电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法

摘要

本发明属电力系统安全稳定控制技术领域，适用于暂态安全稳定紧急控制系统如何自动选择在线策略或离线策略。本发明基于暂态安全稳定量化分析方法，提出运行状态变化对暂稳的影响指标，用于判断在线控制策略对运行状态变化的适应性。本发明包括两部分，一是在线策略的下发及其有效性的确认，即通过对在线策略进行安全校核，用于判断是否向控制装置下发在线策略，并对已下发的在线策略不断地进行有效性判断。二是故障时在线策略与离线策略的选择，即控制装置检测的“方式字”与在线策略的“方式字”相同，在线策略生成时间也不长，且基于控制装置实测数据计算出的运行状态变化对暂稳的影响程度满足要求，则选用在线策略；否则，采用离线策略。

主权项

电力系统暂稳紧急控制在线策略与离线策略自动选择方法，包括以下内容：1)在线控制策略计算流程：在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安全稳定控制系统实时数据进行电力系统运行断面数据整合，并基于该断面数据计算出安全稳定控制系统所覆盖的预想故障的暂态安全稳定紧急控制在线策略；2)在线控制策略校核与下发流程：在调度中心综合应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安全稳定控制系统实时数据重新进行电力系统运行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑在线控制策略实施后该预想故障的暂态安全稳定量化评估校核，若暂态安全稳定能够保证，则将预想故障信息、在线控制策略及其暂态安全稳定量化信息、断面时刻、“方式字”、断面数据中安全稳定控制系统监测的发电机与负荷信息刷新到相应的安全稳定控制装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，放弃该在线控制策略，不进行在线控制策略刷新；其中，所述在线控制策略校核与下发流程是一个独立的循环计算与判断流程，一旦检测到步骤1)在线控制策略计算流程已经生成了在线控制策略，则重新进行电力系统运行断面数据整合，并基于该断面数据进行在线控制策略的暂态安全稳定校核计算，若该在线控制策略，在新的运行状态下仍能确保相应的预想故障的暂态安全稳定，则根据暂态安全稳定校核计算结果，将预想故障信息、在线控制策略及其暂态安全稳定量化信息、断面时刻、“方式字”、断面数据中安全稳定控制系统监测的发电机与负荷信息刷新到相应的安全稳定控制装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，放弃该在线控制策略，不进行在线控制策略刷新；其中，暂态安全稳定量化信息包括与安全稳定控制系统监控的元件相关的暂态功角稳定主导模式和多个次主导模式及裕度、暂态电压跌落安全薄弱节点集及裕度、暂态电压稳定薄弱负荷集及裕度、以及暂态频率偏移安全薄弱节点/发电机集及裕度；3)安全稳定控制装置中在线控制策略的有效性校核流程：在调度中心综合 应用EMS状态估计实时数据、WAMS实时数据和安全稳定控制系统实时数据重新进行断面数据整合，并基于该断面数据，进行考虑安全稳定控制装置中的在线控制策略实施后的暂态安全稳定量化评估校核，若暂态安全稳定能够保证，则将与该预想故障相关的暂态安全稳定量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安全稳定控制系统监测的发电机与负荷信息刷新到相应的安全稳定控制装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”；其中，所述安全稳定控制装置中在线控制策略的有效性校核流程也是一个独立的循环计算与判断流程，一旦检测到安全稳定装置中保存了在线控制策略，则重新进行断面数据整合，并基于该断面数据进行在线控制策略的暂态安全稳定校核计算，若安全稳定控制装置中保存的在线控制策略，在新的运行状态下仍能确保相应的预想故障的暂态安全稳定，则根据校核计算结果，将与该故障相关的暂态安全稳定量化信息、断面时刻、“方式字”以及断面数据中安全稳定控制系统监测的发电机与负荷信息刷新到相应的安全稳定控制装置中，同时将该在线控制策略的“有效位”置为“有效”；否则，将该在线控制策略的“有效位”置为“无效”；4)预想故障发生后安全稳定控制装置中在线策略与离线策略的选择流程：当安全稳定控制装置检测到预想故障已经发生，若安全稳定控制装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”，相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长小于设定值，其“方式字”与安全稳定控制装置在故障前最近时刻实测的“方式字”相同，且基于安全稳定控制系统实测数据计算出电力系统运行状态变化后的暂态功角、电压和频率安全稳定裕度分别大于相应的设定值，则选用相应的在线控制策略；否则，采用相应的离线控制策略；其中，所述预想故障发生后安全稳定控制装置中在线控制策略与离线控制策略的选择流程是一个独立的循环计算与选择流程，安全稳定控制装置一旦检测到预想故障已经发生，则立即进行如下判断：若安全稳定控制装置中该故障在线控制策略的“有效位”为“有效”，相应的断面数据时刻距故障发生时刻的时长 小于设定值，其“方式字”与安全稳定控制装置在故障前最近时刻实测的“方式字”相同，且基于安全稳定控制系统实测数据，依据公式(1)‑(4)计算出暂态功角稳定裕度η'_a、暂态电压跌落安全裕度η'_vd、暂态电压稳定裕度η'_vs和暂态频率偏移安全裕度η'_f分别大于相应的设定值，则选用在线控制策略；否则，采用离线控制策略：式(1)中，N为安全稳定控制系统监测的发电机台数，m为实施在线控制措施后该故障暂态功角稳定主导模式，以及若干个稳定裕度与主导模式裕度差值小于设定值的次主导模式的模式总数，η_a.i为第i个发电机分群模式的稳定裕度，λ_j.i为第i个发电机分群模式中第j台发电机的参与因子，主导群发电机参与因子为正，余下群发电机参与因子为负，P′_g.j为安全稳定控制系统在故障前最近时刻实测的第j台发电机的有功出力，P_g.j为该在线控制策略对应的断面数据中该发电机的有功出力，P_gmax.j为该发电机有功出力最大值，a为设定的系数；η'_a为η'_a.i(i＝1,2,…,m)的最小值；式(2)中，n为安全稳定控制系统监测的暂态电压跌落薄弱负荷节点总数，η_vd.i为薄弱节点中第i个负荷节点的暂态电压跌落安全裕度，η_vd.1≤…≤η_vd.n，S′_i为安全稳定控制系统在故障前最近时刻实测的第i个负荷节点的视在功率，S_i为该在线控制策略对应的断面数据中该负荷节点的视在功率，若S_i不为0，S"_i取为S_i， 否则S"_i取为S′_i，b为设定的系数；η'_vd为η'_vd.i(i＝1,2,…,n)的最小值；式(3)中，k为安全稳定控制系统监测的暂态电压稳定薄弱负荷总数，η_vs.i为薄弱负荷中第i个负荷的暂态电压稳定裕度，η_vs.1≤…≤η_vs.k，S′_l.i为安全稳定控制系统在故障前最近时刻实测的第i个负荷的视在功率，S_l.i为该在线控制策略对应的断面数据中该负荷的视在功率，若S_l.i不为0，S"_l.i取为S_l.i，否则S"_l.i取为S′_l.i，c为设定的系数；η'_vs为η'_vs.i(i＝1,2,…,k)的最小值；式(4)中，l为安全稳定控制系统监测的暂态频率偏移薄弱发电机和负荷总数，η_f.i为薄弱发电机、负荷中第i个发电机或负荷的暂态频率偏移裕度，η_f.1≤…≤η_f.l，P′_i为安全稳定控制系统在故障前最近时刻实测的第i个发电机或负荷的有功功率，P_i为该在线控制策略对应的断面数据中该发电机或负荷的有功功率，若P_i不为0，P"_i取为P_i，否则P"_i取为P′_i，d为设定的系数，η'_f为η'_f.i(i＝1,2,…,l)的最小值。