CN115940157A - 稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备，该方法包括获取电力系统的参调设备和功率参数；根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；根据调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与平衡节点对应的平衡功率值，根据平衡功率值判断平衡节点是否越限；若平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与关键节点对应的电压参数；若关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景，解决了现有稳控策略校核任务的潮流场景难以生成的技术问题。

Description

稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备。

背景技术

安全稳定控制系统(也称稳控控制系统)在保障电力系统稳定、提高电网输送能力，尤其是在防止电网发生大面积连锁停电事故方面发挥了重要作用。目前电力行业常用“离线制定，在线运用”的方式部署稳控控制系统。按照离线稳定控制策略，电力系统稳定控制由离线分析给出的预想事故触发，透过一定规则采取特定控制措施，以防止电力系统失去稳定。上述预想事故集一般由《电力系统安全稳定导则》第二级标准和调度部门的其他规范给出；如何由运行状态量测及外部通信判断是否发生了预想事故，以及如何由事故和运行状态形成特定的控制命令，由离线分析制定的稳控策略予以规定。换言之，可将稳控策略视为从状态量测和外部通信到控制命令的映射。在不考虑量测、通信等装置层面实际外部输入、仅考虑核心逻辑时，也可将稳控策略简单视为从故障和故障前运行状态到控制命令的映射。离线稳控策略校核，就是要在上述策略映射的输入空间中生成校核场景集，在电力仿真系统上模拟这些场景并施加按策略映射得到的控制，进而由电力系统响应评估策略的有效性、充分性。当假设故障前系统处于稳态时，需生成故障前运行状态即生成均衡点，为此首先需要生成潮流场景。因此，潮流场景生成是离线稳控策略校核的基础性问题。当策略输入空间维数高、从输入到电力系统控制后稳定性的映射复杂时，高效生成校核潮流场景集是稳控策略校核充分性的必要保障。

在实践中潮流场景生成通常是从少量典型运行方式出发，根据稳控策略校核需求，调整特定断面功率获得特定潮流方式。所生成的潮流场景需要满足四个基本要求。第一个基本要求，所给出的潮流场景参数和初值，在给定算法工具下是收敛的。第二个基本要求，关键断面功率满足稳控策略校核的设定。稳控策略的控制量计算通常以某个或某些关键断面功率作为关键输入。例如，针对电源送出通道部分线路跳闸故障的稳控策略，通常以故障前通道某断面功率Pdm作为控制量计算输入，常见计算公式为：需求控制量dP＝K×(Pdm－Pb)，其中K称为需求动作量计算系数，Pb称为需求动作量计算基值。选择关键断面功率作为需求控制量输入，主要是因为它们可以被方便地量测，并且在很多时候都是系统故障后稳定程度的有效表征。因此，关键断面功率通常是稳控策略输入空间中代表故障前运行状态、对控制量产生直接影响的维度，从而也是潮流场景生成时，需要设定取值的维度。第三个基本要求，潮流解的平衡机出力合力。在交直流异步互联的大电网中，电网将被划分为多个区域同步网。区域之间交换功率需要满足实际断面约束。此外，区域内有功功率需平衡，且区域内平衡机出力不能超越实际机组的最大出力。第四个基本要求，潮流收敛解的母线电压需在合理范围。出于稳控策略校核的目的，通常会在安全范围内设定电压在较低水平。

从典型运行方式的数据出发，调整场景参数获得满足上述四个要求的目标潮流方式的过程占据了稳控策略专业人员的大量时间精力。由于电力系统在给定方式边界条件下潮流不收敛，或平衡机越限、节点电压越限等潮流解不可行的情况时有发生。为了获得可行解，目前电力行业方法是根据人工经验，手动修改发电机出力、无功补偿设备等方式使得潮流计算可行。

随着科技的发展以及在“双碳”目标约束下，近年来新能源电力电量占比快速增长，带来了电力系统运行方式的多样化以及交直流系统动态特性的复杂化，实际大电网的稳定控制策略的制定、评估与校核计算量与复杂程度呈数量级增大，上述基于人工经验手动修改获得目标场景的方式，显然成为了稳控策略校核工作的效率瓶颈，尤其是涉及区域交直流联络线功率大幅调整的复杂潮流场景调试，即便经验丰富的专家也难免耗费大量时间。

因此，亟需引入自动化方法提升稳控策略离线分析的效率，从而在“双碳”背景下保证电力系统运行风险及控制策略离线分析的深度和完备性。而潮流生成的自动化显然是稳控离线分析自动化的前提。但制约稳控策略校核中潮流生成自动化的一个关键瓶颈，是极端运行场景参数下的潮流收敛性。潮流收敛性提升是电力系统计算分析领域的一个基础问题，现有已经获得了许多一般性的成果。除了在底层的数值算法层面扩展迭代格式收敛域或尝试采用非迭代算法之外，也提出了一些在计算流程上的工程实用方法。例如，为了提升潮流收敛性，将电力系统全部PQ节点设置为PV节点，再将节点逐步恢复为PQ节点；也提出了重新选择平衡机作为调整措施。稳控校核计算往往需要计算远离典型运行场景的极端运行方式，若保持典型运行方式的初值，潮流计算经常难以收敛。

上述方法能够提升某些特定情况下潮流的收敛性，但不足以应对需大范围生成潮流场景的稳控校核任务。近年来，机器学习技术得到快速发展，特别擅长于解决经验数据丰富，但无法显示给出规则的任务。基于知识经验和强化学习对潮流计算收敛的自动调整进行了初步尝试。然而基于强化学习的算法需要大量的样本支持，稳控校核任务需要生成运行边界上的极限场景，这些区域样本难以生成，机器学习生成类方法适用程度有限。

发明内容

本申请实施例提供了一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备，用于解决现有稳控策略校核任务的潮流场景难以生成的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，包括以下步骤：

S1.获取电力系统的参调设备和功率参数，所述参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，所述功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数；

S2.根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；

S3.根据所述调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若所述电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在所述关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；

S4.若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与所述平衡节点对应的平衡功率值，根据所述平衡功率值判断平衡节点是否越限；

S5.若所述平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与所述关键节点对应的电压参数，根据所述电压参数判断所述关键节点的电压是否越限；

S6.若所述关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

优选地，根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力包括：

获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

根据所述传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

根据所述初始平衡功率值和所述有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

根据所述调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

优选地，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配包括：

获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及所述电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

根据所述无功电压灵敏度参数、所述当前电压幅值、所述电压上限值和所述电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

根据所述初始电压越限值和所述无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

根据所述调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

优选地，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法包括：若所述电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在所述关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，根据步骤S1至S3重新判断电力系统的潮流是否收敛。

优选地，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法包括：若所述平衡节点越限，重新返回步骤S1。

优选地，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法包括：若所述关键节点的电压不越限，输出生成电力系统的潮流场景。

本申请还提供一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置，包括参数获取模块、计算模块、收敛判断模块、电压参数获取模块和潮流生成模块；

所述参数获取模块，用于获取电力系统的参调设备和功率参数，所述参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，所述功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数；

所述计算模块，用于根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；

所述收敛判断模块，用于根据所述调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若所述电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在所述关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与所述平衡节点对应的平衡功率值，根据所述平衡功率值判断平衡节点是否越限；

所述电压参数获取模块，用于根据所述平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与所述关键节点对应的电压参数，根据所述电压参数判断所述关键节点的电压是否越限；

所述潮流生成模块，用于根据所述关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

优选地，所述计算模块包括数据获取子模块、第一计算子模块、第二计算子模块和第三计算子模块；

所述数据获取子模块，用于获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

所述第一计算子模块，用于根据所述传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

所述第二计算子模块，用于根据所述初始平衡功率值和所述有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

所述第三计算子模块，用于根据所述调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

优选地，所述潮流生成模块包括电压参数获取子模块、第四计算子模块、第五计算子模块和第六计算子模块；

所述电压参数获取子模块，用于获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及所述电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

所述第四计算子模块，用于根据所述无功电压灵敏度参数、所述当前电压幅值、所述电压上限值和所述电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

所述第五计算子模块，用于根据所述初始电压越限值和所述无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

所述第六计算子模块，用于根据所述调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

本申请还提供一种存储装置，其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法

本申请还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备，该方法包括获取电力系统的参调设备和功率参数；根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；根据调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与平衡节点对应的平衡功率值，根据平衡功率值判断平衡节点是否越限；若平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与关键节点对应的电压参数；若关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法能够代替稳控策略校核计算中大部分的人工潮流场景调试过程，大幅提高稳控策略离线分析效率，尤其是针对稳控策略校核需要生成的极端运行场景，相对于一般地提升潮流求解收敛性的方法，具有显著的针对性，工程实现难度相对较低，可靠性和效率提升效果显著，解决了现有稳控策略校核任务的潮流场景难以生成的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统拓扑结构图；

图3为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统全接线生成的潮流场景分布示意图；

图4为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统断面接线检修生成潮流场景的分布示意图；

图5为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置的框架图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法、装置及设备，用于解决了现有稳控策略校核任务的潮流场景难以生成的技术问题。

实施例一：

图1为本申请实施例所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法的步骤流程图。

如图1所示，本申请实施例提供了一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，包括以下步骤：

S1.获取电力系统的参调设备和功率参数，参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数。

需要说明的是，在步骤S1中主要是获取电力系统的参调设备和功率参数，之后根据参调设备和功率参数先进行有功功率调整，基于有功功率调整判断电力系统的潮流是否收敛，对潮流不收敛情况进行处理，对潮流收敛的电力系统再通过无功功率调整后生成潮流场景。在本实施例中，稳控策略校核的关键断面将电力系统中的机组(如发电机)划分为两群，其中一群机组提升出力将加重断面的正向有功潮流的机组被称为关键机组(KG)。关键纠正出力的变化需要电力系统中其他机组的功率相应调整来平衡。当已知初始运行方式且确定运行拓扑时，可以计算关键机组出力的变化量，根据变化量调节其他机组有功出力，保证电力系统的有功功率平衡，使得潮流计算得到易于收敛的解。当潮流计算收敛时，可从潮流解中得到平衡节点的有功出力，当平衡节点有功出力超过实际平衡出力约束，说明运行方式不可行，需要其他机组来分担平衡节点中机组的超额输出功率，可以继续调节其他机组有功功率，直到平衡节点有功出力满足平衡出力约束。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法采用参调机组选择模型获取电力系统的参调机组。其中，参调机组选择模型为：

式中，KG为关键机组的序号集，用j下标表示关键机组的序号，AG为参调机组的序号集，用i下标表示参调机组的序号，Si为第i个参调机组与关键断面之间的电气距离，n(AG)为参调机组总数量，δ为电力系统的有功计算裕度，P_i ^max为第i个参调机组的有功出力上限，P_i ^min为第i个参调机组的有功出力下限，P_i ^base为第i个参调机组的有功基态出力；P_j ^max为第j个关键机组的有功出力上限，P_j ^min为第j个关键机组的有功出力下限，P_j ^base为第j个关键机组的有功基态出力。对区域级大系统，δ可取为500MW。参调机组选择模型中的不等式约束，是为了保证参调机组群的向上、向下调节总备用需满足关键断面的功率变化范围。其中，关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数均包括有功基态出力、有功出力下限和有功出力上限。

需要说明的是，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法选择与关键断面电气距离近的机组作为参调机组，保证关键机组的出力变化仅影响小范围的潮流分布，不对电力系统全网的运行特征有较大影响。电气距离存在多种可行的定义方式，例如，关键断功率对机组功率的灵敏度的倒数。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法采用参调无功补偿设备选择模型获取电力系统的参调机组。其中，参调无功补偿设备选择模型为：

式中，AC为参调无功补偿设备的序号集，用n下标表示参调无功补偿设备的序号，S′_n为第n个参调无功补偿设备与关键节点之间的电气距离(可采用关键节点电压对参调无功补偿设备的无功灵敏度倒数作为电气距离)，n(AC)为参调无功补偿设备总数量，δ′为电力系统的无功计算裕度，

为第n个参调无功补偿设备的无功出力上限，

为第n个参调无功补偿设备的无功出力下限，

为第n个参调无功补偿设备的无功基态出力；

为第j个关键机组的无功出力上限，

为第j个关键机组的无功出力下限，

为第j个关键机组的无功基态出力，

为关键节点的无功基态出力。其中，对500kV主网，δ′可取值为200MVar。参调无功补偿设备的无功功率参数和参调机组的无功功率参数均包括无功出力下限、无功出力上限和无功基态出力。

需要说明的是，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法采用无功功率调整过程中，为便于调整电力系统的区域电压，选择关键断面中有功方向末端节点作为关键节点KB，将调整区域电压任务转化为调整关键节点电压。在本实施例中，参调无功补偿设备的总原则是就地补偿、因此参调无功补偿设备AC应根据与关键节点的电气距离选择。

S2.根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

需要说明的是，在步骤S2中主要根据步骤S1获得的关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算得到参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

进一步地，根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力包括：

获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

根据传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

根据初始平衡功率值和有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

根据调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

需要说明的是，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法采用第一初始值计算公式计算得到参调机组的有功出力缺口初始值

其中，第一初始值计算公式为：

式中，P_j为第j个关键机组在当前潮流场景中的有功出力，σ为电力系统中线路传输的传输损耗。在本实施例中，参调机组的有功出力缺口初始值

也可以为参调发电机有功出力相对基态出力的总变化量，在稳控校核任务中，根据稳控策略针对的不同稳定问题，可给定潮流场景中关键机组的有功出力。σ用于估计网损以提升潮流计算的收敛性，σ的取值是根据电力系统需求设置的，此处不作具体限定。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法根据初始平衡功率值和有功出力缺口初始值

采用第一迭代公式计算，获得每次迭代计算的调整有功出力缺口值

第一迭代公式为：

式中，上标k表示调整参调机组出力的迭代次数，

为第k次迭代的电力系统中的调整有功出力缺口值，

为第k次迭代的平衡功率值。由于迭代的目标并不是要获得越限值严格为0的参调机组出力，上述迭代的终止条件是

其中，初始平衡功率值为

在本实施例中，越下限的情况处理方式与越上限相同。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限采用参调机组调整公式计算获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。其中，参调机组调整公式为：

式中，

为第i个参调机组在第k次调整的调整有功出力，

为第i个参调机组在第k次调整的容量分摊调节比例。

S3.根据调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与平衡节点对应的平衡功率值，根据平衡功率值判断平衡节点是否越限。

需要说明的是，在步骤S3中对调整有功出力重新代入电力系统分析潮流的求解潮流方程中，判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡功率值，之后根据平衡功率值是否满足实际平衡出力约束，若满足，说明平衡节点不越限；若不满足，说明平衡节点越限。在本实施例中，电力系统分析潮流的求解潮流方程是本领域非常成熟的技术，此处不做详述。

在本申请实施例中，当关键断面的有功功率接近有功传输瓶颈时，即使根据计算得到的有功出力缺口初始值进行参调机组的有功出力调整，依旧可能导致潮流不收敛。此类情况下，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法将关键断面的有功方向末端节点设置为PV节点，固定关键断面受端电压，配合参调机组的有功出力调整，重新进行潮流计算。在本实施例中，选择将末端节点设置为PV节点，能够固定关键断面受端电压，通常都能增大传输能力，从而增大静稳裕度。获得电力系统潮流收敛后，把上述PV节点注入无功替代为无功补偿后，将PV节点转回PQ节点。若关键节点本地无功超过设备容量，则由附近节点分摊。其中，PV节点指的是：节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压相位δ是待求量，这类节点必须有足够的可调无功容量，用以维持给定的电压幅值，因而又称之为电压控制节点。PQ节点指的是节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压V和相位δ是待求量，通常变电所都是这一类型的节点；由于没有发电设备，故PQ节点的发电功率为零。

S4.若平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与关键节点对应的电压参数，根据电压参数判断关键节点的电压是否越限。

需要说明的是，基于平衡节点不越限的情况，获取电力系统关键节点和与关键节点对应的电压参数，之后该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法再判断电压参数是否越限。在本实施例中，关键节点KB为电力系统关键断面中有功方向末端的节点。电压参数包括当前电压幅值

电压上限值

和电压下限值

其中，电压越限指的是电压超过正常的限定范围，属于非正常情况，也可以理解为低于电压下限值或高于电压上限值。

S5.若关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

进一步地，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配包括：

获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

根据无功电压灵敏度参数、当前电压幅值、电压上限值和电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

根据初始电压越限值和无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

根据调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

需要说明的是，无功电压灵敏度参数包括无功电压灵敏度上限值k_max和无功电压灵敏度下限值k_min。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法采用第二初始值计算公式计算得到参调机组的无功出力缺口初始值

第二初始值计算公式为：

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法根据初始电压越限值和无功出力缺口初始值

采用第二迭代公式计算，获得每次迭代计算的调整无功出力缺口值。第二迭代公式为：

式中，上标k表示调整参调无功补偿设备无功出力的迭代次数，

为第k次迭代的电力系统中的调整无功出力缺口值，

为第k次迭代的关键节点的电压越限值。若电压不再越限，终止迭代。

在本申请实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限采用参调补偿设备调整公式计算获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。其中，参调机组调整公式为：

式中，

为第n个参调无功补偿设备在第k次调整的调整无功出力，

为第n个参调无功补偿设备在第k次调整的分摊调节比例。

本申请提供的一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，该方法包括获取电力系统的参调设备和功率参数；根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；根据调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与平衡节点对应的平衡功率值，根据平衡功率值判断平衡节点是否越限；若平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与关键节点对应的电压参数；若关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法能够代替稳控策略校核计算中大部分的人工潮流场景调试过程，大幅提高稳控策略离线分析效率，尤其是针对稳控策略校核需要生成的极端运行场景，相对于一般地提升潮流求解收敛性的方法，具有显著的针对性，工程实现难度相对较低，可靠性和效率提升效果显著，解决了现有稳控策略校核任务的潮流场景难以生成的技术问题。

需要说明的是，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法根据稳控策略校核的断面功率的需求，自动调整运行方式，批量生成可行的潮流场景。

在本申请的一个实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法包括：若平衡节点越限，重新返回步骤S1。

在本申请的一个实施例中，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法包括：若关键节点的电压不越限，输出生成电力系统的潮流场景。

图2为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统拓扑结构图，图3为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统全接线生成的潮流场景分布示意图，图4为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法中风火打捆送出系统断面接线检修生成潮流场景的分布示意图。

在本申请实施例中，如图2所示，W代表风场，G代表火电厂。当电源外送断面上发生故障时，存在暂态功角稳定和过载问题，需要切除一定电源维持电网稳定。稳控动作量主要由EH-WL断面功率计算得来，因此选定EH-WL断面作为关键断面，EH-WL断面功率多种取值以校核稳控系统定值。火电厂YX、BH以及海风场YY、PT、XY出力增加将明显加重EH-WL断面的功率，因此选定YX、BH、YY、PT、XYA、XYB作为关键机组。EH-WL断面功率需校核取值范围为[3600，6840]，初始方式中断面功率为3519MW，选定EH节点作为关键节点，关键节点电压(标幺值)限值设置为[-0.05，0.05]。参调无功补偿设备设置为厂站WZ、LD、YC、WL、EH。

以200MW为步长遍历实际全接线和EH-HL单线检修运行域，得到268个运行方式。通过该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法各运行方式的调整迭代次数得到图3和图4所示的潮流场景分布图。由图3和图4可知，能第一次迭代即达到要求，经过一次调整迭代后，全接线方式下，成功使得116个运行方式满足稳控校核需求，仅剩余18个运行方式需要进一步调整。在EH-WL断面单线检修的接线方式下，所有运行方式均能在4次迭代内，调整到满足稳控校核要求。全接线方式下，调整134个运行方式共需要计算183次潮流，总耗时1566秒，单个方式调整耗时11.68秒；在单线检修的接线方式下，调整134个运行方式共计算了228次潮流，总耗时1856秒，单个方式调整耗时13.58秒。对于算例中的实际大电力系统，电力系统分析人工调试一个潮流场景所需要的时间达到分钟级是常见的。在上述算例中，通过该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法替代了人工，并在效率上显著超越。

实施例二：

图5为本申请实施例的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置的框架图。

如图5所示，本申请实施例还提供一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置包括参数获取模块10、计算模块20、收敛判断模块30、电压参数获取模块40和潮流生成模块50；

参数获取模块10，用于获取电力系统的参调设备和功率参数，所述参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数；

计算模块20，用于根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；

收敛判断模块30，用于根据调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与平衡节点对应的平衡功率值，根据平衡功率值判断平衡节点是否越限；

电压参数获取模块40，用于根据平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与关键节点对应的电压参数；

潮流生成模块50，用于根据关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

在本申请实施例中，计算模块20包括数据获取子模块、第一计算子模块、第二计算子模块和第三计算子模块；

数据获取子模块，用于获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

第一计算子模块，用于根据传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

第二计算子模块，用于根据初始平衡功率值和有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

第三计算子模块，用于根据调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

在本申请实施例中，潮流生成模块50包括电压参数获取子模块、第四计算子模块、第五计算子模块和第六计算子模块；

电压参数获取子模块，用于获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

第四计算子模块，用于根据无功电压灵敏度参数、当前电压幅值、电压上限值和电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

第五计算子模块，用于根据初始电压越限值和无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

第六计算子模块，用于根据调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

需要说明的是，实施例二装置中模块对应于实施例一方法中的步骤，该稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法的内容已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中模块的内容进行详细阐述。

实施例三：

本申请实施例提供了一种存储装置，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法。

实施例四：

本申请实施例提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法。

需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各系统/装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时的存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.获取电力系统的参调设备和功率参数，所述参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，所述功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数；

S2.根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；

S3.根据所述调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若所述电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在所述关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与所述平衡节点对应的平衡功率值，根据所述平衡功率值判断平衡节点是否越限；

S4.若所述平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与所述关键节点对应的电压参数，根据所述电压参数判断所述关键节点的电压是否越限；

S5.若所述关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

2.根据权利要求1所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，其特征在于，根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力包括：

获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

根据所述传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

根据所述初始平衡功率值和所述有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

根据所述调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

3.根据权利要求1所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，其特征在于，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配包括：

获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及所述电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

根据所述无功电压灵敏度参数、所述当前电压幅值、所述电压上限值和所述电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

根据所述初始电压越限值和所述无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

根据所述调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

4.根据权利要求1所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，其特征在于，包括：若所述平衡节点越限，重新返回步骤S1。

5.根据权利要求1所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法，其特征在于，包括：若所述关键节点的电压不越限，输出生成电力系统的潮流场景。

6.一种稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置，其特征在于，包括参数获取模块、计算模块、收敛判断模块、电压参数获取模块和潮流生成模块；

所述参数获取模块，用于获取电力系统的参调设备和功率参数，所述参调设备包括关键机组、参调机组和参调无功补偿设备，所述功率参数包括关键机组的有功功率参数、关键机组的无功功率参数、参调机组的有功功率参数、参调机组的无功功率参数和参调无功补偿设备的无功功率参数；

所述计算模块，用于根据关键机组的有功功率参数和参调机组的有功功率参数计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力；

所述收敛判断模块，用于根据所述调整有功出力判断电力系统潮流是否收敛，若所述电力系统潮流不收敛，获取电力系统的关键断面，在所述关键断面的有功方向末端节点设置PV节点，重新对电力系统的潮流进行计算直至电力系统潮流收敛；若电力系统潮流收敛，获得电力系统的平衡节点和与所述平衡节点对应的平衡功率值，根据所述平衡功率值判断平衡节点是否越限；

所述电压参数获取模块，用于根据所述平衡节点不越限，获取电力系统的关键节点和与所述关键节点对应的电压参数，根据所述电压参数判断所述关键节点的电压是否越限；

所述潮流生成模块，用于根据所述关键节点的电压越限，采用无功功率调整规则对所述参调无功补偿设备进行容量比例分配，输出生成电力系统的潮流场景。

7.根据权利要求6所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置，其特征在于，所述计算模块包括数据获取子模块、第一计算子模块、第二计算子模块和第三计算子模块；

所述数据获取子模块，用于获取电力系统的传输损耗、初始平衡功率值以及所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力；

所述第一计算子模块，用于根据所述传输损耗、所有关键机组中有功功率参数的基态出力和有功出力计算，得到参调机组的有功出力缺口初始值；

所述第二计算子模块，用于根据所述初始平衡功率值和所述有功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整有功出力缺口值；

所述第三计算子模块，用于根据所述调整有功出力缺口值以及参调机组中有功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调机组的容量分摊调节比例和调整有功出力。

8.根据权利要求6所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成装置，其特征在于，所述潮流生成模块包括电压参数获取子模块、第四计算子模块、第五计算子模块和第六计算子模块；

所述电压参数获取子模块，用于获取电力系统的无功电压灵敏度参数、初始电压越限值以及所述电压参数的当前电压幅值、电压上限值和电压下限值；

所述第四计算子模块，用于根据所述无功电压灵敏度参数、所述当前电压幅值、所述电压上限值和所述电压下限值计算，得到参调机组的无功出力缺口初始值；

所述第五计算子模块，用于根据所述初始电压越限值和所述无功出力缺口初始值进行迭代计算，获得调整无功出力缺口值；

所述第六计算子模块，用于根据所述调整无功出力缺口值以及参调机组中无功功率参数的基态出力、出力上限、出力下限计算，获得参调无功补偿设备的分摊调节比例和调整无功出力。

9.一种存储装置，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行如权利要求1-5任意一项所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法。

10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-5任意一项所述的稳控策略校核任务的潮流场景自动生成方法。

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