[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

技術領域

本發明涉及電力系統穩定控制領域，具體涉及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。

背景技術

電力系統是一個復雜的非線性動態系統，存在著功角穩定、頻率穩定、電壓穩定等多種穩定性問題，電力系統穩定一旦被破壞將造成巨大的經濟損失和災難后果。電力系統安全穩定控制是保障電力系統穩定運行的經濟有效手段，包括預防控制、緊急控制和恢復控制三部分，其中緊急控制是指電力系統由于擾動進入緊急狀態或極端緊急狀態后，為防止系統穩定破壞、運行參數嚴重超出規定范圍、以及事故進一步的擴大引起大范圍停電而進行的控制。電力系統緊急控制主要包括切除發電機、切除負荷、汽輪機快關汽門、高壓直流功率調制、系統解列等多種措施。

目前，電力系統緊急控制系統主要采用搜索控制策略表的方法來確定緊急控制措施。當電力系統發生故障可能導致穩定破壞時，緊急控制系統根據當前運行狀態、故障類型等信息搜索控制策略表，查找并執行對應的緊急控制措施。控制策略表的制定方法主要有“離線預決策、實時匹配”和“在線預決策、實時匹配”兩種：

（1）離線預決策、實時匹配。控制策略表通過離線計算分析歸納，預先準備并存放在穩定控制裝置中。這種方法在技術上易于實現，目前被國內外廣泛采用。但由于電網運行工況是高維可變的，離線情況下無法考慮全部運行方式和故障的組合，實際系統中通常僅考慮典型運行方式，對預料之外的工況存在策略失配的可能；當電網運行工況發生較大變化時，需要重新計算策略表，對系統變化的適應性較差。

（2）在線預決策、實時匹配。在線情況下根據當前實際運行方式和預想故障集，定周期（如15分鐘）地計算得到當前方式下的控制策略表，刷新穩定控制裝置內原先存放的策略表。這種方法能夠跟蹤電網運行工況，對系統變化的適應性較強，但仍存在對“未定義預想故障”失配的可能。當刷新周期內電力系統發生連續故障時，該方法無法及時更新策略表。

以上兩種方法都存在假想故障、預先決策的過程，本質上無法擺脫策略失配的理論局限。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種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，控制系統能夠實現大規模電網的超實時仿真，基于超實時仿真在線進行電網穩定決策和控制，得到與電網實際工況匹配的控制策略，并能在一個系統內同時實現預防控制決策和緊急控制決策，從不同層面對電網進行穩定控制，有效提高電網穩定性。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種基于超實時仿真的電網在線穩定決策控制系統，其改進之處在于，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。

其中，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。

其中，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。