[發明專利]基于超實時仿真的電網在線穩定決策控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201310035336.7
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103166219A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 田芳;李亞樓;張星;周孝信;于之虹;裘微江;史東宇;邱健;劉敏;郭中華;安寧;呂穎;魯廣明;徐得超;丁平;劉宇星;李勤新;趙敏;王天琪;李剛;張松樹;江涵;江興凌;周智強;陳繼林;康建東;劉娜娜;吳陶;何春江;秦長峰;陳勇;李星
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于超實時仿真的電網在線穩定決策控制系統，其特征在于，所述控制系統包括數據處理模塊（10）、在線穩定決策系統（20）、穩定控制裝置和數據轉換及通信接口（50）；

所述數據處理模塊（10）安裝于調度中心，用于從能量管理系統EMS、廣域測量系統WAMS和穩定控制裝置中的穩控子站（30）獲取電網狀態信息，將電網狀態信息整合得到電網運行數據，并將電網運行數據發送給所述在線穩定決策系統（20）；

所述在線穩定決策系統（20）安裝于調度中心，用于對電網運行狀態進行跟蹤，定周期地基于預想故障集掃描判斷電網薄弱環節，進行預防控制決策和緊急控制決策，生成穩控策略下發給穩定控制裝置，并將全局電網信息下發給所述穩定控制裝置；

所述穩定控制裝置就地安裝于變電站或發電廠；

所述數據轉換及通信接口（50）連接在所述在線穩定決策系統（20）與穩定控制裝置之間、以及穩定控制裝置內部的穩控子站（30）和穩控執行站（40）之間，用于在線穩定決策系統（20）與穩定控制裝置之間、以及穩定控制裝置內部的數據通信。

2.如權利要求1所述的電網在線穩定決策控制系統，其特征在于，所述數據處理模塊（10）采用數據處理器，將所述數據處理模塊（10）從能量管理系統EMS、廣域測量系統WAMS和穩定控制裝置中的穩控子站（30）獲取的電網狀態信息進行多數據源整合后得到電網運行數據；數據處理模塊（10）的數據刷新周期小于2分鐘。

3.如權利要求1所述的電網在線穩定決策控制系統，其特征在于，所述在線穩定決策系統（20）包括并行計算平臺、故障集模塊、故障集掃描及暫態穩定判斷模塊、離線穩控策略表生成模塊、在線穩控策略表生成模塊、全局信息生成模塊和調度輔助決策模塊；所述故障集掃描及暫態穩定判斷模塊、離線穩控策略表生成模塊、在線穩控策略表生成模塊、全局信息生成模塊和調度輔助決策模塊分別與所述并行計算平臺進行通信；所述故障集模塊與故障集掃描及暫態穩定判斷模塊進行通信；

所述在線穩定決策系統（20）支持“離線預決策、實時匹配”和“在線預決策、實時匹配”兩種緊急控制決策，并為“實時計算、實時控制”緊急控制決策提供電網全局信息。

4.如權利要求3所述的電網在線穩定決策控制系統，其特征在于，所述并行計算平臺采用集群服務器作為計算核心，兩兩服務器之間通過以太網或Infiniband網絡互連，所述并行計算平臺的CPU核數在100-10000之間；

所述并行計算平臺支持任務級并行和任務內并行兩種模式；任務級并行是指同時處理多個計算任務，各個計算任務都有獨立的CPU和內存資源，相互之間沒有數據依賴和通信；任務內并行是指將單個計算任務分解為多個子任務，使用多個CPU進行并行處理，子任務之間存在數據依賴和相互通信；

在并行計算平臺上部署電力系統潮流計算模塊、暫態穩定計算模塊、小干擾計算模塊、軌跡靈敏度計算模塊；通過任務內并行，暫態穩定計算實現超實時仿真。

5.如權利要求3所述的電網在線穩定決策控制系統，其特征在于，所述故障集模塊包括電網中發生的故障地點信息、故障方式信息、故障時間信息和繼電保護動作信息；

所述故障集掃描及暫態穩定判斷模塊針對故障集中的每一個故障、基于并行計算平臺進行暫態穩定計算，判斷在故障下電網是否能夠保持穩定運行；

所述離線穩控策略表生成模塊是離線情況下針對導致電網失穩的故障分析歸納出的控制策略，存儲為策略表形式；

所述在線穩控策略表生成模塊是在線情況下針對導致電網失穩的故障給出的控制策略；采用基于靈敏度計算的穩定控制策略篩選方法進行量化分析，針對失穩故障類型窮舉穩控措施，基于并行計算平臺對穩控措施進行軌跡靈敏度計算，分析不同穩控措施對電網穩定性的影響，然后根據靈敏度計算結果篩選出至少一組的穩控措施，最后通過暫態穩定計算進行仿真驗證和對比，得到最優的穩控措施；

所述全局信息生成模塊用于“實時計算、實時控制”的穩定控制模式；基于數據處理模塊（10）得到的電網在線狀態數據，針對每一個穩控子站（30）生成相應的全局電網信息，該信息能夠表征該穩控子站（30）控制區域外的電網狀態；

所述調度輔助決策模塊用于預防控制。