專利名稱：災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法
技術(shù)領(lǐng)域：
災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法屬于電力網(wǎng)安全技術(shù)領(lǐng)域。
在大型電力系統(tǒng)中，嚴(yán)重的局部故障可以導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，如發(fā)電機(jī)組的不同步(失步)、電力供需不平衡、電力頻率和電壓等指標(biāo)偏離額定范圍等。這些現(xiàn)象的發(fā)展可能造成事故的擴(kuò)大乃至全電力網(wǎng)的崩潰，即大范圍的供電中斷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在這種情況下，需要及時(shí)采取有效的緊急控制措施以避免電力系統(tǒng)的崩潰瓦解。解列是一種有效地避免電力系統(tǒng)異步運(yùn)行甚至崩潰的控制措施，其基本的思想是通過主動(dòng)地切斷一些合理選擇的輸電線將整個(gè)電力網(wǎng)分解為若干個(gè)互相之間異步的電力孤島，使全系統(tǒng)工作在一個(gè)“準(zhǔn)正?！钡臓顟B(tài)，即各孤島內(nèi)部發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行，電力供需平衡，滿足其他必要的安全約束條件(相對(duì)于事故前正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)，某些約束條件和指標(biāo)可相應(yīng)放寬)。這樣，在其他緊急控制措施的配合下，各孤島內(nèi)的子電力系統(tǒng)仍能保持供電，從而避免電力系統(tǒng)崩潰而造成的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而在系統(tǒng)故障排除之后，通過恢復(fù)控制手段重新同步各個(gè)電力孤島，恢復(fù)電網(wǎng)的完整性和全系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此，在某種意義上說，解列控制是在災(zāi)變事故發(fā)生的情況下保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最后防線。本發(fā)明針對(duì)有可能造成電力網(wǎng)異步甚至崩潰的事故，針對(duì)大規(guī)模電力網(wǎng)，首次基于有序二元決策技術(shù)提出了在線搜索合理的解列策略的新方法，為災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)的崩潰提供了一種快速有效的決策方法。
可以看出，現(xiàn)今為止對(duì)災(zāi)變事故下緊急控制的研究，主要集中在采取事先避免措施、預(yù)測引起解列必要性的事故、對(duì)分解后孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定化措施等，而直接對(duì)解列策略的快速有效搜索的研究幾乎是處于空白的狀況。這種現(xiàn)狀是首先是由于，大型電力網(wǎng)的解列策略的搜索問題是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，我們?cè)诶碚撋弦呀?jīng)證明這是一個(gè)NP難題，隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大，備選策略空間將發(fā)生指數(shù)性爆炸。如對(duì)IEEE標(biāo)準(zhǔn)的118個(gè)節(jié)點(diǎn)186條線路的電力網(wǎng)，其備選策略數(shù)可達(dá)到2186≈9.8×1055(近似等于1048億個(gè)策略)。其次，合理有效的解列策略必須在很短的時(shí)間內(nèi)(幾秒鐘甚至1秒鐘之內(nèi))給出，否則將無法有效地挽救電力系統(tǒng)的崩潰以避免其被動(dòng)瓦解的發(fā)生。而對(duì)于如此巨大的策略搜索空間，現(xiàn)今電力工程界所流行的搜索方法都不可能實(shí)現(xiàn)快速有效的搜索，更不可能在幾秒甚至1秒鐘之內(nèi)在線給出解列策略。目前，由于技術(shù)水平的局限，以及通過對(duì)實(shí)際電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡化處理，所以，在實(shí)際電力系統(tǒng)安全性控制中，通常是離線地在電網(wǎng)的某些關(guān)鍵線路中(例如在各地區(qū)電網(wǎng)的交界處)選擇若干解列點(diǎn)，而在需要緊急解列的情況下通過簡單的判斷，直接切斷該地方的輸電線，以達(dá)到解列電網(wǎng)的目的。這種做法把十分復(fù)雜的問題在處理上過于簡單化，因此幾乎不總是有效的。有鑒于此，盡管多年來對(duì)電力系統(tǒng)在災(zāi)變事故下的解列問題已經(jīng)做了上述多方面若干研究，但是仍然不能避免電力系統(tǒng)崩潰事故的不斷發(fā)生。正是在這樣的背景下，本發(fā)明基于主動(dòng)解列的理念，采用新的搜索方法，直接面對(duì)大規(guī)模電力網(wǎng)的復(fù)雜解列問題，快速實(shí)時(shí)地提供有效的解列策略，為大電力系統(tǒng)在嚴(yán)重災(zāi)變事故下避免崩潰提供了一種可能的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征在于提供了一種災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法。
本發(fā)明基于主動(dòng)解列的理念，針對(duì)災(zāi)變事故發(fā)生下的大電力系統(tǒng)，引進(jìn)有序二元決策技術(shù)的搜索方法，采用多階段搜索的途徑，在幾秒甚至1秒鐘之內(nèi)在線地給出合理有效的解列策略?；谶@種思路，本發(fā)明吸納現(xiàn)有成熟的相關(guān)理論及研究成果，做到在線搜索大型電力網(wǎng)的滿足如下三個(gè)必要條件的解列策略1)發(fā)電機(jī)同步約束(SSC)解列后孤島內(nèi)的電力子系統(tǒng)內(nèi)部，發(fā)電機(jī)組必須做到同步運(yùn)行；2)電力平衡約束(PBC)解列后孤島內(nèi)，必須做到“發(fā)電與用電基本平衡”，也就是子系統(tǒng)頻率在允許范圍內(nèi)接近額定頻率；3)傳輸線安全約束(RLC)解列后孤島內(nèi)，各傳輸線路及其它電力設(shè)備的負(fù)荷必須在其穩(wěn)態(tài)安全約束范圍內(nèi)。
本發(fā)明所給出的解列策略搜索方法，采用多階段的搜索途徑，分階段地縮小候選策略空間，直至搜索出滿足3個(gè)必要條件的解列策略。其搜索流程以及策略空間的縮小過程如

圖1所示。
本發(fā)明的特征在于1.它是一種借助有序二元決策(OBDD)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)多階段且快速、有效地在線搜索大型電力網(wǎng)滿足以下三個(gè)必要條件的主動(dòng)解列決策的方法(1)發(fā)電機(jī)同步約束(SSC)解列后孤島內(nèi)的電力子系統(tǒng)內(nèi)部，發(fā)電機(jī)組必須同步運(yùn)行；
(2)電力平衡約束(PBC)解列后，孤島內(nèi)必須使“發(fā)電與用電基本平衡”，且子系統(tǒng)頻率在允許范圍內(nèi)接近額定頻率；(3)傳輸線安全約束(RLC)解列后，孤島內(nèi)各傳輸線路及其他電力設(shè)備的負(fù)荷必須在其穩(wěn)態(tài)安全約束范圍內(nèi)；它依次會(huì)有以下各個(gè)步驟(1)，在離線狀態(tài)下，對(duì)解列后各孤島電力系統(tǒng)的電力平衡度、電力設(shè)備及傳輸線路的穩(wěn)態(tài)安全約束給出相應(yīng)的指標(biāo)頻率偏差Δf；孤島電力系統(tǒng)的等效調(diào)差系數(shù)σ；所有傳輸線的穩(wěn)態(tài)安全約束值PSLij及安全系數(shù)α；解列后各孤島電力系統(tǒng)的有功負(fù)荷上界設(shè)定值PIsland；孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度即允許的孤島電力系統(tǒng)的最大發(fā)、用電功率偏差d；(2)，在離線狀態(tài)下對(duì)原始電網(wǎng)作必要的預(yù)處理(2.1)，按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)根據(jù)下式確定解列后孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度；d<Δf·PIslandσ·f0,f0=50Hz]]>根據(jù)下式確定的不含發(fā)電機(jī)的“區(qū)域”，且合并成相應(yīng)節(jié)點(diǎn)；PArea<Δ·PIslandσ·f0]]>PArea該負(fù)荷“區(qū)域”的功率最大值；(2.2)，合并各區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)且區(qū)域間的冗余傳輸線路，形成供搜索解列策略的圖論模型用N節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)賦權(quán)無向圖G(V，E，W)表示該“供搜索解列策略的圖論模型”；其中，V＝{v1，...，vN}為節(jié)點(diǎn)集；E為邊集，若某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)vi和vj間存在邊則用eij表示；W＝{w1，...，wN}為節(jié)點(diǎn)的權(quán)集，節(jié)點(diǎn)的權(quán)值即為各節(jié)點(diǎn)發(fā)電功率與負(fù)荷功率之差，權(quán)值的實(shí)數(shù)部分代表有功功率；(3)，對(duì)于上述“供搜索解列策略的圖論模型”，應(yīng)用基于有序二元決策圖(OBDD)的算法，確定所有同時(shí)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略；其中，“電力平衡約束”的OBDD離線生成，而“發(fā)電機(jī)同步約束”的OBDD則在線生成(3.1)，用一個(gè)各元素為待定布爾變量或0的對(duì)稱陣AG表示圖模型G的鄰接矩陣；其中，若G中節(jié)點(diǎn)vi、vj(i＜j，下同)間存在邊eij時(shí)，其元素(AG)ij和(AG)ji均為待定布爾變量bij＝bji；若G中節(jié)點(diǎn)vi、vj間不存在邊eij時(shí)，其元素(AG)ij和(AG)ij均為0；從而，把求解解列策略的問題轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定所有待定布爾變量bij的最終取值(1或0)的問題，即bij＝0表示eij所對(duì)應(yīng)的實(shí)際電網(wǎng)中的各條輸電線在解列后應(yīng)被切斷，反之則保留；
(3.2)，用布爾矩陣BG表示G的所有節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，它的變化就確定了G以及原始電力網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，其可由下式求得BG=I⊕AG⊕AG2⊕···⊕AGL]]>其中，L為G中最長的一條不經(jīng)過重復(fù)節(jié)點(diǎn)的路的長度；I為布爾單位矩陣，對(duì)角元為1，其余為0；AG2和AGL表示布爾矩陣AG的2次乘方和L次乘方(分別將布爾“與”運(yùn)算“?！焙筒紶枴盎颉边\(yùn)算“”視為“乘法”和“加法”運(yùn)算)，即BG是將AG的從0至L各次乘方矩陣取“或”求得的；AG的l次乘方AGl的第i行第j列元素(AGl)ij是一個(gè)關(guān)于“”和“”運(yùn)算的多項(xiàng)式，它可確定所有從節(jié)點(diǎn)vi到節(jié)點(diǎn)vj的長度等于l的路，因此，BG的第i行第j列元素(BG)ij確定了從節(jié)點(diǎn)vi到vj的所有路；(3.3)，用BG把“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”表示成布爾函數(shù)表達(dá)式 其中，IG表示G中所有“發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)”的序列號(hào)集，IA和IS分別表示G中兩個(gè)互相間異步的“發(fā)電機(jī)群”(分別屬于G1和G2)的序列號(hào)集，有IG＝IA∪IS，而iA∈IA，iS∈IS；m表示任一負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)編號(hào)；上式中第一項(xiàng)和第二項(xiàng)分別表示“所有屬于發(fā)電機(jī)群IA或IS的發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)均相連”；第三項(xiàng)表示“任一負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)與發(fā)電機(jī)群IA和發(fā)電機(jī)群IS中的節(jié)點(diǎn)相連”；(3.3.2)，為表達(dá)“電力平衡約束”，定義 ，則在發(fā)電機(jī)同步狀態(tài)下，IA、IS未知時(shí)，PBC=Πi∈NG⊗<|(BG)i*·W|≤d>]]> 表示BG的第i行，w＝[w1，…，wN]T表示所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)值組成的列矩陣；上式PBC表示與任一發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)相連的所有節(jié)點(diǎn)權(quán)的代數(shù)和的絕對(duì)值應(yīng)小于電力平衡程度d；當(dāng)“發(fā)電機(jī)同步約束”滿足，且IA、IS已知時(shí)，PBC=<|Σk∉IG(BG)iS.k·wk+Σl∈ISw1|≤d>⊗<|Σg∉IG(BG)iA.g·wg+Σh∈IAwh|≤d>]]>其中，wh、wl分別為屬于IA、IS中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值，wk、wg均為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)權(quán)值；(3.4)，建立解列問題的有序二元決策圖OBDD(3.4.1)，根據(jù)有效減小OBDD規(guī)模的原則確定布爾變量bij的順序；
(3.4.2)，對(duì)于“發(fā)電機(jī)同步約束”的布爾函數(shù)表達(dá)式，其有序二元決策圖可由OBDD算法直接生成；(3.4.3)，對(duì)于“電力平衡約束”的函數(shù)表達(dá)式，要先進(jìn)行預(yù)處理以獲得等價(jià)的布爾函數(shù)表達(dá)式所選的預(yù)處理是在IA、IS未知時(shí)求解下列不等式組， 在IA、IS已知時(shí)求解下列不等式組， 然后將解寫成由“?！焙汀蔼Α甭?lián)結(jié)的布爾表達(dá)式的形式，然后再由此生成有序二元決策圖；(3.5)，在獲得“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的OBDD之后，通過OBDD間的邏輯“與”運(yùn)算可將它們合并，從而確定同時(shí)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的OBDD，以便進(jìn)行解列策略的搜索；(3.6)，在以上“供搜索解列策略的圖論模型”G上的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的基礎(chǔ)上得到原電網(wǎng)的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略，把在原電網(wǎng)預(yù)處理時(shí)去掉的輸電線路納入對(duì)原電網(wǎng)的解列策略中；(4)，對(duì)上述原電網(wǎng)上滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的原電網(wǎng)的解列策略，采用快速潮流計(jì)算，檢驗(yàn)其“傳輸線安全約束”，在線地給出最終的合理的解列策略；(4.1)，針對(duì)已經(jīng)取得的某一個(gè)原電網(wǎng)解列策略，根據(jù)下式計(jì)算各孤島所有傳輸線的有功功率，Pij=-Pji=V02|zij|sinθzij(δi-δj);]]>其中，Zij為從節(jié)點(diǎn)i到j(luò)的該傳輸線的阻抗， 為其阻抗角，δi、δj分別為兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)的電壓相位角，V0為額定電壓；所有的相位角使用下式計(jì)算 Σi=1nIPi=0]]>其中，Pi為端節(jié)點(diǎn)i的有功功率，nI為該孤島的節(jié)點(diǎn)數(shù)；
任給nI-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率和某個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位角，便可通過上式求得其它所有節(jié)點(diǎn)的相位角值；(4.2)，若每條傳輸線的有功功率Pij均不大于該傳輸線的穩(wěn)態(tài)安全約束值PSLij乘以一個(gè)安全系數(shù)α(在0.7至0.9之間取值)，則該原電網(wǎng)解列策略為滿足上述三個(gè)條件的候選的合理解列策略。
2.步驟(4.3)所述的預(yù)處理中采用了二進(jìn)制編碼，其步驟如下(1)對(duì)所有的wi和d同時(shí)乘某個(gè)較大整數(shù)λ，并做“向上取整”運(yùn)算得整數(shù) (2)在IA、IS未知時(shí)，通過下式確定對(duì)PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb 在IA、IS已知時(shí)，通過下式確定對(duì)簡化的PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb (3)引入模運(yùn)算 可將所有整數(shù)(包括負(fù)整數(shù))表示為 中的數(shù)；(4)從而得到PBC式的布爾表達(dá)式。
3.在上述的步驟(3.4.1)中對(duì)布爾變量進(jìn)行排順序時(shí)采用以下步驟(1)先對(duì)發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)編號(hào)，編為1～NG，NG為發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)數(shù)，用整數(shù)變量O表示當(dāng)前已經(jīng)完成的最大編號(hào)，令O＝NG，用整數(shù)變量F表示進(jìn)行下一步編號(hào)的參考編號(hào)，令F＝1；(2)從第F號(hào)節(jié)點(diǎn)開始，對(duì)與其相鄰且未編號(hào)的NF個(gè)負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)從第O+1號(hào)開始進(jìn)行編號(hào)，一直編號(hào)至O+NF號(hào)，然后重新使變量O的值加NF，若第F號(hào)節(jié)點(diǎn)無相鄰且未編號(hào)的節(jié)點(diǎn)，則令變量F的值加1；(3)重復(fù)步驟(2)直至O＝N，即所有N個(gè)節(jié)點(diǎn)都被編號(hào)；(4)根據(jù)所有節(jié)點(diǎn)的新的編號(hào)，依照下面的規(guī)則確定任意兩個(gè)布爾變量bαβ(α＜β)和bγ(γ＜)的先后順序，從而完成對(duì)所有布爾變量排順序(4.1)，先比較α和γ，若α＜γ，bαβ＜bγ，若γ＜α，bγ＜bαβ；(4.2)，若α＝γ，再比較β和，若β＜，bαβ＜bγ，若＜β，bγ＜bαβ；其中，α和β、γ和分別為任意兩對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，bαβ是對(duì)應(yīng)于連接編號(hào)為α、β的節(jié)點(diǎn)的邊eαβ的布爾變量，bγ是對(duì)應(yīng)于連接編號(hào)為γ、的節(jié)點(diǎn)的邊eγ的布爾變量，用“＜”符號(hào)表示兩個(gè)布爾變量的前后順序。
4.所述的計(jì)算機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)將工作歸納為如下三個(gè)時(shí)間層次(1)長周期離線層工作把與電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分工作在“固定”的周期內(nèi)離線進(jìn)行，僅在“變動(dòng)”時(shí)需要進(jìn)行更新；它含有以下工作內(nèi)容處理原電網(wǎng)，設(shè)定布爾變量順序，以及建立布爾多項(xiàng)式的有序二元決策圖；
(2)短周期離線層工作把與負(fù)荷分布相關(guān)的工作放在短周期離線層進(jìn)行；它含有以下工作內(nèi)容根據(jù)負(fù)荷變化更新節(jié)點(diǎn)的權(quán)，建立PBC的有序二元決策圖；(3)在線層工作它含有以下工作內(nèi)容建立SSC的有序二元決策圖，搜索滿足SSC和PBC的策略，以及快速潮流計(jì)算以檢驗(yàn)傳輸線安全約束(RLC)。
仿真實(shí)驗(yàn)證明它能快速、實(shí)時(shí)、有效地提供解列策略，為大電力系統(tǒng)在嚴(yán)重災(zāi)變事故下避免崩潰提供了一種可能的有效方法。
圖2.原電網(wǎng)預(yù)處理時(shí)去掉零權(quán)值節(jié)點(diǎn)的示意圖(A)原始圖；(B)處理后的節(jié)點(diǎn)圖。
圖3.原電網(wǎng)預(yù)處理時(shí)去掉模型中冗余節(jié)點(diǎn)的示意圖；(A)原始圖；(B)處理后的節(jié)點(diǎn)圖。
圖4.原電網(wǎng)預(yù)處理時(shí)去掉模型中對(duì)解列判斷無關(guān)的路徑的示意圖(A)原始圖；(B)處理后的連接圖。
圖5.IEEE標(biāo)準(zhǔn)30節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)圖模型(A)原始圖；(B)處理后的電網(wǎng)圖模型。
圖6.IEEE 118節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)圖。
圖7.按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)后的圖論模型。
圖8.供搜索解列策略的圖論模型。
圖9. 5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)圖。
圖10.f(x1，x2，x3，x4)＝x1x2x3x4的兩種有序二元決策圖(A)基于變量順序x1＜x2＜x3＜x4的有序二元決策圖；(B)基于變量順序x1＜x3＜x2＜x4的有序二元決策圖。
圖11. 5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的有序二元決策圖。
圖12.電力系統(tǒng)解列決策支持系統(tǒng)方框示意圖。
圖13.計(jì)算機(jī)程序流程框圖。
圖14.一種割集型的合理解列策略。
其
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按以下3個(gè)階段實(shí)施1.階段1對(duì)解列后各孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度、電力設(shè)備及傳輸線路的穩(wěn)態(tài)安全約束等確定相應(yīng)指標(biāo)。并且，基于圖論及電網(wǎng)自身特點(diǎn)，對(duì)原始電網(wǎng)進(jìn)行必要的處理。這個(gè)階段本質(zhì)上和是否需要系統(tǒng)解列無關(guān)，在“解列策略搜索”中屬于準(zhǔn)備階段，可以離線地進(jìn)行。
在本階段從圖論的角度研究電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可用無向節(jié)點(diǎn)賦權(quán)圖來表示某個(gè)電網(wǎng)電網(wǎng)中各個(gè)母線或節(jié)點(diǎn)被視為圖中的節(jié)點(diǎn)；圖中的每條邊表示電網(wǎng)中的一條輸電線；節(jié)點(diǎn)的權(quán)值即為各節(jié)點(diǎn)發(fā)電功率與負(fù)荷功率之差?？紤]到電網(wǎng)無功功率通常分散補(bǔ)償，有功功率的平衡和分布對(duì)電網(wǎng)的安全性更為重要，因此在本發(fā)明中主要考慮有功功率的平衡和分布。下面提到的節(jié)點(diǎn)的“權(quán)值”均代表有功功率(為實(shí)數(shù))。
對(duì)原始復(fù)雜電網(wǎng)的必要處理包括兩個(gè)方面1)節(jié)點(diǎn)合并和去掉冗余傳輸線。對(duì)于規(guī)模較小的電網(wǎng)(節(jié)點(diǎn)數(shù)在40以內(nèi))，跟據(jù)圖論的相關(guān)處理技術(shù)，就下面三種情形進(jìn)行歸并和去冗余處理。
a)去掉模型中的零權(quán)值的節(jié)點(diǎn)如下圖中，虛線表示任意(大于等于0)條邊，左圖中的節(jié)點(diǎn)3權(quán)值w3為0，可與相鄰節(jié)點(diǎn)1或2合并如圖2所示。
b)去掉模型中的冗余節(jié)點(diǎn)冗余節(jié)點(diǎn)是指度數(shù)為1的節(jié)點(diǎn)，即只與一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接的節(jié)點(diǎn)。如下圖中，虛線意義同上，左圖中的節(jié)點(diǎn)4僅與節(jié)點(diǎn)3向連，可與節(jié)點(diǎn)3合并成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)如圖3所示。
c)去掉模型中對(duì)解列判斷無關(guān)的路徑如圖4中，細(xì)虛線意義同上，但兩條細(xì)虛線不同時(shí)表示“0條邊”，粗虛線表示大于1條的邊。圖4中的GS為與節(jié)點(diǎn)1和2均以若干路徑相連的孤立子圖，節(jié)點(diǎn)1和2間的直接連接路徑在下面的不等式成立時(shí)對(duì)判斷系統(tǒng)解列無關(guān)||Σvi∈GSwi||>d---(1)]]>可以去掉節(jié)點(diǎn)1和2間的直接連接路徑如圖4.(B)所示。
以IEEE標(biāo)準(zhǔn)30節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)為例，原電網(wǎng)拓?fù)鋱D及經(jīng)上面三種方法處理之后的圖模型如圖5所示，其中白色節(jié)點(diǎn)表示連接有發(fā)電機(jī)的節(jié)點(diǎn)，黑色節(jié)點(diǎn)表示僅連接負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)，灰色節(jié)點(diǎn)表示不連接任何發(fā)電機(jī)或負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)。
2)按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)。對(duì)于大型電力網(wǎng)，僅靠1)的處理是不夠的，需要在此之前進(jìn)行分區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)的處理。由于大型電力網(wǎng)的解列控制都是在高電壓等級(jí)的主干網(wǎng)層次上進(jìn)行的，因而電壓等級(jí)較底的各地區(qū)的子電網(wǎng)都可作為一個(gè)整體進(jìn)行處理。在此考慮下，整個(gè)電網(wǎng)按照?qǐng)D論及電網(wǎng)自身的特點(diǎn)，可以分成為若干個(gè)區(qū)域，而各區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)合并為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其功率(或稱為權(quán)值)PArea即為這個(gè)區(qū)域內(nèi)子電力系統(tǒng)的“總發(fā)電功率和總負(fù)荷功率的差值”?；谶@種處理，一個(gè)原始的大型電力網(wǎng)被合理地簡化為一個(gè)供搜索解列策略的圖論模型。在區(qū)域的劃分上，要求各“區(qū)域”的總功率做到小于“孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度d”(即允許的孤島電力系統(tǒng)的最大發(fā)、用電功率偏差)。出于對(duì)解列后各孤島電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和電能質(zhì)量的考慮，要求頻率偏差在Δf以內(nèi)〔通常，Δf＝(1～2)Hz)?；?，孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度d的最大允許值可根據(jù)下述近似等式估計(jì)<Δf·PIslaandσ·f0---(2)]]>其中，PIsland為解列后各孤島電力系統(tǒng)的有功負(fù)荷上界設(shè)定值或估計(jì)值，f0為系統(tǒng)正常運(yùn)行的額定頻率即國標(biāo)f0＝50Hz，σ孤島電力系統(tǒng)的等效調(diào)差系數(shù)〔通常，σ＝(2～5)％)。對(duì)于不含發(fā)電機(jī)的“區(qū)域”，其總負(fù)荷功率PArea＜d，由上式有PArea<Δf·PIslandσ·f0---(3)]]>根據(jù)上式確定的PArea(即負(fù)荷“區(qū)域”的功率最大值)可作為確定“區(qū)域”數(shù)量和劃分方式的主要依據(jù)之一。此外，“區(qū)域”的劃分還可根據(jù)具體電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行?！皡^(qū)域”數(shù)目不宜取得太大，例如對(duì)于具有Intel奔騰IV代CPU的臺(tái)式電腦，建議“區(qū)域”數(shù)少于30。在合并“區(qū)域”內(nèi)的節(jié)點(diǎn)并去掉區(qū)域間的冗余傳輸線路之后，即可進(jìn)行上面1)的去冗余處理，最終形成供搜索解列策略的圖論模型。若某“區(qū)域”內(nèi)含有發(fā)電機(jī)，則合并后的節(jié)點(diǎn)為該圖論模型中的“發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)”；若某“區(qū)域”不含發(fā)電機(jī)，則合并后的節(jié)點(diǎn)為“負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)”。
下面以IEEE標(biāo)準(zhǔn)118節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)為例說明進(jìn)行1)和2)的處理過程。發(fā)電機(jī)功率如下表所示表1 IEEE118節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)功率

假設(shè)，經(jīng)過一系列暫態(tài)穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)，可將所有發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)分為如下各組，各組內(nèi)的發(fā)電機(jī)由于強(qiáng)耦合在擾動(dòng)發(fā)生時(shí)保持同步，異步只能發(fā)生在各組發(fā)電機(jī)之間。需要說明的是，此處的分組方式僅用于舉例，而實(shí)際發(fā)電機(jī)的具體采用何種分組方式對(duì)本發(fā)明中方法的性能沒有本質(zhì)的影響。
表2 發(fā)電機(jī)分組

首先進(jìn)行2)的“按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)”的處理。假設(shè)給定PIsland＝500MW，σ＝5％，則根據(jù)(1)，有d<Δf·PIslandσ·f0=1×5000.05×60=167(MW)]]>則，不含發(fā)電機(jī)的“區(qū)域”總負(fù)荷功率PArea不應(yīng)超過167MW。根據(jù)電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將電網(wǎng)分為如下的區(qū)域表3 區(qū)域劃分

IEEE118節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的原始網(wǎng)絡(luò)圖和經(jīng)過處理后得到的圖論模型分別如圖6和圖7所示。然后，對(duì)圖7根據(jù)1)的“節(jié)點(diǎn)合并和去掉冗余傳輸線”處理，可得到“供搜索解列策略的圖論模型”如圖8所示。
2.階段2基于階段1給出的供搜索解列策略的圖論模型，應(yīng)用基于OBDD(有序二元決策圖)的算法，確定所有滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略。其中，“電力平衡約束”的OBDD可以離線生成，而“發(fā)電機(jī)同步約束”的OBDD需要在線生成。
用N節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)賦權(quán)無向圖G(V，E，W)表示“供搜索解列策略的圖論模型”，其中V＝{v1，...，vN}為節(jié)點(diǎn)集，E為邊集，若節(jié)點(diǎn)vi和節(jié)點(diǎn)vj間存在邊則用eij表示，W＝{w1，...，wN}為節(jié)點(diǎn)的權(quán)集。
首先，將“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”表示為布爾函數(shù)形式。用一個(gè)各元素為待定布爾變量或0的對(duì)稱陣AG表示圖模型G的鄰接矩陣。若G中節(jié)點(diǎn)vi和節(jié)點(diǎn)vj(不妨設(shè)i＜j)間存在邊eij時(shí)，AG的第i行第j列元素(AG)ij和第j行第i列元素(AG)ji均為待定布爾變量bij；節(jié)點(diǎn)vi和節(jié)點(diǎn)vj間不存在邊eij時(shí)，則(AG)ij和(AG)ji均為0。求解解列問題需要確定所有的待定布爾變量的最終取值(1或者0)。例如如確定bij＝0則表示eij所對(duì)應(yīng)的實(shí)際電網(wǎng)中的各條輸電線在解列后應(yīng)被切斷；反之則保留。用符號(hào)“?！焙汀蔼Α狈謩e表示邏輯運(yùn)算“與”和“或”。用I表示布爾單位陣(除對(duì)角元為1其余元素均為0)。若在進(jìn)行布爾矩陣間的運(yùn)算中，將“?！焙汀蔼Α边\(yùn)算分別視為邏輯運(yùn)算的乘法和加法運(yùn)算，且
1)任意布爾矩陣A和B，令 2)任意布爾矩陣A，定義布爾矩陣的整數(shù)k次冪A2＝AA，A3＝A2A，…Ak+l＝AkA則根據(jù)布爾矩陣?yán)碚撚邢旅娴慕Y(jié)論1)假如從節(jié)點(diǎn)vi到節(jié)點(diǎn)vj存在一條長度等于整數(shù)l的路，則AG的l次乘方AGl的第i行第j列元素(AGl)ij是一個(gè)關(guān)于“?！焙汀蔼Α边\(yùn)算的多項(xiàng)式；否則(AGl)ij＝0。所有從節(jié)點(diǎn)vi到節(jié)點(diǎn)vj的長度等于l的路可確定(AGl)ij，同時(shí)也被(AGl)ij確定。
2)若定義BG=I⊕AG⊕AG2⊕···⊕AGL---(4)]]>其中，L為G中最長的一條不經(jīng)過重復(fù)節(jié)點(diǎn)的路的長度。BG是將AG的從0至L各次乘方矩陣取“或”求得的。由于(AGl)ij可確定所有從節(jié)點(diǎn)vi到節(jié)點(diǎn)vj的長度等于l的路，因此，BG的第i行第j列元素(BG)ij確定了從節(jié)點(diǎn)vi到vj的所有路。
以圖9所示的5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)為例，有AG=0b120b120b120b23b2400b2300b35b14b2400b4500b35b120]]>根據(jù)布爾矩陣運(yùn)算或從v1與v4間的所有路均可獲得(BG)14＝b14b12b24b12b23b35b45這里，布爾多項(xiàng)式的三個(gè)因式b14、b12b24和b12b23b35b45分別對(duì)應(yīng)于e14，、e12e24和e12e23e35e45三條路。假如系統(tǒng)解列后，邊e23和e45所對(duì)應(yīng)的輸電線被切斷，則上面三條路中的e12e23e35e45將被阻斷，于是(BG)14＝b14b12b24而去掉了對(duì)應(yīng)因式b12b23b35b45。可見，BG確定了G的所有節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系；它的變化也就確定了G以及原始電力網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。
以典型的解列成兩孤島系統(tǒng)的情況為例說明如何利用BG將“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”表示為布爾代數(shù)的形式。設(shè)G分裂為G1(V1，E1，W1)和G2(V2，E2，W2)兩個(gè)子圖。用IG表示G中所有“發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)”的序列號(hào)集，IA和IS分別表示G中兩個(gè)互相間異步的“發(fā)電機(jī)群”(分別屬于G1和G2)的序列號(hào)集，有IG＝IA∪IS。分別任取iA∈IA和iS∈IS，則下式為“發(fā)電機(jī)同步約束”的布爾函數(shù)表達(dá)式。 其中“”為邏輯“異或”運(yùn)算。上式中第一項(xiàng)的含義為“所有屬于發(fā)電機(jī)群IA的發(fā)電機(jī)；類節(jié)點(diǎn)均與發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)iA相連”，即“所有屬于發(fā)電機(jī)群IA的發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)均相連”。類似地，第二項(xiàng)的含義為“所有屬于發(fā)電機(jī)群IS的發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)均相連”。第三項(xiàng)的含義為“任一負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)k不能同時(shí)與發(fā)電機(jī)群IA和發(fā)電機(jī)群IS中的節(jié)點(diǎn)相連”。為表達(dá)“電力平衡約束”，定義運(yùn)算 在“發(fā)電機(jī)同步約束”滿足且IA和IS未知的情況下，“電力平衡約束”的布爾函數(shù)表達(dá)式為PBC=Πi∈NG⊗<|(BG)i*·W|≤d>----(6)]]>其中， 表示BG的第i行，W＝[w1，…，wN]T。上式的含義為“與任一發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)相連的所有節(jié)點(diǎn)權(quán)的代數(shù)和的絕對(duì)值應(yīng)小于階段1中給定的電力平衡程度d”。若且IA和IS已知，則(6)可簡化為PBC=<|Σk∉IG(BG)iS,k·wk+ΣI∈ISwI|≤d>⊗<|Σg∉IG(BG)iA,g·wg+Σh∈IAwh|≤d>----(7)]]>然后，建立滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的OBDD。
所謂OBDD(二元有序決策圖)是布爾函數(shù)的一種有向非循環(huán)圖(從根節(jié)點(diǎn)出發(fā)只能到達(dá)端節(jié)點(diǎn))表示法，例如布爾函數(shù)f(x1，x2，x3，x4)＝x1x2x3x4的兩種OBDD如圖10所示。每個(gè)OBDD中均有兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)“0”節(jié)點(diǎn)和“1”節(jié)點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)該布爾函數(shù)的最終取值為“假”和“真”。其余的節(jié)點(diǎn)被稱為“變量節(jié)點(diǎn)”，各對(duì)應(yīng)于布爾函數(shù)中的某個(gè)布爾變量。每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)均有兩個(gè)分支“1”分支(通常用實(shí)線表示，表示該變量節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的變量值取“1”)和“0”分支(通常用虛線表示，表示該變量節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的變量值取“0”)。對(duì)于一個(gè)具有M個(gè)布爾變量的布爾函數(shù)，它的OBDD有如下的結(jié)論每一條從根節(jié)點(diǎn)(最上邊的變量節(jié)點(diǎn))經(jīng)過m個(gè)不同變量節(jié)點(diǎn)到端節(jié)點(diǎn)“1”的路對(duì)應(yīng)于使該布爾函數(shù)取值為“真”的2M-m個(gè)不同的解。如圖10所示，對(duì)于同一個(gè)布爾函數(shù)，采用不同的變量順序?qū)ψ詈笊傻腛BDD的規(guī)模產(chǎn)生很大的影響。通常，通過對(duì)布爾函數(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，容易找到合理的變量順序使得所生成的OBDD具有足夠小的規(guī)模(例如，節(jié)點(diǎn)數(shù)隨變量的增多而多項(xiàng)式地增長，而非指數(shù)爆炸)。
對(duì)在建立解列問題的OBDD的過程中確定布爾變量順序的方法，本發(fā)明所建議的步驟如下1)先對(duì)發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)編號(hào)，編為1～NG，NG為發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)數(shù)，用整數(shù)變量O表示當(dāng)前已經(jīng)完成的編號(hào)，令O＝NG，用整數(shù)變量F表示進(jìn)行下一步編號(hào)的參考編號(hào)，令F＝1；2)從第F號(hào)節(jié)點(diǎn)開始，對(duì)與其相鄰且未編號(hào)的NF個(gè)負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)從第O+1號(hào)開始進(jìn)行編號(hào)，一直編號(hào)至O+NF號(hào)，然后重新使變量O的值加NF，若第F號(hào)節(jié)點(diǎn)無相鄰且未編號(hào)的節(jié)點(diǎn)，則令變量F的值加1；3)重復(fù)步驟(2)直至O＝N，即所有N個(gè)節(jié)點(diǎn)均被編號(hào)；
4)根據(jù)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，依照下面的規(guī)則確定任意兩個(gè)布爾變量bαβ(α＜β)和bγ(γ＜)的先后順序，從而完成對(duì)所有布爾變量排順序(1)先比較α和γ，若a＜γ，bαβ＜bγ，若γ＜α，bγ＜bαβ；(2)若α＝γ，再比較β和，若β＜，bαβ＜bγ，若＜β，bγ＜bαβ；其中，α和β、γ和分別為任意兩對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，bαβ對(duì)應(yīng)于連接編號(hào)為α、β的節(jié)點(diǎn)的邊eαβ，bγ應(yīng)于連接編號(hào)為γ、的節(jié)點(diǎn)的邊eγ，用“＜”符號(hào)表示兩個(gè)布爾變量的前后順序。
例如，根據(jù)該方法對(duì)圖8設(shè)置布爾變量順序?yàn)閎1，4＜b1，5＜b1，6＜b1，7＜b2，3＜b2，8＜b2，9＜b2，10＜b2，11＜b3，10＜b3，12＜b4，5＜b4，6＜b4，9＜b4，13＜b5，6＜b6，14＜b7，15＜b8，13＜b10，12＜b11，16＜b12，16＜b14，15＜b14，18＜b16，17＜b17，18按照這種建議的方法確定布爾變量順序，可以有效減小OBDD的規(guī)模，加快生成OBDD模型的速度。對(duì)于給定的布爾函數(shù)，在確定其變量順序后，它的OBDD可根據(jù)OBDD的有關(guān)算法生成，常用的OBDD軟件包均可完成這一操作。
因?yàn)?5)給出了“發(fā)電機(jī)同步約束”的布爾函數(shù)表達(dá)式，因此其OBDD可由OBDD算法直接生成。而(6)或(7)給出的“電力平衡約束”的函數(shù)表達(dá)式中涉及了非布爾運(yùn)算，因此需要先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理以獲得等價(jià)的布爾表達(dá)式，然后再建立其OBDD。本發(fā)明提出下面兩種方法預(yù)處理的方法1)求解不等式法在IA、IS未知時(shí)求解下列不等式組， 在IA、IS已知時(shí)求解下列不等式組， 然后將解寫成由“”和“”聯(lián)結(jié)的布爾表達(dá)式的形式，然后再由此生成有序二元決策圖。2)二進(jìn)制編碼法對(duì)所有的wi和d同時(shí)乘某個(gè)較大整數(shù)λ，并做“向上取整”運(yùn)算(取靠近上限的整數(shù))得整數(shù) 在IA、IS未知時(shí)，通過下式確定對(duì)PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb 在IA、IS已知時(shí)，通過下式確定對(duì)簡化的PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb 進(jìn)而，通過引入“?！边\(yùn)算 可將所有整數(shù)(包括負(fù)整數(shù))表示為 中的數(shù)。由此，(7)式容易通過二進(jìn)制編碼獲得其等價(jià)的布爾表達(dá)式。以表達(dá)式X+Y＝Z的為例，其中X、Y和Z均為小于8的整數(shù)。取nb＝3，則X、Y和Z可用二進(jìn)制碼[x3x2x1]、[y3y2y1]和[z3z2z1]表示，有[x3x2x1]+[y3y2y1]＝[z3z2z1] (10)根據(jù)多位整數(shù)加法運(yùn)算的規(guī)則，加法運(yùn)算可用如下的邏輯運(yùn)算表示 其中ci-1＝(xi-1yi-1)[ci-2(xi-1yi-1)]且c0＝0(11)對(duì)(11)進(jìn)行化簡，即獲得(10)的等價(jià)布爾表達(dá)式。(7)的等價(jià)布爾表達(dá)式也可以類似方法獲得。進(jìn)而可生成“電力平衡約束”的OBDD。在獲得“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的OBDD之后，通過OBDD間的邏輯“與”運(yùn)算可將它們合并，從而確定同時(shí)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的OBDD，以便進(jìn)行解列策略的搜索。
以上面的5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)為例說明建立“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的OBDD以及搜索滿足這兩個(gè)條件的解列策略的全過程。假定w1＝0.2、w2＝0.3、w3＝0.4、w4＝-0.5、w5＝-0.4、IS＝{1，2}、IA＝{3}和d＝0.1。設(shè)已知節(jié)點(diǎn)1、2與節(jié)點(diǎn)3發(fā)生異步，即IS＝{1，2}、IA＝{3}。選擇iA＝2和iS＝3，從(5)可得SSC＝(BG)12[(BG)24(BG)34][(BG)25(BG)35](12)其中，(BG)12＝b12b14b24b14b45b35b23，(BG)24＝b24b12b14b23b35b45，(BG)34＝b23b24b35b45b12b14b23，(BG)25＝b23b35b24b45b12b14b45，(BG)35＝b35b23b24b45b12b23b14b45。從(7)可得PBC＝[｜w1+w2+(BG)24·w4+(BG)25·w5｜≤d] (13)[｜w3+(BG)34·w4+(BG)35·w5｜≤d]首先應(yīng)用“求解不等式法”解下面的不等式組 有唯一解(BG)24＝1，(BG)25＝0，(BG)35＝0，(BG)35＝1。則PBC＝(BG)24(BG)35(BG)25(BG)34(15)再應(yīng)用“二進(jìn)制編碼法”。選擇λ＝10，從(9.1)得nb≥3，取nb＝3。應(yīng)用模運(yùn)算有 “電力平衡約束”可寫為PBC＝<2+3+3·(BG)24+4·(BG)25＝0>
<4+3(BG)34+4·(BG)35＝0>
(16)＝<3·(BG)24+4·(BG)25＝3><3·(BG)34+4·(BG)35＝4>
＝<
+[(BG)25，0，0]＝
>
<
+[(BG)35，0，0]＝[100]>從(16)和(11)可以獲得與(15)相同的結(jié)果。通過上面的方法，確定變量順序b12＜b14＜b23＜b24＜b35＜b45，則滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的OBDD如圖11所示。搜索從圖11的根節(jié)點(diǎn)(b12)至“1”端節(jié)點(diǎn)的各條路徑可獲得5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的所有解列策略表4 5節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的解列策略

需要補(bǔ)充說明的是OBDD獲得的僅是“供搜索解列策略的圖論模型”G上的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略，需要在此基礎(chǔ)上得到原電網(wǎng)的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略，以便在階段3中檢驗(yàn)其“傳輸線安全約束”是否滿足。因此階段1獲得的“供搜索解列策略的圖論模型”G僅用于階段2。從G上滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略得到原電網(wǎng)的解列策略時(shí)，需要考慮到對(duì)于在階段1中經(jīng)兩種處理方法去掉的輸電線路(包括在“節(jié)點(diǎn)合并和去掉冗余傳輸線”中去掉的冗余線路，以及在“按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)”中“區(qū)域”內(nèi)部的線路)，如果切除它們不會(huì)產(chǎn)生新的電力孤島(對(duì)于解列成兩孤島的情況不產(chǎn)生第三個(gè)孤島)，那么它們將可能在解列時(shí)被切除，即作為原電網(wǎng)解列策略的一部分。例如，在“節(jié)點(diǎn)合并和去掉冗余傳輸線”的處理方法一中的e13和e23中的一條且僅有一條可能在解列中被切除；處理方法二中的e34在處理過程中被去掉，但卻不應(yīng)在解列時(shí)被切除(不考慮解列孤立節(jié)點(diǎn)的情況)。3.階段3對(duì)階段2中所給出的原電網(wǎng)上滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略，采用快速潮流計(jì)算，檢驗(yàn)其“傳輸線安全約束”，在線地給出最終的合理的解列策略。
對(duì)階段2獲得的原電網(wǎng)中滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略通過快速潮流計(jì)算檢驗(yàn)各輸電線路及其它電力設(shè)備的穩(wěn)態(tài)安全約束是否滿足。若某策略滿足“傳輸線安全約束”，則作為候選的合理解列策略給出。
下面以用“直流法”檢驗(yàn)各傳輸線的穩(wěn)態(tài)安全約束條件為例，說明階段3的工作?？紤]解列后各孤島電力系統(tǒng)在達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)電壓幅值接近，幅角相差較小(小于20°)，輸電線電阻值相對(duì)于電抗值較小。則某孤島電力系統(tǒng)(假設(shè)具有nI個(gè)節(jié)點(diǎn))內(nèi)，傳輸線i-j的復(fù)功率Sij為Sij=ViIi*]]>=Vi(Vi-Vjzij)*]]>=|Vi|2zij*-ViVj*zij*---(17)]]>=V02zij*(1-cosδij-jsinδij)]]>=V02|zij|(1-cosδij-jsinδij)(cosθzij-jsinθzij)]]>其中Zij為該傳輸線阻抗， 為其阻抗角，δij為兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)的電壓相位角差值，V0為額定電壓。該傳輸線有功功率Pij為Pij=V02|zij|[cosθzij(1-cosδij)+sinθzijsinδij]]]>=.V02|zij|sinθzij·θij---(18)]]>=V02|zij|sinθzij(δi-δj)=-Pji]]>由Kirchhoff電流定律有 Σi=1nIPi=0---(20)]]>任給nI-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率和某個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位角，便可通過(19)和(20)求解其它所有的相位角值，然后可由(18)求出所有傳輸線的有功功率。此方法僅求解線性方程組，因此計(jì)算時(shí)間非?？?，其計(jì)算誤差一般在3％～10％之間。設(shè)傳輸線i-j的安全約束值為PSLij(i，j＝1，...，nI)，α為取值0.7～0.9的安全系數(shù)?？紤]計(jì)算誤差，階段3的步驟為1)從階段2獲得一個(gè)解列策略；2)由(18)～(20)計(jì)算各孤島電力系統(tǒng)內(nèi)每條傳輸線的有功功率；3)若對(duì)于所有的i和j(即對(duì)每條傳輸線)Pij＜α·PSLij，則該解列策略為滿足三個(gè)條件的候選的合理解列策略。
進(jìn)一步，對(duì)得到的若干候選的合理解列策略，可進(jìn)而通過其它指標(biāo)進(jìn)行篩選。例如切斷傳輸線的數(shù)目、解列后各傳輸線穩(wěn)態(tài)安全裕度、孤島電力系統(tǒng)電力平衡程度等。
本發(fā)明給出的搜索解列策略的新方法的實(shí)際運(yùn)行設(shè)計(jì)歸納為“長周期離線層工作”、“短周期離線層工作”和“在線層工作”三個(gè)時(shí)間層次。
1)長周期離線層工作通常，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是相對(duì)固定的，其變動(dòng)周期短則幾日長則幾年。基此考慮，與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分工作在“固定”的周期內(nèi)可以離線進(jìn)行，僅在“變動(dòng)”時(shí)需要進(jìn)行更新。這些可以離線進(jìn)行的工作，包括階段1的全部工作和階段2中在生成OBDD時(shí)僅與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的工作。例如，如果通過仿真和經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某些發(fā)電機(jī)間強(qiáng)烈耦合，某些發(fā)電機(jī)間容易發(fā)生異步，則可對(duì)所有發(fā)電機(jī)進(jìn)行分組，如表2所示。只要保證所有彼此間可能發(fā)生異步的發(fā)電機(jī)均被分入不同組，那么階段1的所有工作(分“區(qū)域”和去冗余)皆可在長周期離線層完成。進(jìn)而，與BG有關(guān)的OBDD生成也可在長周期離線層完成。
2)短周期離線層工作通常，電網(wǎng)負(fù)荷和潮流的變化一般以小時(shí)為周期。基此考慮，與負(fù)荷分布相關(guān)的工作，如“電力平衡約束”的OBDD的生成，可以放入短周期離線層(尤其對(duì)于大型電力網(wǎng))，以小時(shí)為周期進(jìn)行。這時(shí)由于不可獲知可能出現(xiàn)的異步模式，需要由(6)式生成“電力平衡約束”的OBDD，并且應(yīng)該用(9.2)來計(jì)算編碼位數(shù)。對(duì)第k個(gè)發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)(k＝1～NG)，定義SWk＝∑i＝1，...，N(BG)ki·［λ·wi]。所有NG個(gè)SWk的OBDD將在短周期離線層同時(shí)由NG臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)并行生成。然后可用于生成“電力平衡約束”的OBDD。
3)在線層工作在線層的工作限于如“異步發(fā)電機(jī)群的確定”，“發(fā)電機(jī)同步約束”條件的OBDD的生成，合理解列策略的搜索，潮流計(jì)算，以及“傳輸線安全約束條件”的判斷。
基于這種劃分，本發(fā)明設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)解列決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖12所示。
本發(fā)明所給出的解列策略搜索方法根據(jù)上述對(duì)“長周期離線層工作”、“短周期離線層工作”和“在線層工作”的劃分，并依據(jù)圖12所示的結(jié)構(gòu)圖，容易在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上編程實(shí)現(xiàn)，程序流程如圖13所示。針對(duì)各國家各地區(qū)的實(shí)際電力系統(tǒng)的構(gòu)成情況，可開發(fā)出相應(yīng)的“電力系統(tǒng)解列控制決策支持系統(tǒng)”。該決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可與電力系統(tǒng)其他決策支持系統(tǒng)共享，以獲得用于判斷解列發(fā)生、搜索解列策略的必要數(shù)據(jù)。當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，該決策支持系統(tǒng)的相應(yīng)模塊(主要為“長周期離線層工作”和“短周期離線層工作”)由計(jì)算機(jī)依照它們的工作周期(月、天、小時(shí)等)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)(如電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改變，潮流分布變化等)自動(dòng)啟動(dòng)并循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生災(zāi)變事故時(shí)，考慮到解列控制的可能發(fā)生，“在線層工作”的模塊根據(jù)當(dāng)前最新的電網(wǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)開始運(yùn)行并搜索到合理的備選解列策略，再根據(jù)相關(guān)指標(biāo)給出推薦策略。而作為電力系統(tǒng)調(diào)度員的本決策支持系統(tǒng)的操作人，僅需要根據(jù)最后給出的若干候選解列策略并參照系統(tǒng)推薦策略進(jìn)行簡單判斷選擇，實(shí)施解列控制。
對(duì)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)效果如下表5 時(shí)間性能
對(duì)于本發(fā)明所提出的解列策略搜索新方法，針對(duì)IEEE標(biāo)準(zhǔn)的118節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的仿真。假設(shè)當(dāng)某災(zāi)變事故的發(fā)生使得圖8中IA＝{1}與IS＝{2，3}異步。多次仿真結(jié)果表明，在配置為Intel奔騰IV代1.4GHzCPU和256M的DDRAM內(nèi)存的臺(tái)式計(jì)算機(jī)上仿真，找到一個(gè)滿足三個(gè)條件的合理解列策略的在線搜索時(shí)間可做到少于0.2秒。上表中，列出針對(duì)某次災(zāi)變事故仿真的時(shí)間性能。該次仿真共找到48120個(gè)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略。通過對(duì)前1000個(gè)策略檢驗(yàn)“傳輸線安全約束”，發(fā)現(xiàn)共有448個(gè)策略為候選的合理解列策略，其中3個(gè)策略為割集型策略，即切除的傳輸線相對(duì)較少。圖14給出了一種割集型的合理解列策略切斷6條傳輸線30-38、15-33、19-34、69-70、70-74和70-75。其中，Δ＝19.4MW，表示解列后各孤島發(fā)、用電功率偏差的最大值。
基于本發(fā)明所提出的OBDD的搜索解列策略的算法的主要優(yōu)點(diǎn)有1)所提出的搜索解列策略的OBDD非常適合于像我們所給出的模型這類包含大量整數(shù)變量特別是布爾決策變量的可滿足性檢驗(yàn)問題即驗(yàn)證問題。
2)所提出的搜索解列策略的OBDD的算法是對(duì)全策略空間的搜索，因此一定可以找到存在的所有解列策略。而且，一旦問題的OBDD生成，其所有的解可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)找到。
3)所提出的搜索解列策略的OBDD的算法提供了一套系統(tǒng)化的探索問題結(jié)構(gòu)特征的方法，通過合理地選擇布爾變量的順序，可以使問題的OBDD的規(guī)模大大減少，從而加快問題的求解速度。
4)對(duì)應(yīng)復(fù)雜問題，所提出的搜索解列策略的OBDD的建立可分階段進(jìn)行，使得某些階段可以作為系統(tǒng)安全維護(hù)工作的組成部分離線地進(jìn)行，這就為減少搜索解列策略的在線時(shí)間提供了條件。
權(quán)利要求
1.災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法屬于電力網(wǎng)安全技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于它是一種借助有序二元決策(OBDD)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)多階段且快速、有效地在線搜索大型電力網(wǎng)滿足以下三個(gè)必要條件的主動(dòng)解列決策的方法(1)發(fā)電機(jī)同步約束(SSC)解列后孤島內(nèi)的電力子系統(tǒng)內(nèi)部，發(fā)電機(jī)組必須同步運(yùn)行；(2)電力平衡約束(PBC)解列后，孤島內(nèi)必須使“發(fā)電與用電基本平衡”，且子系統(tǒng)頻率在允許范圍內(nèi)接近額定頻率；(3)傳輸線安全約束(RLC)解列后，孤島內(nèi)各傳輸線路及其他電力設(shè)備的負(fù)荷必須在其穩(wěn)態(tài)安全約束范圍內(nèi)；它依次會(huì)有以下各個(gè)步驟(1)，在離線狀態(tài)下，對(duì)解列后各孤島電力系統(tǒng)的電力平衡度、電力設(shè)備及傳輸線路的穩(wěn)態(tài)安全約束給出相應(yīng)的指標(biāo)頻率偏差Δf；孤島電力系統(tǒng)的等效調(diào)差系數(shù)σ；所有傳輸線的穩(wěn)態(tài)安全約束值PSLij及安全系數(shù)α；解列后各孤島電力系統(tǒng)的有功負(fù)荷上界設(shè)定值PIsland；孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度即允許的孤島電力系統(tǒng)的最大發(fā)、用電功率偏差d；(2)，在離線狀態(tài)下對(duì)原始電網(wǎng)作必要的預(yù)處理(2.1)，按區(qū)域合并節(jié)點(diǎn)根據(jù)下式確定解列后孤島電力系統(tǒng)的電力平衡程度；d<Δf·PIslandσ·f0,f0=50Hz]]>根據(jù)下式確定的不含發(fā)電機(jī)的“區(qū)域”，且合并成相應(yīng)節(jié)點(diǎn)；PArea<Δf·PIslandσ·f0]]>PArea該負(fù)荷“區(qū)域”的功率最大值；(2.2)，合并各區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)且區(qū)域間的冗余傳輸線路，形成供搜索解列策略的圖論模型用N節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)賦權(quán)無向圖G(V，E，W)表示該“供搜索解列策略的圖論模型”；其中，V＝｛v1，...，vN｝為節(jié)點(diǎn)集；E為邊集，若某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)vi和vj間存在邊則用eij表示；W＝{w1，...，wN}為節(jié)點(diǎn)的權(quán)集，節(jié)點(diǎn)的權(quán)值即為各節(jié)點(diǎn)發(fā)電功率與負(fù)荷功率之差，權(quán)值的實(shí)數(shù)部分代表有功功率；(3)，對(duì)于上述“供搜索解列策略的圖論模型”，應(yīng)用基于有序二元決策圖(OBDD)的算法，確定所有同時(shí)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略；其中，“電力平衡約束”的OBDD離線生成，而“發(fā)電機(jī)同步約束”的OBDD則在線生成(3.1)，用一個(gè)各元素為待定布爾變量或0的對(duì)稱陣AG表示圖模型G的鄰接矩陣；其中，若G中節(jié)點(diǎn)vi、vj(i＜j，下同)間存在邊eij時(shí)，其元素(AG)ij和(AG)ji均為待定布爾變量bij＝bji；若G中節(jié)點(diǎn)vi、vj間不存在邊eij時(shí)，其元素(AG)ij和(AG)ji均為0；從而，把求解解列策略的問題轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定所有待定布爾變量bij的最終取值(1或0)的問題，即bij＝0表示eij所對(duì)應(yīng)的實(shí)際電網(wǎng)中的各條輸電線在解列后應(yīng)被切斷，反之則保留；(3.2)，用布爾矩陣BG表示G的所有節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系，它的變化就確定了G以及原始電力網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，其可由下式求得BG=I⊕AG⊕AG2⊕···⊕AGL]]>其中，L為G中最長的一條不經(jīng)過重復(fù)節(jié)點(diǎn)的路的長度；I為布爾單位矩陣，對(duì)角元為1，其余為0；AG2和AGL表示布爾矩陣AG的2次乘方和L次乘方(分別將布爾“與”運(yùn)算“?！焙筒紶枴盎颉边\(yùn)算“”視為“乘法”和“加法”運(yùn)算)，即BG是將AG的從0至L各次乘方矩陣取“或”求得的；AG的l次乘方AG1的第i行第j列元素(AG1)ij是一個(gè)關(guān)于“?！焙汀蔼Α边\(yùn)算的多項(xiàng)式，它可確定所有從節(jié)點(diǎn)vi到節(jié)點(diǎn)vj的長度等于l的路，因此，BG的第i行第j列元素(BG)ij確定了從節(jié)點(diǎn)vi到vj的所有路；(3.3)，用BG把“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”表示成布爾函數(shù)表達(dá)式 其中，IG表示G中所有“發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)”的序列號(hào)集，IA和IS分別表示G中兩個(gè)互相間異步的“發(fā)電機(jī)群”(分別屬于G1和G2)的序列號(hào)集，有IG＝IA∪IS，而iA∈IA，iS∈IS；m表示任一負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)編號(hào)；上式中第一項(xiàng)和第二項(xiàng)分別表示“所有屬于發(fā)電機(jī)群IA或IS的發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)均相連”；第三項(xiàng)表示“任一負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)與發(fā)電機(jī)群IA和發(fā)電機(jī)群IS中的節(jié)點(diǎn)相連”；(3.3.2)，為表達(dá)“電力平衡約束”，定義 ，則在發(fā)電機(jī)同步狀態(tài)下，IA、IS未知時(shí)，PBC=Πi∈NG⊗<|(BG)i*·W|≤d>]]> 表示BG的第i行，w＝[w1，…，wN]T表示所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)值組成的列矩陣；上式PBC表示與任一發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)相連的所有節(jié)點(diǎn)權(quán)的代數(shù)和的絕對(duì)值應(yīng)小于電力平衡程度d；當(dāng)“發(fā)電機(jī)同步約束”滿足，且IA、IS已知時(shí)，PBC=<|Σk∉IG(BG)iS,k·wk+Σi∈ISw1|≤d>⊗<|Σg∉IG(BG)iA,g·wg+Σh∈IAwh|≤d>]]>其中，wh、wl分別為屬于IA、IS中的節(jié)點(diǎn)權(quán)值，wk、wg均為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)權(quán)值；(3.4)，建立解列問題的有序二元決策圖OBDD(3.4.1)，根據(jù)有效減小OBDD規(guī)模的原則確定布爾變量bij的順序；(3.4.2)，對(duì)于“發(fā)電機(jī)同步約束”的布爾函數(shù)表達(dá)式，其有序二元決策圖可由OBDD算法直接生成；(3.4.3)，對(duì)于“電力平衡約束”的函數(shù)表達(dá)式，要先進(jìn)行預(yù)處理以獲得等價(jià)的布爾函數(shù)表達(dá)式所選的預(yù)處理是在IA、IS未知時(shí)求解下列不等式組， 在IA、IS已知時(shí)求解下列不等式組， 然后將解寫成由“”和“”聯(lián)結(jié)的布爾表達(dá)式的形式，然后再由此生成有序二元決策圖；(3.5)，在獲得“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的OBDD之后，通過OBDD間的邏輯“與”運(yùn)算可將它們合并，從而確定同時(shí)滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的OBDD，以便進(jìn)行解列策略的搜索；(3.6)，在以上“供搜索解列策略的圖論模型”G上的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略的基礎(chǔ)上得到原電網(wǎng)的滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的解列策略，把在原電網(wǎng)預(yù)處理時(shí)去掉的輸電線路納入對(duì)原電網(wǎng)的解列策略中；(4)，對(duì)上述原電網(wǎng)上滿足“發(fā)電機(jī)同步約束”和“電力平衡約束”的原電網(wǎng)的解列策略，采用快速潮流計(jì)算，檢驗(yàn)其“傳輸線安全約束”，在線地給出最終的合理的解列策略；(4.1)，針對(duì)已經(jīng)取得的某一個(gè)原電網(wǎng)解列策略，根據(jù)下式計(jì)算各孤島所有傳輸線的有功功率，Pij=-Pji=V02|zij|sinθzij(δi-δj);]]>其中，zij為從節(jié)點(diǎn)i到j(luò)的該傳輸線的阻抗， 為其阻抗角，δi、δj分別為兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)的電壓相位角，V0為額定電壓；所有的相位角使用下式計(jì)算 Σi=1nIPi=0]]>其中，Pi為端節(jié)點(diǎn)i的有功功率，nI為該孤島的節(jié)點(diǎn)數(shù)；任給nI-1個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率和某個(gè)節(jié)點(diǎn)的相位角，便可通過上式求得其它所有節(jié)點(diǎn)的相位角值；(4.2)，若每條傳輸線的有功功率Pij均不大于該傳輸線的穩(wěn)態(tài)安全約束值PSLij乘以一個(gè)安全系數(shù)α(在0.7至0.9之間取值)，則該原電網(wǎng)解列策略為滿足上述三個(gè)條件的候選的合理解列策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法，其特征在于在步驟(4.3)所述的預(yù)處理中采用了二進(jìn)制編碼，其步驟如下(1)對(duì)所有的wi和d同時(shí)乘某個(gè)較大整數(shù)λ，并做“向上取整”運(yùn)算得整數(shù) (2)在IA、IS未知時(shí)，通過下式確定對(duì)PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb 在IA、IS已知時(shí)，通過下式確定對(duì)簡化的PBC式進(jìn)行二進(jìn)制編碼的位數(shù)nb (3)引入模運(yùn)算 可將所有整數(shù)(包括負(fù)整數(shù))表示為 中的數(shù)；(4)從而得到PBC式的布爾表達(dá)式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法，其特征在于在上述的步驟(3.4.1)中對(duì)布爾變量進(jìn)行排順序時(shí)采用以下步驟(1)先對(duì)發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)編號(hào)，編為1～NG，NG為發(fā)電機(jī)類節(jié)點(diǎn)數(shù)，用整數(shù)變量O表示當(dāng)前已經(jīng)完成的最大編號(hào)，令O＝NG，用整數(shù)變量F表示進(jìn)行下一步編號(hào)的參考編號(hào)，令F＝1；(2)從第F號(hào)節(jié)點(diǎn)開始，對(duì)與其相鄰且未編號(hào)的NF個(gè)負(fù)荷類節(jié)點(diǎn)從第O+1號(hào)開始進(jìn)行編號(hào)，一直編號(hào)至O+NF號(hào)，然后重新使變量O的值加NF，若第F號(hào)節(jié)點(diǎn)無相鄰且未編號(hào)的節(jié)點(diǎn)，則令變量F的值加1；(3)重復(fù)步驟(2)直至O＝N，即所有N個(gè)節(jié)點(diǎn)都被編號(hào)；(4)根據(jù)所有節(jié)點(diǎn)的新的編號(hào)，依照下面的規(guī)則確定任意兩個(gè)布爾變量bαβ(α＜β)和bγ(γ＜)的先后順序，從而完成對(duì)所有布爾變量排順序(4.1)，先比較α和γ，若α＜γ，bαβ＜bγ，若γ＜α，bγ＜bαβ；(4.2)，若α＝γ，再比較β和，若β＜，bαβ＜bγ，若＜β，bγ＜bαβ；其中，α和β、γ和分別為任意兩對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，bαβ是對(duì)應(yīng)于連接編號(hào)為α、β的節(jié)點(diǎn)的邊eαβ的布爾變量，bγ是對(duì)應(yīng)于連接編號(hào)為γ、的節(jié)點(diǎn)的邊eγ的布爾變量，用“＜”符號(hào)表示兩個(gè)布爾變量的前后順序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)將工作歸納為如下三個(gè)時(shí)間層次(1)長周期離線層工作把與電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分工作在“固定”的周期內(nèi)離線進(jìn)行，僅在“變動(dòng)”時(shí)需要進(jìn)行更新；它含有以下工作內(nèi)容處理原電網(wǎng)，設(shè)定布爾變量順序，以及建立布爾多項(xiàng)式的有序二元決策圖；(2)短周期離線層工作把與負(fù)荷分布相關(guān)的工作放在短周期離線層進(jìn)行；它含有以下工作內(nèi)容根據(jù)負(fù)荷變化更新節(jié)點(diǎn)的權(quán)，建立PBC的有序二元決策圖；(3)在線層工作它含有以下工作內(nèi)容建立SSC的有序二元決策圖，搜索滿足SSC和PBC的策略，以及快速潮流計(jì)算以檢驗(yàn)傳輸線安全約束(RLC)。
全文摘要
災(zāi)變事故下避免電力系統(tǒng)崩潰的解列決策方法屬于電力網(wǎng)安全技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于它是一種借助OBDD有序二元決策技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)多階段且快速有效地在線搜索大型電力網(wǎng)滿足“發(fā)電機(jī)同步”、“電力平衡”、“傳輸線安全”三個(gè)必要條件的主動(dòng)解列決策的方法。它由原始電力網(wǎng)預(yù)處理及參數(shù)初試化，由基于OBDD的算法縮小搜索空間至滿足“發(fā)電機(jī)同步”和“電力平衡”的解列策略集及由快速潮流計(jì)算檢驗(yàn)“傳輸線安全”約束并給出候選的合理解列策略共三階段組成。在時(shí)間劃分上，計(jì)算機(jī)將工作按長、短周期離線層和在線層進(jìn)行分階段處理。它具有非常適用于大型電力網(wǎng)、進(jìn)行全策略空間搜索、大大減少OBDD規(guī)模及分階段地在線、離線工作的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1453919SQ0312288
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2003年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月10日
發(fā)明者趙千川, 孫凱, 鄭大鐘, 盧強(qiáng), 馬進(jìn) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)