一步是建立精度上可接受且工程上可行的仿真模型。然而，目前广泛应用的仿真模型为离线建立，供规划运行人员进行暂态稳定安全校核等分析。例如，我国电网国家调度中心往往按季度更新并下发基于电磁暂态仿真软件(PowerSystem Analysis Software Package，以下简称PSASP)的仿真模型。该模型考虑全国空间尺度的场站设备。尽管离线模型涵盖多种运行方式，但并不能与复杂多变的实时工况一一对应。在实时层面，稳态AVC系统的模型来源于能量管理系统(以下简称EMS)。EMS基于数据采集与监视控制系统(以下简称SCADA)和状态估计建立稳态模型，然而仅面向稳态问题，并没有动态建模，无法进行时域仿真分析。目前工程中，EMS系统中跨区直流线路在换流变压器处被等值为有功功率注入和无功功率注入，即发电机，相当于仅保留了直流系统在网省电网内部的边界，对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析需要充分考虑直流线路的响应特性。
发明内容
本申请旨在解决已有技术中的上述问题，基于本发明对以下问题和事实的发现和理解，传统的自动电压控制中，系统对于稳态尺度的电压控制已卓有成效，然而稳态AVC并不足以应对暂态电压问题，自动电压控制系统为了考虑扰动期间的动态电压过程，需要生成基于在线能量管理系统电网模型的在线电磁暂态仿真模型。
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种电力系统自动电压控制方法、装置、电子设备和存储介质，根据定义的设备匹配规则，对在线电网能量管理系统模型进行模型拼接，最终得到带暂态参数和直流线路的在线交直流混联仿真模型；基于在线交直流混联仿真模型，对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析，从而指导动态AVC系统中的优化与控制。
根据本公开的第一方面，提出电力系统自动电压控制方法，包括：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
可选地，所述定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则，包括：
(a)定义直流匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Conddc为按照发电机名称ENameu检索对于的直流线路名称PNamedc；Concdc为对应的直流线路名称和暂态参数，式(2)表示当Conddc＝ENameu1＝PNamedc1条件满足时，电厂自动电压控制模型中的直流线路dc1的支流线路名称和暂态参数集合为Concdc＝PNamedc1,Paradc1；
(b)定义交流线路匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LN，即表示规则的应用对象为线路，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condln为按照电网能量管理系统模型线路ln1的名称ENameln1检索线路，Concln为ln1对应的暂态参数Paraln1；式(3)表示当Condln＝ENameln1＝PNameln1条件满足时，线路暂态参数集合为Concln＝Paraln1；其中线路暂态参数包含电阻、电抗和半导纳等。
(c)定义主变匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝TR，即表示规则的应用对象为主变，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condtr为按照电网能量管理系统模型主变ld1的名称ENametr1检索主变，Conctr为tr1对应的暂态参数Paratr1；式(4)表示当Condtr＝ENametr1＝PNametr1条件满足时，主变暂态参数集合为Conctr＝Paratr1，其中主变暂态参数包含电阻、电抗、变比、激磁电导和激磁电纳等。
(d)定义发电机匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condu为按照电网能量管理系统模型发电机u1的名称ENameu1检索发电机，Concu为u1对应的暂态参数Parau1；式(5)表示当Condu＝ENameu1＝PNameu1条件满足时，发电机暂态参数集合为Concu＝Parau1；其中发电机暂态参数包含励磁调压器类型、励磁调压器参数、调速器类型、调速器参数、电力系统稳定器类型、电力系统稳定器参数等。
(e)定义负荷匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LD，即表示规则的应用对象为负荷，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condld为按照电网能量管理系统模型负荷ld1的名称ENameld1检索负荷，Concld为ld1对应的暂态参数Parald1；式(6)表示当Condld＝ENameld1＝PNameld1条件满足时，发电机暂态参数集合为Concld＝Parald1；其中负荷暂态参数包含感应电动机的比例或负荷静态特性等。
可选地，所述获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型，包括：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型为：在每个自动电压控制周期到来时，从电网调度中心调度监控系统中获取在线电网能量管理系统模型；
(1)遍历在线电网能量管理系统模型中的母线，获取母线名称及其潮流结果，记为
其中，ENamebs1为母线bs1的名称，Olfbs1为母线bs1的潮流结果，y为模型中母线的数量；
(2)遍历在线电网能量管理系统模型中的交流线路，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的交流线路模型PMln，定义z'为交流线路的数量，具体步骤如下：
(2-1)对于交流线路i，获取交流线路名称ENamelni及其潮流结果Olflni，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LN和MCondln能获取与名称相对应的暂态参数Paralni,则将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paralni}加入集合PMln中，若通过AppO＝LN和MCondln未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paralnf，将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paralnf}加入集合PMln中；
(2-2)对i进行判断，若i小于z',对i进行加一操作，返回步骤(2-1)，若i等于或大于z'，则进行步骤(3)，得到交流线路集合其中1≤i≤z'；将集合PMln加入到在线仿真模型PM中；
(3)遍历在线电网能量管理系统模型中的主变，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的主变模型PMtr，定义p'为主变的数量，具体步骤如下：
(3-1)对于主变i1，获取主变名称ENametri及其潮流结果Olftri，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝TR和MCondtr能获取与名称相对应的暂态参数Paratri1,将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratri1}加入集合PMtr中，若通过AppO＝TR和MCondtr未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paratrf，将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratrf}加入集合PMtr中；
(3-2)对i1进行判断，若i1小于p',对i1进行加一操作，返回步骤(3-1)，若i1等于或大于p'，则进行(4)，得到主变集合其中1≤i1≤p'；将集合PMtr加入到在线仿真模型PM中；
(4)遍历在线电网能量管理系统模型中的发电机，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的直流线路模型PMdc和发电机模型PMu，定义y'为发电机的数量，定义q'为直流线路的数量，q'初始值为0，定义t'为新增发电机的数量，t'初始值为0，具体步骤如下：
(4-1)对于发电机i2，获取发电机名称ENameui2及其潮流结果Olfui2，Olfui2包括机组的有功出力、无功出力，机组所在母线的电压、机组所在母线的电流；根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MConddc未获取到名称对应的直流线路名称PNamedci2，则进行步骤(4-2)；若通过AppO＝UN和MConddc获取到与名称相对应的直流线路名称PNamedci2和暂态参数Paradci2,则进一步对直流线路名称是否已经添加至仿真模型PMdc进行判断，若并新增一条直流线路，对q'进行加一操作，定义直线线路集合PMdcq'＝{PNamedcq',Olfdczq',Olfdcnq',Paradcq'}，其中PNamedcq'＝PNamedci2，Paradcq'＝Paradci2，并进一步对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczq'＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnq'＝Olfui2，并将集合PMdcq'加入到集合PMdc中，若PNamedci2∈PMdc，并表示直流线路名称PNamedci2已添加至集合PMdc中，并从PMdc获取直流线路名称为PNamedci2的直流l的集合PMdcl＝{PNamedcl,Olfdczl,Olfdcnl,Paradcl}，其中1≤l≤q'、PNamedcl＝PNamedci2，最后重新对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczl＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnl＝Olfui2；
(4-2)对t'进行加一操作，发电机集合PMut'＝{ENameut',Olfut',Paraut'}，其中ENameut'＝ENameui2、Olfut'＝Olfui2，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MCondu能获取与名称相对应的暂态参数Paraui2，则Paraut'＝Paraui2，若通过AppO＝UN和MCondu未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Parauf，Paraut'＝Parauf；
(4-3)对发动机i2进行判断，若i2小于y'，则对i2进行加一操作，返回步骤(4-1)，若i2等于或大于y'，则将发电机集合加入到在线仿真模型PM中；
(5)遍历模型PMdc的直流线路并计算直流线路潮流，具体步骤如下：
(5-1)对直流线路数量进行判断：
当q'＝0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中没有直流线路，PMdc为空集，不需要将PMdc添加至仿真模型PM中；
当q'＞0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中直流线路个数为q'，直流线路集合为对于直流线路j，j＝1；
(5-2)对于直流线路j，从PMdc获取集合PMdcj＝{PNamedcj,Olfdczj,Olfdcnj,Paradcj}，其中1≤j≤q'，已知j的整流侧潮流集合Olfdczj中整流侧有功功率、整流侧无功功率、整流侧电压、整流侧电流为已知量；逆变侧潮流集合Olfdcnj中的逆变侧有功功率、逆变侧无功功率、逆变侧电压、逆变侧电流为已知量；暂态参数Paradcj中直流线路电抗，直流换流器的触发角、直流换流器的逆变角，直流线路空载电压为已知量；
采用交直流混联系统的状态估计方法，计算出直流线路潮流集合：
其中，表示直流线路有功功率，/>表示直流换流器消耗的无功，/>表示直流线路电压，/>表示直流线路电流；将Olfdcj加入到集合PMdc中；
(5-3)对j进行判断，若j小于q'，对j进行加一操作,返回步骤(5-2)，若j等于或大于q'，则进行(6)，将集合加入到在线仿真模型PM中；
(6)遍历在线电网能量管理系统模型中的负荷，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的负荷模型PMld，定义x'为负荷的数量，具体步骤如下：
(6-1)对于负荷i3，获取负荷名称ENameldi3及其潮流结果Olfldi3，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LD和MCondld能获取与名称相对应的暂态参数Paraldi3,则将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldi3}加入集合PMld中，若通过AppO＝LD和MCondld未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paraldf，将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldf}加入集合PMld中；
(6-2)对负荷i3进行判断，若i3小于x',对i3进行加一操作，返回步骤(6-1)，若i3等于或大于x'，得到负荷集合其中1≤i3≤x'；将集合PMld加入到在线仿真模型PM中。
根据本公开的第二方面，提出电力系统自动电压控制装置，包括：
规则定义模块，用于定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
模型生成模块，用于获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
控制模块，用于根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
根据本公开的第三方面，提出电子设备，包括存储器和处理器；其中：
存储器：用于存储处理器可执行的指令；
处理器：所述处理器被配置执行：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
根据本公开的第四方面，提出计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
根据本公开的实施例，本公开通过定义设备匹配规则生成到带暂态参数和直流线路的在线交直流混联仿真模型；基于在线交直流混联仿真模型，对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析，从而指导动态AVC系统中的优化与控制。本公开的实施例应用后，使自动电压控制技术足以应对大扰动引起的暂态电压问题，从而提高无功电压控制的安全性，进而提高了电力系统的运行稳定性。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本公开的一个实施例示出的本发明方法的流程框图。
图2是根据本公开的一个实施例示出的本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是本公开一个实施例示出的一种电力系统自动电压控制方法，可以包括以下步骤：
在步骤1中，定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则。
在一个实施例中，所述定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则，包括：
设备匹配规则，由多条规则Ra组成，记为设备匹配规则集合R，包括直流线路匹配规则、交流线路匹配规则、主变匹配规则、发电机匹配规则、负荷匹配规则，每条匹配规则的表达式为如下三元组：
Ra(AppO,Cond,Conc) (1)
其中，AppO为规则的应用对象，Cond为匹配条件，Conc为匹配结果，Cond和Conc为维度相同的两个矢量，即为Cond[a]条件成立时对应的结果Conc[a]生效，Conc[a]表示为Conc＝R1,R2...Rn,规则结果中包括n个元素；
其中：
(a)定义直流匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Conddc为按照发电机名称ENameu检索对于的直流线路名称PNamedc；Concdc为对应的直流线路名称和暂态参数，式(2)表示当Conddc＝|ENameu1＝PNamedc1|条件满足时，电厂自动电压控制模型中的直流线路dc1的支流线路名称和暂态参数集合为Concdc＝|PNamedc1,Paradc1|；
(b)定义交流线路匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LN，即表示规则的应用对象为线路，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condln为按照电网能量管理系统模型线路ln1的名称ENameln1检索线路，Concln为ln1对应的暂态参数Paraln1；式(3)表示当Condln＝|ENameln1＝PNameln1|条件满足时，线路暂态参数集合为Concln＝|Paraln1|；其中线路暂态参数包含电阻、电抗和半导纳等。
(c)定义主变匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝TR，即表示规则的应用对象为主变，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condtr为按照电网能量管理系统模型主变ld1的名称ENametr1检索主变，Conctr为tr1对应的暂态参数Paratr1；式(4)表示当Condtr＝|ENametr1＝PNametr1|条件满足时，主变暂态参数集合为Conctr＝|Paratr1|，其中主变暂态参数包含电阻、电抗、变比、激磁电导和激磁电纳等。
(d)定义发电机匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condu为按照电网能量管理系统模型发电机u1的名称ENameu1检索发电机，Concu为u1对应的暂态参数Parau1；式(5)表示当Condu＝|ENameu1＝PNameu1|条件满足时，发电机暂态参数集合为Concu＝|Parau1|；其中发电机暂态参数包含励磁调压器类型、励磁调压器参数、调速器类型、调速器参数、电力系统稳定器类型、电力系统稳定器参数等。
(e)定义负荷匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LD，即表示规则的应用对象为负荷，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condld为按照电网能量管理系统模型负荷ld1的名称ENameld1检索负荷，Concld为ld1对应的暂态参数Parald1；式(6)表示当Condld＝|ENameld1＝PNameld1|条件满足时，发电机暂态参数集合为Concld＝|Parald1|；其中负荷暂态参数包含感应电动机的比例或负荷静态特性等。
在步骤2中，获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型。
在一个实施例中，所述获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型，包括：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型为：在每个自动电压控制周期到来时，从电网调度中心调度监控系统中获取在线电网能量管理系统模型；
(1)遍历在线电网能量管理系统模型中的母线，获取母线名称及其潮流结果，记为
其中，ENamebs1为母线bs1的名称，Olfbs1为母线bs1的潮流结果，y为模型中母线的数量；
(2)遍历在线电网能量管理系统模型中的交流线路，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的交流线路模型PMln，定义z'为交流线路的数量，具体步骤如下：
(2-1)对于交流线路i，获取交流线路名称ENamelni及其潮流结果Olflni，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LN和MCondln能获取与名称相对应的暂态参数Paralni,则将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paralni}加入集合PMln中，若通过AppO＝LN和MCondln未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paralnf，将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paralnf}加入集合PMln中；
(2-2)对i进行判断，若i小于z',对i进行加一操作，返回步骤(2-1)，若i等于或大于z'，则进行步骤(3)，得到交流线路集合其中1≤i≤z'；将集合PMln加入到在线仿真模型PM中；
(3)遍历在线电网能量管理系统模型中的主变，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的主变模型PMtr，定义p'为主变的数量，具体步骤如下：
(3-1)对于主变i1，获取主变名称ENametri及其潮流结果Olftri，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝TR和MCondtr能获取与名称相对应的暂态参数Paratri1,将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratri1}加入集合PMtr中，若通过AppO＝TR和MCondtr未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paratrf，将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratrf}加入集合PMtr中；
(3-2)对i1进行判断，若i1小于p',对i1进行加一操作，返回步骤(3-1)，若i1等于或大于p'，则进行(4)，得到主变集合其中1≤i1≤p'；将集合PMtr加入到在线仿真模型PM中；
(4)遍历在线电网能量管理系统模型中的发电机，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的直流线路模型PMdc和发电机模型PMu，定义y'为发电机的数量，定义q'为直流线路的数量，q'初始值为0，定义t'为新增发电机的数量，t'初始值为0，具体步骤如下：
(4-1)对于发电机i2，获取发电机名称ENameui2及其潮流结果Olfui2，Olfui2包括机组的有功出力、无功出力，机组所在母线的电压、机组所在母线的电流；根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MConddc未获取到名称对应的直流线路名称PNamedci2，则进行步骤(4-2)；若通过AppO＝UN和MConddc获取到与名称相对应的直流线路名称PNamedci2和暂态参数Paradci2,则进一步对直流线路名称是否已经添加至仿真模型PMdc进行判断，若并新增一条直流线路，对q'进行加一操作，定义直线线路集合PMdcq'＝{PNamedcq',Olfdczq',Olfdcnq',Paradcq'}，其中PNamedcq'＝PNamedci2，Paradcq'＝Paradci2，并进一步对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczq'＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnq'＝Olfui2，并将集合PMdcq'加入到集合PMdc中，若PNamedci2∈PMdc，并表示直流线路名称PNamedci2已添加至集合PMdc中，并从PMdc获取直流线路名称为PNamedci2的直流l的集合PMdcl＝{PNamedcl,Olfdczl,Olfdcnl,Paradcl}，其中1≤l≤q'、PNamedcl＝PNamedci2，最后重新对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczl＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnl＝Olfui2；
(4-2)对t'进行加一操作，发电机集合PMut'＝{ENameut',Olfut',Paraut'}，其中ENameut'＝ENameui2、Olfut'＝Olfui2，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MCondu能获取与名称相对应的暂态参数Paraui2，则Paraut'＝Paraui2，若通过AppO＝UN和MCondu未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Parauf，Paraut'＝Parauf；
(4-3)对发动机i2进行判断，若i2小于y'，则对i2进行加一操作，返回步骤(4-1)，若i2等于或大于y'，则将发电机集合加入到在线仿真模型PM中；
(5)遍历模型PMdc的直流线路并计算直流线路潮流，具体步骤如下：
(5-1)对直流线路数量进行判断：
当q'＝0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中没有直流线路，PMdc为空集，不需要将PMdc添加至仿真模型PM中；
当q'＞0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中直流线路个数为q'，直流线路集合为对于直流线路j，j＝1；
(5-2)对于直流线路j，从PMdc获取集合PMdcj＝{PNamedcj,Olfdczj,Olfdcnj,Paradcj}，其中1≤j≤q'，已知j的整流侧潮流集合Olfdczj中整流侧有功功率、整流侧无功功率、整流侧电压、整流侧电流为已知量；逆变侧潮流集合Olfdcnj中的逆变侧有功功率、逆变侧无功功率、逆变侧电压、逆变侧电流为已知量；暂态参数Paradcj中直流线路电抗，直流换流器的触发角、直流换流器的逆变角，直流线路空载电压为已知量；
采用交直流混联系统的状态估计方法，计算出直流线路潮流集合：
其中，表示直流线路有功功率，/>表示直流换流器消耗的无功，/>表示直流线路电压，/>表示直流线路电流；将Olfdcj加入到集合PMdc中；
(5-3)对j进行判断，若j小于q'，对j进行加一操作,返回步骤(5-2)，若j等于或大于q'，则进行(6)，将集合加入到在线仿真模型PM中；
(6)遍历在线电网能量管理系统模型中的负荷，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的负荷模型PMld，定义x'为负荷的数量，具体步骤如下：
(6-1)对于负荷i3，获取负荷名称ENameldi3及其潮流结果Olfldi3，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LD和MCondld能获取与名称相对应的暂态参数Paraldi3,则将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldi3}加入集合PMld中，若通过AppO＝LD和MCondld未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paraldf，将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldf}加入集合PMld中；
(6-2)对负荷i3进行判断，若i3小于x',对i3进行加一操作，返回步骤(6-1)，若i3等于或大于x'，得到负荷集合其中1≤i3≤x'；将集合PMld加入到在线仿真模型PM中。
在步骤3中，根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
在一个实施例中，根据发明名称为“一种电网动态无功容量的配置方法及系统”、公开号为“CN 106099946”所述的方法，利用所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
与上述电力系统自动电压控制方法的实施例相对应地，本公开的实施例还提出了一种电力系统自动电压控制装置，如图2所示，包括：
规则定义模块，用于定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
模型生成模块，用于获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
控制模块，用于根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
本公开的实施例还提出了一种电子设备，包括存储器和处理器；其中：
存储器：用于存储处理器可执行的指令；
处理器：所述处理器被配置执行：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
本公开的实施例还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
本公开实施例通过定义设备匹配规则生成到带暂态参数和直流线路的在线交直流混联仿真模型；基于在线交直流混联仿真模型，对扰动下的暂态电压稳定问题进行分析，从而指导动态AVC系统中的优化与控制。本方法应用后，使自动电压控制技术足以应对大扰动引起的暂态电压问题，从而提高无功电压控制的安全性，进而提高了电力系统的运行稳定性。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种电力系统自动电压控制方法，其特征在于，包括：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制；
所述定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则，包括：
(a)定义直流匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Conddc为按照发电机名称ENameu检索对应的直流线路名称PNamedc；Concdc为对应的直流线路名称和暂态参数，式(2)表示当Conddc＝|ENameu1＝PNamedc1|条件满足时，电厂自动电压控制模型中的直流线路dc1的支流线路名称和暂态参数集合为Concdc＝|PNamedc1,Paradc1|；
(b)定义交流线路匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LN，即表示规则的应用对象为线路，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condln为按照电网能量管理系统模型线路ln1的名称ENameln1检索线路，Concln为ln1对应的暂态参数Paraln1；式(3)表示当Condln＝|ENameln1＝PNameln1|条件满足时，线路暂态参数集合为Concln＝|Paraln1|；其中线路暂态参数包含电阻、电抗和半导纳；
(c)定义主变匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝TR，即表示规则的应用对象为主变，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condtr为按照电网能量管理系统模型主变ld1的名称ENametr1检索主变，Conctr为tr1对应的暂态参数Paratr1；式(4)表示当Condtr＝|ENametr1＝PNametr1|条件满足时，主变暂态参数集合为Conctr＝|Paratr1|，其中主变暂态参数包含电阻、电抗、变比、激磁电导和激磁电纳；
(d)定义发电机匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝UN，即表示规则的应用对象为发电机，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condu为按照电网能量管理系统模型发电机u1的名称ENameu1检索发电机，Concu为u1对应的暂态参数Parau1；式(5)表示当Condu＝|ENameu1＝PNameu1|条件满足时，发电机暂态参数集合为Concu＝|Parau1|；其中发电机暂态参数包含励磁调压器类型、励磁调压器参数、调速器类型、调速器参数、电力系统稳定器类型、电力系统稳定器参数；
(e)定义负荷匹配规则如下：
设置规则应用对象AppO＝LD，即表示规则的应用对象为负荷，匹配规则的条件和对应的结果如下：
其中，Condld为按照电网能量管理系统模型负荷ld1的名称ENameld1检索负荷，Concld为ld1对应的暂态参数Parald1；式(6)表示当Condld＝|ENameld1＝PNameld1|条件满足时，发电机暂态参数集合为Concld＝|Parald1|；其中负荷暂态参数包含感应电动机的比例或负荷静态特性；
所述获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型，包括：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型为：在每个自动电压控制周期到来时，从电网调度中心调度监控系统中获取在线电网能量管理系统模型；
(1)遍历在线电网能量管理系统模型中的母线，获取母线名称及其潮流结果，记为
其中，ENamebs1为母线bs1的名称，Olfbs1为母线bs1的潮流结果，y为模型中母线的数量；
(2)遍历在线电网能量管理系统模型中的交流线路，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的交流线路模型PMln，定义z'为交流线路的数量，具体步骤如下：
(2-1)对于交流线路i，获取交流线路名称ENamelni及其潮流结果Olflni，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LN和MCondln能获取与名称相对应的暂态参数Paralni,则将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paralni}加入集合PMln中，若通过AppO＝LN和MCondln未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paraln f，将集合PMlni＝{ENamelni,Olflni,Paraln f}加入集合PMln中；
(2-2)对i进行判断，若i小于z',对i进行加一操作，返回步骤(2-1)，若i等于或大于z'，则进行步骤(3)，得到交流线路集合其中1≤i≤z'；将集合PMln加入到在线仿真模型PM中；
(3)遍历在线电网能量管理系统模型中的主变，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的主变模型PMtr，定义p'为主变的数量，具体步骤如下：
(3-1)对于主变i1，获取主变名称ENametri及其潮流结果Olftri，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝TR和MCondtr能获取与名称相对应的暂态参数Paratri1,将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratri1}加入集合PMtr中，若通过AppO＝TR和MCondtr未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paratrf，将集合PMtri1＝{ENametri1,Olftri1,Paratrf}加入集合PMtr中；
(3-2)对i1进行判断，若i1小于p',对i1进行加一操作，返回步骤(3-1)，若i1等于或大于p'，则进行(4)，得到主变集合其中1≤i1≤p'；将集合PMtr加入到在线仿真模型PM中；
(4)遍历在线电网能量管理系统模型中的发电机，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的直流线路模型PMdc和发电机模型PMu，定义y'为发电机的数量，定义q'为直流线路的数量，q'初始值为0，定义t'为新增发电机的数量，t'初始值为0，具体步骤如下：
(4-1)对于发电机i2，获取发电机名称ENameui2及其潮流结果Olfui2，Olfui2包括机组的有功出力、无功出力，机组所在母线的电压、机组所在母线的电流；根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MConddc未获取到名称对应的直流线路名称PNamedci2，则进行步骤(4-2)；若通过AppO＝UN和MConddc获取到与名称相对应的直流线路名称PNamedci2和暂态参数Paradci2,则进一步对直流线路名称是否已经添加至仿真模型PMdc进行判断，若并新增一条直流线路，对q'进行加一操作，定义直线线路集合PMdcq'＝{PNamedcq',Olfdczq',Olfdcnq',Paradcq'}，其中PNamedcq'＝PNamedci2，Paradcq'＝Paradci2，并进一步对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczq'＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnq'＝Olfui2，并将集合PMdcq'加入到集合PMdc中，若PNamedci2∈PMdc，并表示直流线路名称PNamedci2已添加至集合PMdc中，并从PMdc获取直流线路名称为PNamedci2的直流l的集合PMdcl＝{PNamedcl,Olfdczl,Olfdcnl,Paradcl}，其中1≤l≤q'、PNamedcl＝PNamedci2，最后重新对潮流结果Olfui2进行判断，若Olfui2中机组的有功出力为负，则表示发电机为直流线路整流侧，Olfdczl＝Olfui2，若Olfui2中机组的有功出力为正，则表示发电机为直流线路逆变侧，Olfdcnl＝Olfui2；
(4-2)对t'进行加一操作，发电机集合PMut'＝{ENameut',Olfut',Paraut'}，其中ENameut'＝ENameui2、Olfut'＝Olfui2，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝UN和MCondu能获取与名称相对应的暂态参数Paraui2，则Paraut'＝Paraui2，若通过AppO＝UN和MCondu未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Parauf，Paraut'＝Parauf；
(4-3)对发电机i2进行判断，若i2小于y'，则对i2进行加一操作，返回步骤(4-1)，若i2等于或大于y'，则将发电机集合加入到在线仿真模型PM中；
(5)遍历模型PMdc的直流线路并计算直流线路潮流，具体步骤如下：
(5-1)对直流线路数量进行判断：
当q'＝0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中没有直流线路，PMdc为空集，不需要将PMdc添加至仿真模型PM中；
当q'>0时，表示能量管理系统模型所在电网模型中直流线路个数为q'，直流线路集合为对于直流线路j，j＝1；
(5-2)对于直流线路j，从PMdc获取集合PMdcj＝{PNamedcj,Olfdczj,Olfdcnj,Paradcj}，其中1≤j≤q'，已知j的整流侧潮流集合Olfdczj中整流侧有功功率、整流侧无功功率、整流侧电压、整流侧电流为已知量；逆变侧潮流集合Olfdcnj中的逆变侧有功功率、逆变侧无功功率、逆变侧电压、逆变侧电流为已知量；暂态参数Paradcj中直流线路电抗，直流换流器的触发角、直流换流器的逆变角，直流线路空载电压为已知量；
采用交直流混联系统的状态估计方法，计算出直流线路潮流集合：
其中，表示直流线路有功功率，/>表示直流换流器消耗的无功，/>表示直流线路电压，/>表示直流线路电流；将Olfdcj加入到集合PMdc中；
(5-3)对j进行判断，若j小于q'，对j进行加一操作,返回步骤(5-2)，若j等于或大于q'，则进行(6)，将集合加入到在线仿真模型PM中；
(6)遍历在线电网能量管理系统模型中的负荷，生成电磁暂态仿真软件的仿真模型中的负荷模型PMld，定义x'为负荷的数量，具体步骤如下：
(6-1)对于负荷i3，获取负荷名称ENameldi3及其潮流结果Olfldi3，根据所述设备匹配规则，若通过AppO＝LD和MCondld能获取与名称相对应的暂态参数Paraldi3,则将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldi3}加入集合PMld中，若通过AppO＝LD和MCondld未获取到与名称相对应的暂态参数，则使暂态参数取默认值Paraldf，将集合PMldi3＝{ENameldi3,Olfldi3,Paraldf}加入集合PMld中；
(6-2)对负荷i3进行判断，若i3小于x',对i3进行加一操作，返回步骤(6-1)，若i3等于或大于x'，得到负荷集合其中1≤i3≤x'；将集合PMld加入到在线仿真模型PM中。
2.一种应用如上述权利要求1所述方法的电力系统自动电压控制装置，其特征在于，包括：
规则定义模块，用于定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
模型生成模块，用于获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
控制模块，用于根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
3.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中：
存储器：用于存储处理器可执行的指令；
处理器：所述处理器被配置执行：执行如上述权利要求1所述的方法：
定义基于电磁暂态仿真软件的仿真模型与电网能量管理系统模型之间的设备匹配规则；
获取在线电网能量管理系统模型，根据设备匹配规则和设备暂态参数信息，生成带暂态参数的电网能量管理系统模型；
根据所述带暂态参数的电网能量管理系统模型，实现电力系统自动电压控制。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述计算机执行权利要求1所述的电力系统自动电压控制方法。
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