[發(fā)明專利]一種海上油田群電網(wǎng)緊急控制的在線預(yù)決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310037717.9
• 申請(qǐng)日: 2013-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN103107544A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建豐;謝小榮;魏澈;劉國(guó)鋒;李強(qiáng);萬光芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油研究總院;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/14
• 分類號(hào): H02J3/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

1.一種海上油田群電網(wǎng)緊急控制的在線預(yù)決策方法，其包括以下步驟：

1）系統(tǒng)正常運(yùn)行，EMS系統(tǒng)對(duì)實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔定期采集系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)信息，將電網(wǎng)參數(shù)提供給緊急控制系統(tǒng)；

2）根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，得到當(dāng)前的運(yùn)行方式參數(shù)，包括各狀態(tài)變量的值，判斷運(yùn)行參數(shù)是否有刷新，如果有刷新則生成緊急控制系統(tǒng)控制策略表；緊急控制系統(tǒng)控制策略表生成方法如下：

（1）建立緊急控制在線預(yù)決策的數(shù)學(xué)模型：

minΣi=1NmωCiMi]]>

s.t.Σi=1NGonPgimax-Σi=1NDPDi-ϵP≥0PGi-PDi-eiΣj=1ND(Gijej-Bijfj)-fiΣj=1ND(Gijfj+Bijej)=0i=1,...,NDQGi-QDi-fiΣj=1ND(Gijej-Bijfj)+eiΣj=1ND(Gijfj+Bijej)=0i=1,...,ND(Gij2+Bij2)[(eiej+fifj-ei2-fi2)2+(fiej-eifj)2]≤Sijmax2i=1,...,NDVimin2≤ei2+fi2≤Vimax2i=1,...,NDui∈{0,1}i=1,...,Nm;]]>

其中，u_i為采取的第i個(gè)措施；ω_Ci為采取措施i所需付出的代價(jià)；N_m為決策量的維數(shù)，P_gimax表示發(fā)電機(jī)i的最大有功出力，ε_P表示修正值；N_Gon表示故障后在線的發(fā)電機(jī)機(jī)組數(shù)；N_D表示系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)；P_Gi為節(jié)點(diǎn)i注入的發(fā)電有功功率；P_Di為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)載有功功率；Q_Gi為節(jié)點(diǎn)i注入的發(fā)電無功功率；QDi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)載無功功率；G_ij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j間的互電導(dǎo)；B_ij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j間的互電納；V_imin、V_imax分別表示節(jié)點(diǎn)i電壓幅值的下限和上限；N_L為系統(tǒng)支路數(shù)；S_ijmax為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j直接交換功率的最大值，e_i和f_i分別表示狀態(tài)變量在節(jié)點(diǎn)i的橫分量和縱分量；

（2）將步驟（1）中的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分解簡(jiǎn)化，其步驟如下：

第一步、判斷當(dāng)前負(fù)荷下，系統(tǒng)能否穩(wěn)定；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，判斷在不切除負(fù)荷的情況下，是否滿足以下約束條件：

PGi-PDi-eiΣj=1ND(Gijej-Bijfj)-fiΣj=1ND(Gijfj+Bijej)=0i=1,...,NDQGi-QDi-fiΣj=1ND(Gijej-Bijfj)+eiΣj=1ND(Gijfj+Bijej)=0i=1,...,ND(Gij2+Bij2)[(eiej+fifj-ei2-fi2)2+(fiej-eifj)2]≤Sijmax2i=1,...,NLVimin2≤ei2+fi2≤Vimax2i=1,...,ND,]]>

若該約束方程有解，則系統(tǒng)能達(dá)到穩(wěn)定；若該約束方程無解，則進(jìn)入下一步；

第二步、計(jì)算系統(tǒng)需要切除的負(fù)荷量的限制條件，求得所需切負(fù)荷量的約束條件為：

PΣLoad-Σi=1NGonPgimax+ϵP≤ΔPD≤PΣDmax,]]>

式中，P_ΣLoad代表在切負(fù)荷措施前系統(tǒng)的總有功負(fù)荷，ΔP_D表示所需切掉的負(fù)荷量；P_gimax表示發(fā)電機(jī)i的最大有功出力；P_ΣDmax為可切負(fù)荷的總量；

第三步、通過上一步得出的切負(fù)荷量的限制，在可切負(fù)荷的范圍內(nèi)，尋找滿足切負(fù)荷量限制的組合，即求解以下模型：

minΣi=1NmωCiui]]>

s.t.PΣLoad-Σi=1NGonPGi+ϵP≤ΔPD≤PΣDmax,]]>

式中，u_i為采取的第i個(gè)措施；由此得到滿足切負(fù)荷量約束的最小代價(jià)的切負(fù)荷組合，該組合是一種或多種；若最終求出一種或多種組合，則置負(fù)荷表的標(biāo)識(shí)flag＝1，若無切除任何滿足切負(fù)荷量約束條件的切負(fù)荷組合，則置負(fù)荷表的標(biāo)識(shí)flag＝0；

第四步、對(duì)第三步求得的結(jié)果進(jìn)行判斷，若flag＝0，則表示不存在使系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定的可切負(fù)荷組合，需要輸出報(bào)警信息；若flag＝1，則繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，搜索最優(yōu)控制策略；并重新返回第三步，將模型變?yōu)椋?/p>

minΣi=1NmωCiui]]>

s.t.ΔPDmax+PDmin≤ΔPD≤PΣDmaxui∈{0,1},i=1,...,Nm,]]>

繼續(xù)尋找可能的切負(fù)荷組合表；P_Dmin為可切負(fù)荷的最小值；ΔP_Dmax為所有被切負(fù)荷組合的最大值；

（3）由最優(yōu)控制策略生成緊急控制在線預(yù)決策策略表：若收到了參數(shù)刷新的信號(hào)，則應(yīng)該生成新的策略表，若未收到參數(shù)刷新的信號(hào)，則策略表保持不變；

3）實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)是否發(fā)生擾動(dòng)和故障，若未發(fā)生則系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行，返回步驟1）；若發(fā)生故障則判斷擾動(dòng)和故障類型，繼續(xù)執(zhí)行下一步；

4）在控制策略表中尋找匹配的控制策略；

5）執(zhí)行緊急控制策略，并實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；

6）在系統(tǒng)經(jīng)過渡過程回到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，本次緊急控制結(jié)束，返回步驟1）。