[發明專利]電網多級調度協同的安全穩定在線預防控制優化決策方法

有效

• 申請號: 201510015562.8
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104979823B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 徐泰山;鮑顏紅;王勝明;李勇;龐曉艷;馮長有;徐偉;鄭亮;徐友平;李建;王震
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;南京南瑞集團公司;國家電網公司;國家電網公司華中分部;國網四川省電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 汪旭東

1.電網多級調度協同的安全穩定在線預防控制優化決策方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

根據其實時采集或匯集的電網運行狀態信息，結合設備模型和參數，生成本調控中心直接調控的電網的在線運行方式數據S_i.j，并生成本調控中心直接防御的預想故障集F_i.j和直接調控的在線預防控制候選措施集M_i.j，將本調控中心直接調控的在線預防控制優化措施集CM_i.j置為空集；

其中，i＝1,2,…,I，I表示電網中調控層的層級的總數，i表示電網中各調控中心所處的調控層的層級序號，第1級為最高級，第2級為第1級的直接下級，第1級為第2級的直接上級，以此類推，第I級為最低級，j＝1,2,…,J_i，J_i表示處于第i級調控層的調控中心的總數；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟2)；

處于第1級調控層的調控中心只有1個，處于其它各級調控層的調控中心至少有1個，除處于第1級調控層的調控中心外其它調控中心的直接上級調控中心有且只有1個，各調控中心的直接下級調控中心的數目沒有限制；

電網的各級各個調控中心直接調控的在線預防控制候選措施集是指當前運行方式下可選的預防控制設備及其控制變量、控制方向和可控量最大值的集合，電網的各級各個調控中心直接防御的預想故障集的交集為空集；

電網的各級各個調控中心直接調控的在線預防控制優化措施集是指當前運行方式下選定的預防控制設備及其控制變量、控制方向、最終控制量和控制量的增量的集合，電網的各級各個調控中心直接調控的在線預防控制候選措施集的交集為空集；

控制量的增量是指迭代過程中每輪計算得到的預防控制設備及其控制變量的控制量；

2)在處于第1級調控層的調控中心，將電網運行的當前時刻記為t₀，進入步驟3)；

3)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的電網在線運行方式數據；

然后，基于本調控中心的S_i.j，結合與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的電網在線運行方式數據，進行面向電網安全穩定在線評估的運行方式數據整合處理，生成包括本調控中心直接調控的電網以及與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的電網在內的用于本調控中心進行安全穩定在線評估的電網在線運行方式數據S′_i.j；

最后，根據本調控中心的S′_i.j，針對本調控中心的F_i.j進行安全穩定在線評估；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟4)；

當本調控中心為處于第1級調控層的調控中心時，所述與本調控中心緊密相關的調控中心為本調控中心的所有的直接下級調控中心；當本調控中心為處于其他調控層的調控中心時，所述與本調控中心緊密相關的調控中心包括本調控中心的直接上級調控中心、本調控中心的直接上級調控中心的除本調控中心外的所有的直接下級調控中心和本調控中心的所有的直接下級調控中心；

4)在處于第1級調控層的調控中心，匯集其它各級各個調控中心的安全穩定在線評估結果，若電網的各級各個調控中心針對其直接防御的預想故障集的安全穩定在線評估結果都滿足安全穩定運行要求，則認為電網的當前運行狀態是安全穩定的，各級各個調控中心都不需要對其直接調控的電網采取預防控制措施，結束本方法，否則，進入步驟5)；

5)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的在線預防控制候選措施集；

然后，將本調控中心的M_i.j以及與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的在線預防控制候選措施集的并集，作為用于本調控中心計算針對F_i.j的電網安全穩定在線預防控制優化措施的候選措施集M′_i.j；

最后，基于本調控中心最新的安全穩定在線評估結果，計算出本調控中心的M′_i.j中各個預防控制候選措施在S′_i.j下針對F_i.j的電網安全穩定性的控制性能指標；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟6)；

預防控制候選措施的控制性能指標是指該預防控制候選措施實施后電網安全穩定裕度的增加量與該預防控制候選措施的控制代價的比值；

6)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心的安全穩定在線預防控制優化措施計算的候選措施集中各候選措施的控制性能指標；

然后，當本調控中心為處于第1級調控層的調控中心時，通過公式(1)計算本調控中心的M_i.j中各個預防控制候選措施在多級調度協同防御電網安全穩定性時的控制性能綜合指標；當本調控中心為處于其他調控層的調控中心時，通過公式(2)計算本調控中心的M_i.j中各個預防控制候選措施在多級調度協同防御電網安全穩定性時的控制性能綜合指標；

${\mathrm{PI}}_{i.j.k}^{\′}={\mathrm{PI}}_{i.j.k}+\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_u}\underset{l=1}{\overset{D_{i.j}}{\Σ}}{\mathrm{PI}}_{i+1.d_{i.j.l}.k},k=1,2,...,K_{i.j}---\left(1\right)$

${\mathrm{PI}}_{i.j.k}^{\′}={\mathrm{PI}}_{i.j.k}+{\mathrm{\λ}}_u{\mathrm{PI}}_{i-1.u_{i.j}.k}+\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_u}\underset{l=1}{\overset{D_{i.j}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PI}}_{i+1.d_{i.j.l}.k}+{\mathrm{\λ}}_n\underset{l=1;l\≠j}{\overset{N_{i.j}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{PI}}_{i.n_{i.j.l}.k},k=1,2,\mathrm{...},K_{i.j}---\left(2\right)$

式中，K_i.j為M_i.j中預防控制候選措施的總數，PI_i.j.k為M_i.j中第k個預防控制候選措施用于針對F_i.j的電網安全穩定性的控制性能指標，u_i.j為本調控中心的直接上級調控中心在其所處的調控層中的各調控中心中的排序號，為M_i.j中第k個預防控制候選措施用于針對本調控中心的直接上級調控中心的直接防御的預想故障集的電網安全穩定性的控制性能指標，D_i.j為本調控中心的直接下級調控中心的總數，d_i.j.l為本調控中心的第l個直接下級調控中心在其所處的調控層中的各調控中心中的排序號，為M_i.j中第k個預防控制候選措施用于針對本調控中心的第l個直接下級調控中心的直接防御的預想故障集的電網安全穩定性的控制性能指標，N_i.j為本調控中心的直接上級調控中心的直接下級調控中心的總數，n_i.j.l為本調控中心的直接上級調控中心的第l個直接下級調控中心在其所處的調控層中的各調控中心中的排序號，為M_i.j中第k個預防控制候選措施用于針對本調控中心的直接上級調控中心的第l個直接下級調控中心的直接防御的預想故障集的電網安全穩定性的控制性能指標，λ_u為在多級調度協同防御電網安全穩定性時直接上下級調控中心之間的協調因子，取大于等于1的設定值，λ_n為在多級調度協同防御電網安全穩定性時屬于同一直接上級調控中心的不同調控中心之間的協調因子，取大于等于1、小于等于λ_u的設定值，PI′_i.j.k為M_i.j中第k個預防控制候選措施用于多級調度協同防御電網安全穩定的控制性能綜合指標；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟7)；

7)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的在線預防控制候選措施集中各個預防控制候選措施用于多級調度協同防御電網安全穩定的控制性能綜合指標，得到本調控中心的M′_i.j中各個預防控制候選措施用于多級調度協同防御電網安全穩定的控制性能綜合指標；

然后，若本調控中心最新的安全穩定在線評估結果不滿足安全穩定運行要求，則基于本調控中心的M′_i.j中各個預防控制候選措施用于多級調度協同防御電網安全穩定的控制性能綜合指標，針對本調控中心的S′_i.j，計算出滿足F_i.j下安全穩定運行要求的在線預防控制優化措施集，作為本調控中心待合并處理的在線預防控制優化措施集DM_i.j，否則，將本調控中心待合并處理的在線預防控制優化措施集DM_i.j置為空集；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟8)；

所述待合并處理的在線預防控制優化措施集包括預防控制設備及其控制變量、控制方向和控制量；

8)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心待合并處理的在線預防控制優化措施集；

然后，針對本調控中心的M_i.j中每個預防控制設備及其控制變量，若其只在本調控中心的DM_i.j以及與本調控中心緊密相關的調控中心待合并處理的在線預防控制優化措施集中的1個集合中，則先將該預防控制設備及其控制變量在該集合中的控制方向和控制量，加入到本調控中心的CM_i.j中，作為該預防控制設備及其控制變量的控制方向和控制量的增量，再將CM_i.j中該預防控制設備及其控制變量的最終控制量與控制量的增量之和作為新的最終控制量；若其在本調控中心的DM_i.j以及與本調控中心緊密相關的調控中心待合并處理的在線預防控制優化措施集中的2個及以上集合中，且其控制方向在這些集合中都相同，則先將該預防控制設備及其控制變量在這些集合中的控制方向和控制量中的最大值，加入到本調控中心的CM_i.j中，作為該預防控制設備及其控制變量的控制方向和控制量的增量，再將CM_i.j中該預防控制設備及其控制變量的最終控制量與控制量的增量之和作為新的最終控制量；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟9)；

9)在電網的各級各個調控中心，分別進行以下處理：

首先，匯集與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的在線預防控制優化措施集；

然后，按照本調控中心的CM_i.j以及與本調控中心緊密相關的調控中心直接調控的在線預防控制優化措施集中所有預防控制設備及其控制變量的控制方向和控制量的增量，對本調控中心的S′_i.j進行調整和更新，

最后，針對調整更新后的S′_i.j，進行針對F_i.j的安全穩定在線評估；

待所有調控中心完成上述處理后，進入步驟10)；

10)在處于第1級調控層的調控中心，匯集其它各級各個調控中心的安全穩定在線評估結果，若電網的各級各個調控中心最新的安全穩定在線評估結果都滿足電網安全穩定運行要求，則將各級各個調控中心的CM_i.j作為多級調度協同的安全穩定在線預防控制優化措施，結束本方法；否則，進入步驟11)；

11)在處于第1級調控層的調控中心，若電網運行的當前時刻與t₀的差值小于設定時長，進入步驟12)，否則，認為搜索不到多級調度協同的安全穩定在線預防控制優化措施，結束本方法；

12)在電網的各級各個調控中心，首先，從M_i.j中剔除與CM_i.j中預防控制設備及其控制變量相同但控制方向相反的候選措施，以及從M_i.j中剔除與CM_i.j中預防控制設備及其控制變量相同且控制方向相同但可控量最大值與控制量的增量相等的候選措施，再將M_i.j中與CM_i.j中預防控制設備及其控制變量相同且控制方向相同的候選措施的可控量最大值設置為該可控量最大值與控制量增量的差值，返回步驟5)，進行下一輪計算。