[發明專利]一種海上油田群電網緊急控制的在線預決策方法

有效

• 申請號: 201310037717.9
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103107544A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王建豐;謝小榮;魏澈;劉國鋒;李強;萬光芬
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;清華大學
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種海上油田群電網緊急控制的在線預決策方法，其包括以下步驟：

1）系統正常運行，EMS系統對實際電網進行實時監控并按預先設定的時間間隔定期采集系統當前運行參數信息，將電網參數提供給緊急控制系統；

2）根據系統當前運行參數進行狀態估計，得到當前的運行方式參數，包括各狀態變量的值，判斷運行參數是否有刷新，如果有刷新則生成緊急控制系統控制策略表；緊急控制系統控制策略表生成方法如下：

（1）建立緊急控制在線預決策的數學模型：

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個措施；ω_Ci為采取措施i所需付出的代價；N_m為決策量的維數，P_gimax表示發電機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電機機組數；N_D表示系統的節點數；P_Gi為節點i注入的發電有功功率；P_Di為節點i的負載有功功率；Q_Gi為節點i注入的發電無功功率；QDi為節點i的負載無功功率；G_ij為節點i和節點j間的互電導；B_ij為節點i和節點j間的互電納；V_imin、V_imax分別表示節點i電壓幅值的下限和上限；N_L為系統支路數；S_ijmax為節點i和節點j直接交換功率的最大值，e_i和f_i分別表示狀態變量在節點i的橫分量和縱分量；

（2）將步驟（1）中的數學模型進行分解簡化，其步驟如下：

第一步、判斷當前負荷下，系統能否穩定；當系統發生故障后，判斷在不切除負荷的情況下，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，則系統能達到穩定；若該約束方程無解，則進入下一步；

第二步、計算系統需要切除的負荷量的限制條件，求得所需切負荷量的約束條件為：

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

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

第三步、通過上一步得出的切負荷量的限制，在可切負荷的范圍內，尋找滿足切負荷量限制的組合，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個措施；由此得到滿足切負荷量約束的最小代價的切負荷組合，該組合是一種或多種；若最終求出一種或多種組合，則置負荷表的標識flag＝1，若無切除任何滿足切負荷量約束條件的切負荷組合，則置負荷表的標識flag＝0；

第四步、對第三步求得的結果進行判斷，若flag＝0，則表示不存在使系統恢復穩定的可切負荷組合，需要輸出報警信息；若flag＝1，則繼續進行計算，搜索最優控制策略；并重新返回第三步，將模型變為：

minΣi=1NmωCiui]]>

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

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

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

3）實時檢測系統是否發生擾動和故障，若未發生則系統繼續正常運行，返回步驟1）；若發生故障則判斷擾動和故障類型，繼續執行下一步；

4）在控制策略表中尋找匹配的控制策略；

5）執行緊急控制策略，并實時檢測系統運行狀態；

6）在系統經過渡過程回到穩定運行時，本次緊急控制結束，返回步驟1）。