[發(fā)明專利]一種自治電力系統(tǒng)架構(gòu)及其運(yùn)行控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410359528.8
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN104124683B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉廣一;高波;張凱;舒彬;周彤;曲延濱;楊占勇;范士雄;楊洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;中國(guó)電力科學(xué)研究院;北京電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種自治電力系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述系統(tǒng)架構(gòu)包括控制層、物理層和干擾層；

所述控制層包括頂層自治控制單元和底層自治控制單元；

所述頂層自治控制單元包括頂層控制中心、目標(biāo)分配單元和子目標(biāo)對(duì)應(yīng)自治單元；

所述底層自治控制單元包括自治管理器、自治區(qū)域、傳感器和效應(yīng)器；

所述物理層為實(shí)際的自治電力系統(tǒng)，其包括與發(fā)電、輸電、配電和用電相關(guān)的設(shè)備；

所述干擾層為實(shí)際的自治電力系統(tǒng)之外的干擾因素，其包括人為干擾因素、自然干擾因素；

所述頂層自治控制單元通過(guò)頂層控制中心、目標(biāo)分解單元和子目標(biāo)對(duì)應(yīng)自治單元分配單元的協(xié)調(diào)配合，給出某一時(shí)刻的頂層目標(biāo)對(duì)應(yīng)的自治單元相應(yīng)子目標(biāo)；所述自治管理器為一種基于知識(shí)庫(kù)的“監(jiān)控-分析-規(guī)劃-執(zhí)行”運(yùn)行架構(gòu)；

所述自治單元的傳感器用于反饋?zhàn)灾螁卧\(yùn)行狀態(tài)；

所述自治管理器的傳感器用于監(jiān)控自治區(qū)域的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，包括對(duì)故障或干擾的監(jiān)控、與實(shí)現(xiàn)子目標(biāo)相關(guān)的物理量的監(jiān)控；

所述自治單元的效應(yīng)器用于執(zhí)行頂層目標(biāo)分配的相關(guān)運(yùn)行控制子目標(biāo)；所述自治管理器中的效應(yīng)器用于執(zhí)行自治單元的運(yùn)行控制命令。

2.如權(quán)利要求1所述的一種自治電力系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述底層自治控制單元中的自治單元根據(jù)頂層自治控制單元產(chǎn)生的子目標(biāo)，選擇相應(yīng)控制策略、確定控制區(qū)域的優(yōu)化配置并確定其他相關(guān)自治單元的協(xié)調(diào)方案。

3.一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)自治電力系統(tǒng)頂層控制中心設(shè)定頂層目標(biāo)；

(2)目標(biāo)分配單元根據(jù)目標(biāo)指令及電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，將頂層目標(biāo)進(jìn)行分解；

(3)目標(biāo)分配單元將子目標(biāo)分配給相應(yīng)的自治單元；

(4)底層自治單元根據(jù)子目標(biāo)，確定自治單元控制目標(biāo)、最優(yōu)自治區(qū)域、自治單元協(xié)調(diào)方案及自治運(yùn)行方案并執(zhí)行；

(5)反饋?zhàn)灾坞娏ο到y(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)自身需求，自治單元自主完成自治區(qū)域的自配置、自優(yōu)化、自保護(hù)和自修復(fù)，由自治單元自身以及頂層控制中心來(lái)檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是否完成。

4.如權(quán)利要求3所述的一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述頂層目標(biāo)為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商根據(jù)電力市場(chǎng)運(yùn)行需求而實(shí)時(shí)設(shè)定的目標(biāo)。

5.如權(quán)利要求3所述的一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述步驟(2)包括將頂層目標(biāo)分解為1～N個(gè)子目標(biāo)，其子目標(biāo)包括智能電網(wǎng)輸配電電能質(zhì)量控制、潮流優(yōu)化管理及需求側(cè)響應(yīng)。

6.如權(quán)利要求3所述的一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述自治單元控制目標(biāo)，為自治單元結(jié)合頂層控制中心分配的子目標(biāo)并結(jié)合自治單元自治管理器對(duì)自治區(qū)域的監(jiān)控信息做出的智能決策；

所述最優(yōu)自治區(qū)域，為一種自治單元在物理層中對(duì)應(yīng)的最優(yōu)自治區(qū)域，其在約束條件下，利用圖論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相關(guān)的優(yōu)化算法確定實(shí)現(xiàn)子目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)自治區(qū)域，包括輸配電網(wǎng)及相關(guān)電力設(shè)備的最優(yōu)配置，所述最優(yōu)自治區(qū)域的確定是自治電力系統(tǒng)自配置、自優(yōu)化的結(jié)果；

所述自治單元協(xié)調(diào)方案，為自治單元根據(jù)目標(biāo)需要，在選定其自治運(yùn)行任務(wù)的同時(shí)，確定相關(guān)其他自治單元的協(xié)調(diào)控制，包括對(duì)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能，以及電網(wǎng)電壓、功率，需求側(cè)響應(yīng)的協(xié)調(diào)控制；

所述自治單元自治運(yùn)行方案，為自治單元根據(jù)內(nèi)部自治機(jī)制完成當(dāng)前運(yùn)行控制任務(wù)，包括智能電網(wǎng)輸配電電能質(zhì)量控制，潮流優(yōu)化管理，及需求側(cè)響應(yīng)。

7.如權(quán)利要求3所述的一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述步驟(5)中所述自治區(qū)域的自配置、自優(yōu)化、自保護(hù)和自修復(fù)包括：

1)自配置：指自治單元根據(jù)頂層控制中心分配的子目標(biāo)進(jìn)行電網(wǎng)物理層資源的自我重新配置；對(duì)反饋的電網(wǎng)運(yùn)行信息和自治單元內(nèi)部需求智能分析的基礎(chǔ)上確定是否需要資源重新配置；

2)自優(yōu)化：指自治單元根據(jù)系統(tǒng)在不同時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)及響應(yīng)的自配置行為，利用最優(yōu)控制理論對(duì)其進(jìn)行資源配置的最優(yōu)化；

3)自保護(hù)：指在電力系統(tǒng)因內(nèi)部運(yùn)行故障或者外界干擾而發(fā)生連串運(yùn)作失敗時(shí)，執(zhí)行相關(guān)保護(hù)措施保護(hù)系統(tǒng)；

4)自修復(fù)：自治電力系統(tǒng)應(yīng)能夠在自保護(hù)失敗而出現(xiàn)故障情況下，基于知識(shí)庫(kù)并利用智能診斷算法進(jìn)行自我診斷并進(jìn)行自配置和自優(yōu)化，使得系統(tǒng)盡可能地得到修復(fù)并恢復(fù)運(yùn)行。

8.如權(quán)利要求3所述的一種自治電力系統(tǒng)運(yùn)行控制方法，其特征在于，所述步驟(5)中目標(biāo)校驗(yàn)包括：

自治單元自校驗(yàn)，以確定其相應(yīng)控制目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)，由相應(yīng)傳感器實(shí)時(shí)反饋該自治區(qū)域的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，包括各節(jié)點(diǎn)電壓、各節(jié)點(diǎn)有功功率，并由自治單元判斷是否完成相應(yīng)目標(biāo)，包括響應(yīng)節(jié)點(diǎn)電壓是否控制在允許范圍內(nèi)，如未完成目標(biāo)，則繼續(xù)自身的自治運(yùn)行直至相應(yīng)目標(biāo)完成；

頂層控制中心根據(jù)自治單元反饋的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，確定頂層目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是否符合要求，直至符合要求。