一种在线大电网恢复辅助决策系统

摘要

本发明涉及一种在线大电网恢复辅助决策系统，系统包括实时辅助模式和研究分析模式两种工作模式，包括断面操作分析模块：用于断面读取及断面调整；计算配置模块：用于计算参数设置、黑启动电源选取和被启动电源选取；计算功能模块：用于系统分区、潮流计算、电磁暂态计算、机电暂态计算和路径搜索与评估；计算管理模块：用于系统分区方案、电压波形、可用路径排名和黑启动生成方案的显示。应用本发明开发在线电力系统恢复辅助决策支持系统，可充分利用调度中心现有数据资源，综合了预案恢复方法与智能型调度的优点，无需重新建模，减少系统建设时间和成本，提高了决策建议的实时性和准确性，为电网大停电事故后的快速可靠恢复提供了强有力的支持。

主权项

一种在线大电网恢复辅助决策系统，其特征在于，所述系统包括实时辅助模式和研究分析模式两种工作模式，所述系统包括：断面操作分析模块：用于断面读取及断面操作，包括恢复目标断面读取模块、实时断面读取模块、研究基础断面读取模块、研究断面调整模块和断面恢复模块；计算配置模块：用于计算参数设置、黑启动电源选取和被启动电源选取，包括参数设置模块、黑启动电源选取模块和被启动电源选取模块；计算功能模块：用于系统分区、潮流计算、电磁暂态计算、机电暂态计算和路径搜索与评估，包括系统分区模块、潮流计算模块、电磁暂态计算模块、机电暂态计算模块和路径搜索与评估模块；计算管理模块：用于系统分区方案、电压波形、可用路径排名和黑启动生成方案的显示，包括波形显示模块；在实时辅助模式下，所述计算功能模块用于潮流计算、电磁暂态计算、机电暂态计算和路径搜索与评估；在研究分析模式下，所述计算功能模块用于系统分区、潮流计算、电磁暂态计算、机电暂态计算和路径搜索与评估；潮流计算由潮流计算模块实现，包括指定模型中的电力潮流分布情况；电磁暂态计算由电磁暂态计算模块实现，采用EMTP工具包进行电磁暂态分析获取操作电压校验结果；机电暂态计算由机电暂态计算模块实现；所述系统分区是基于模糊聚类分析的电力系统黑启动分区，由系统分区模块实现，所述系统分区通过以下步骤实现：(1)建立反映各节点与各黑启动电源之间电气距离的原始数据矩阵：定义节点i与黑启动电源j之间的电气距离为：$L_{ij}=\underset{k=1}{\overset{l}{\Sigma }}{\omega }_{ij\left(k\right)}{r}_{ij\left(k\right)}^{\prime }$    ①；其中，r_ij(k)为衡量电气联系强弱的第k个指标值，r_ij(k)′为其标准化后数值，r_max、r_min分别为r_ij(k)对应于不同i的最大值、最小值；ω_i为第i个指标的权值；l代表指标个数，取为3；i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n；节点包括被启动电源、变电站和负荷母线；若以电网中的m个节点为分类对象，黑启动电源个数为n，则节点i与黑启动电源j之间的电气距离构成相应特征指标，即原始数据矩阵中的各元素：x_ij＝L_ij    ②；则建立原始数据矩阵X＝(x_ij)_m×n；其中i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n(2)对所述原始数据矩阵中各元素进行标准化：采用极差标准化方法对原始数据矩阵进行标准化，其表达式为：$y_{ik}=\frac{x_{ik}-\underset{1\le i\le m}{min}\left\{x_{ik}\right\}}{\underset{1\le i\le m}{\max }\left\{x_{ik}\right\}-\underset{1\le i\le m}{min}\left\{x_{ik}\right\}},$    ③；其中：k＝1,2,…,n；(3)标定待分类对象，建立模糊相似矩阵：建立模糊相似矩阵又称为标定，是指标出衡量被分类对象间相似程度的统计量r_ij；设论域X＝{x₁,x₂,…,x_m}，x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_in)，则x_i与x_j的相似程度为r_ij＝R(x_i,x_j)，i,j＝1,2,…,m；采用绝对值指数法来求解r_ij，其表达式为：$r_{ij}=\exp (-c\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}|y_{ik}-y_{jk}\left|\right)$    ④；其中：c为正数，其取值为0≤r_ij≤1；(4)应用传递闭包法对各对象进行聚类，得到对应不同阈值的系统分区方案：选取合适的阈值λ∈[0,1]，根据如下式⑤求取模糊矩阵R的λ‑截矩阵得到对应不同λ值的分区方案，即为：$r_{ij}^{\left(\lambda \right)}=\{\begin{array}{cc}1,& r_{ij}\ge \lambda \\ 0,& r_{ij}<\lambda \end{array},$    ⑤；对于x_i,x_j∈X，若则在阈值λ水平上将对象x_i和对象x_j归为同一类；对于不同的阈值λ，按照R_λ进行分类，所得到的分类就是在λ水平上的等价分类，即对应不同阈值的系统分区方案；(5)参考电网黑启动电源分布和潮流校验结果进行系统分区的合并与调整，得到最终的黑启动分区方案；在黑启动分区过程中结合以下规则：<1>控制黑启动过程中的电压转换次数，减少空充线路造成的电压越限；<2>限制路径长度减小线路形成的容性负荷，降低发电机发生自励磁的机率；<3>限制黑启动过程中经过的厂站数量减少恢复操作，减小方案的风险性并缩短启动时间。