專利名稱：電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定快速校核方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)調(diào)度操作的校核方法，屬于電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)調(diào)度操作是調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式、處理電網(wǎng)異常和事故的基本手段，如何確保操作的安全性是電網(wǎng)調(diào)度日常工作中必須應(yīng)對(duì)的問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)之間的聯(lián)系日趨緊密，一方面，調(diào)度操作不當(dāng)對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響可能會(huì)擴(kuò)大； 另一方面，對(duì)調(diào)度員在各種復(fù)雜工況下的操作能力和事故狀態(tài)下的快速反應(yīng)能力提出了更高的要求?，F(xiàn)有的操作系統(tǒng)一般以倒閘操作防誤校驗(yàn)和潮流分析為主，對(duì)于操作后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定狀態(tài)主要依靠運(yùn)行人員的主觀經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。因此迫切需要在調(diào)度命令下發(fā)前，快速評(píng)估調(diào)度操作后系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，有效降低調(diào)度操作給系統(tǒng)造成的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，在線安全穩(wěn)定分析與控制技術(shù)已取得了可觀的應(yīng)用成效，對(duì)于支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，為調(diào)度操作的在線安全穩(wěn)定快速校核奠定了良好的基礎(chǔ)。專利“電力系統(tǒng)在線安全穩(wěn)定評(píng)估預(yù)想故障集自適應(yīng)篩選方法”(申請(qǐng)?zhí)枮?00810243660. 7)以安全穩(wěn)定裕度為指標(biāo)，結(jié)合安全穩(wěn)定模式和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化程度，從預(yù)想故障全集中篩選出需要重新計(jì)算的預(yù)想故障子集，可減小當(dāng)前時(shí)間斷面下在線安全穩(wěn)定評(píng)估用預(yù)想故障集的規(guī)模，提高在線安全穩(wěn)定評(píng)估的計(jì)算速度。專利“電力系統(tǒng)在線暫態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估預(yù)想故障篩選方法”(申請(qǐng)?zhí)枮?01110279948. I)進(jìn)一步考慮了元件投/退對(duì)安全穩(wěn)定裕度與模式的影響，本發(fā)明應(yīng)用了上述專利中的一些技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，縮短調(diào)度操作安全校核的計(jì)算時(shí)間，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定快速的校核方法，為評(píng)估調(diào)度操作風(fēng)險(xiǎn)提供技術(shù)支撐，及時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)度操作可能帶來(lái)的安全隱患，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明方法主要包括如下步驟
步驟一根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式信息和調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻，依據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃和外送計(jì)劃，形成用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基礎(chǔ)斷面；
步驟二 基于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核基礎(chǔ)斷面和調(diào)度操作指令，對(duì)操作后的電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)薄弱性分析，并形成潮流、穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)文件；
步驟三依據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的安全穩(wěn)定裕度和模式，結(jié)合調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化大小、故障元件到調(diào)度操作元件之間的電氣距離，自動(dòng)生成用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集；
步驟四基于步驟二生成的潮流、穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)文件，以及步驟三生成的預(yù)想故障集，運(yùn)用安全穩(wěn)定性統(tǒng)一量化方法，綜合評(píng)估調(diào)度操作后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平；針對(duì)調(diào)度操作導(dǎo)致電網(wǎng)安全穩(wěn)定裕度不滿足要求的情況，計(jì)算改善安全穩(wěn)定水平的控制措施，并形成調(diào)度操作輔助決策建議。
進(jìn)一步，步驟一中所述用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基礎(chǔ)斷面的形成方法為以系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的潮流斷面為基礎(chǔ)，根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃和外送計(jì)劃提供的有功計(jì)劃，運(yùn)用無(wú)功自動(dòng)調(diào)整技術(shù)，形成與調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行工況最接近的潮流斷面，作為調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基準(zhǔn)斷面；若調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間間隔小于某一設(shè)定值，選擇系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻斷面作為安全穩(wěn)定校核的基準(zhǔn)斷面；
負(fù)荷無(wú)功調(diào)整方法是保證各負(fù)荷母線功率因數(shù)與當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下功率因數(shù)相等，若當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下負(fù)荷母線有功為0，則按缺省的功率因數(shù)來(lái)計(jì)算；
發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)整方法是對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)類型 的發(fā)電機(jī)，其機(jī)端電壓與當(dāng)前時(shí)刻的機(jī)端電壓一致；對(duì)于PQ節(jié)點(diǎn)類型的發(fā)電機(jī)，按等功率因數(shù)調(diào)整(若超出發(fā)電機(jī)無(wú)功限值，則按限值給出)；若當(dāng)前時(shí)刻下機(jī)組停運(yùn)，則取默認(rèn)值。進(jìn)一步，步驟三中所述用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集的生成方法為
(1)分別計(jì)算出預(yù)想故障全集中各個(gè)故障元件到調(diào)度操作元件的最小電氣距離，若電氣距離小于設(shè)定值，則將預(yù)想故障集中相應(yīng)的故障作為必須進(jìn)行安全校核的故障；
(2)針對(duì)步驟(I)篩選以后余下的預(yù)想故障，以反映電網(wǎng)安全穩(wěn)定程度的安全穩(wěn)定裕度為指標(biāo)，結(jié)合調(diào)度操作后電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)之間的差異，篩選出需要進(jìn)行安全校核的故障；
(3)將步驟(I)與(2)篩選出的故障合并作為用于調(diào)度操作安全校核的故障集。進(jìn)一步，步驟二中所述網(wǎng)絡(luò)薄弱性分析的步驟如下
(1)將節(jié)點(diǎn)/支路模型轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)絡(luò)圖的鏈表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
(2)基于圖的邊聯(lián)通性分析，采用深度優(yōu)先搜索算法尋找圖的橋，得出電力網(wǎng)絡(luò)中的薄弱通道；
(3)斷開每座橋，采用廣度優(yōu)先搜索算法尋找各個(gè)連通分量，得到電網(wǎng)孤島信息；對(duì)調(diào)度操作后出現(xiàn)電網(wǎng)孤島的情況，給出告警信息提示調(diào)度員注意。本發(fā)明提出的校核方法能夠利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式信息和計(jì)劃信息，形成調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻的潮流斷面，通過自動(dòng)篩選預(yù)想故障，實(shí)現(xiàn)操作后電網(wǎng)靜態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)安全的快速評(píng)估和輔助決策，為調(diào)度運(yùn)行人員制定調(diào)度操作命令提供技術(shù)支撐，及時(shí)地規(guī)避調(diào)度操作給系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。


圖I是本發(fā)明方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。附圖I的步驟I是形成用于調(diào)度操作安全校核的基礎(chǔ)斷面的流程。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式信息和調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻，在超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃和外送計(jì)劃提供的有功計(jì)劃的基礎(chǔ)上，運(yùn)用無(wú)功自動(dòng)調(diào)整技術(shù)，形成與調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行工況最接近的潮流斷面，作為調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基準(zhǔn)斷面。如果調(diào)度操作實(shí)施需求緊迫(如事故處理)，則選擇系統(tǒng)當(dāng)前潮流斷面作為安全穩(wěn)定校核基礎(chǔ)斷面，例如調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間間隔t小于某一設(shè)定值T，可選擇系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻斷面作為安全校核的基準(zhǔn)斷面。T值的設(shè)定與計(jì)劃數(shù)據(jù)刷新周期(一般在5-15分鐘之間)和對(duì)校核結(jié)果精度的要求有關(guān)，T值取的較大則可簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過程，但不考慮計(jì)劃數(shù)據(jù)，會(huì)使校核結(jié)果精度稍差。負(fù)荷無(wú)功調(diào)整方法是保證各負(fù)荷母線功率因數(shù)與當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下功率因數(shù)相等，若當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下負(fù)荷母線有功為0，則按缺省的功率因數(shù)來(lái)計(jì)算。發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)整方法是對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)類型的發(fā)電機(jī)，其機(jī)端電壓與當(dāng)前時(shí)刻的機(jī)端電壓一致；對(duì)于PQ節(jié)點(diǎn)類型的發(fā)電機(jī)，按等功率因數(shù)調(diào)整(若超出發(fā)電機(jī)無(wú)功限值，則按限值給出)；若當(dāng)前時(shí)刻下機(jī)組停運(yùn)，則取默認(rèn)值。附圖I的步驟2描述的是根據(jù)調(diào)度操作指令，對(duì)操作后的電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)薄弱性分析，并形成操作后潮流、穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)文件?；趫D論進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗娋W(wǎng)薄弱性分析步驟如下
1、將節(jié)點(diǎn)/支路模型轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)絡(luò)圖的鏈表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
2、基于圖的邊聯(lián)通性分析(若刪去圖中的一條邊，一個(gè)連通的圖分割成兩個(gè)或兩個(gè)以上的連通分量，則該邊為圖的一座橋，一個(gè)沒有橋的連通圖稱為邊連通圖)，采用深度優(yōu)先搜索算法尋找圖的橋，得出電力網(wǎng)絡(luò)中的薄弱通道；
3、斷開每座橋，采用廣度優(yōu)先搜索算法尋找各個(gè)連通分量，得到電網(wǎng)孤島信息。對(duì)調(diào)度操作后出現(xiàn)電網(wǎng)孤島的情況，給出告警信息提示調(diào)度員注意。附圖步驟3描述的是自動(dòng)篩選用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集流程。故障的自動(dòng)篩選步驟如下
(1)分別計(jì)算出預(yù)想故障全集中各個(gè)故障元件到調(diào)度操作元件的最小電氣距離，若電氣距離小于設(shè)定值(該設(shè)定值根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)選取該值取較大值時(shí)，篩選出的必須校核故障數(shù)較多，校核時(shí)間較長(zhǎng))，則將預(yù)想故障集中相應(yīng)的故障作為必須進(jìn)行安全校核的故障；
(2)針對(duì)步驟(I)篩選以后余下的預(yù)想故障，以反映電網(wǎng)安全穩(wěn)定程度的安全穩(wěn)定裕度為指標(biāo)，結(jié)合調(diào)度操作后電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)之間的差異，篩選出需要進(jìn)行安全校核的故障
(a)依據(jù)當(dāng)前時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的安全穩(wěn)定裕度和安全穩(wěn)定模式,確定對(duì)安全穩(wěn)定裕度影響較大的設(shè)備；
(b)結(jié)合調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)于當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化大小，確定需要重新計(jì)算預(yù)想故障的安全穩(wěn)定模式和裕度門檻值；
(c)依據(jù)每個(gè)預(yù)想故障的安全穩(wěn)定裕度隨時(shí)間增大可信度下降的特性，采用安全穩(wěn)定裕度隨時(shí)間增大而減小的裕度-時(shí)間函數(shù)，在當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)故障的安全穩(wěn)定裕度的基礎(chǔ)上，分別直接估算每個(gè)預(yù)想故障的安全穩(wěn)定裕度；
(d)從預(yù)想故障全集篩選出估算的裕度小于裕度門檻值的預(yù)想故障。(3)將步驟(I)與(2)篩選出的故障合并作為用于調(diào)度操作安全校核的故障集。
附圖I的步驟4描述的是調(diào)度操作安全校核的計(jì)算功能和流程，調(diào)度員可根據(jù)實(shí)際需要選擇計(jì)算任務(wù)，包括靜態(tài)/暫態(tài)/動(dòng)態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估，輸電斷面極限功率計(jì)算和預(yù)防控制輔助決策。安全校核模塊采用統(tǒng)一量化分析方法，進(jìn)行靜態(tài)安全、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)安全穩(wěn)定性的綜合量化評(píng)估；如果調(diào)度操作后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平滿足要求，則進(jìn)行輸電斷面極限計(jì)算；針對(duì)調(diào)度操作導(dǎo)致電網(wǎng)安全穩(wěn)定性存在隱患的情況，計(jì)算提高安全穩(wěn)定裕度的預(yù)防控制 措施。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定快速校核方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式信息和調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻，依據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃和外送計(jì)劃，形成用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基礎(chǔ)斷面；步驟二 基于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核基礎(chǔ)斷面和調(diào)度操作指令，對(duì)操作后的電網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)薄弱性分析，并形成潮流、穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)文件；步驟三依據(jù)電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的安全穩(wěn)定裕度和模式，結(jié)合調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化大小、故障元件到調(diào)度操作元件之間的電氣距離，自動(dòng)生成用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集；步驟四基于步驟二生成的潮流、穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)文件，以及步驟三生成的預(yù)想故障集，運(yùn)用安全穩(wěn)定性統(tǒng)一量化方法，綜合評(píng)估調(diào)度操作后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平；針對(duì)調(diào)度操作導(dǎo)致電網(wǎng)安全穩(wěn)定裕度不滿足要求的情況，計(jì)算改善安全穩(wěn)定水平的控制措施，并形成調(diào)度操作輔助決策建議。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定快速校核方法，其特征在于，所述步驟一中用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基礎(chǔ)斷面的形成方法為以系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的潮流斷面為基礎(chǔ)，根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃和外送計(jì)劃提供的有功計(jì)劃，運(yùn)用無(wú)功自動(dòng)調(diào)整技術(shù)，形成與調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行工況最接近的潮流斷面，作為調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的基準(zhǔn)斷面；若調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)刻的時(shí)間間隔小于某一設(shè)定值，選擇系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻斷面作為安全穩(wěn)定校核的基準(zhǔn)斷面；負(fù)荷無(wú)功調(diào)整方法是保證各負(fù)荷母線功率因數(shù)與當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下功率因數(shù)相等，若當(dāng)前時(shí)刻潮流工況下負(fù)荷母線有功為O，則按缺省的功率因數(shù)來(lái)計(jì)算；發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)整方法是對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)類型的發(fā)電機(jī)，其機(jī)端電壓與當(dāng)前時(shí)刻的機(jī)端電壓一致；對(duì)于PQ節(jié)點(diǎn)類型的發(fā)電機(jī)，按等功率因數(shù)調(diào)整(若超出發(fā)電機(jī)無(wú)功限值，則按限值給出)；若當(dāng)前時(shí)刻下機(jī)組停運(yùn)，則取默認(rèn)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定快速校核方法，其特征在于，所述步驟三中用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集的生成方法為(1)分別計(jì)算出預(yù)想故障全集中各個(gè)故障元件到調(diào)度操作元件的最小電氣距離，若電氣距離小于設(shè)定值，則將預(yù)想故障集中相應(yīng)的故障作為必須進(jìn)行安全校核的故障；(2)針對(duì)步驟(I)篩選以后余下的預(yù)想故障，以反映電網(wǎng)安全穩(wěn)定程度的安全穩(wěn)定裕度為指標(biāo)，結(jié)合調(diào)度操作后電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)之間的差異，篩選出需要進(jìn)行安全校核的故障；(3)將步驟(I)與(2)篩選出的故障合并作為用于調(diào)度操作安全穩(wěn)定校核的預(yù)想故障集。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征是，所述步驟二中網(wǎng)絡(luò)薄弱性分析的步驟如下(1)將節(jié)點(diǎn)/支路模型轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)絡(luò)圖的鏈表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；(2)基于圖的邊聯(lián)通性分析，采用深度優(yōu)先搜索算法尋找圖的橋，得出電力網(wǎng)絡(luò)中的薄弱通道；(3)斷開每座橋，采用廣度優(yōu)先搜索算法尋找各個(gè)連通分量，得到電網(wǎng)孤島信息；對(duì)調(diào)度操作后出現(xiàn)電網(wǎng)孤島的情況，給出告警信息提示調(diào)度員注意。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)調(diào)度操作在線安全穩(wěn)定校核方法，適用于調(diào)度運(yùn)行人員下達(dá)調(diào)度命令前，針對(duì)實(shí)施調(diào)度操作后的電網(wǎng)，進(jìn)行安全穩(wěn)定性的在線快速評(píng)估，降低調(diào)度操作帶來(lái)的安全隱患。本方法依據(jù)當(dāng)前潮流水平，結(jié)合超短期預(yù)測(cè)信息，形成調(diào)度操作預(yù)計(jì)實(shí)施時(shí)刻的安全穩(wěn)定校核斷面；針對(duì)調(diào)度操作引起的系統(tǒng)潮流及穩(wěn)定水平的改變，結(jié)合當(dāng)前的安全穩(wěn)定評(píng)估結(jié)果、故障元件到調(diào)度操作元件之間的電氣距離，自動(dòng)生成校核故障集；最后通過操作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并提供相應(yīng)的操作處理預(yù)案，從而及時(shí)避免因調(diào)度命令不當(dāng)帶來(lái)的安全隱患。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102638041SQ20121011270
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者周海鋒, 唐建興, 孫斌, 尹玉君, 徐偉, 李碧君, 林成, 王國(guó)松, 王勝明, 趙維興, 馬覃峰, 高昌培, 鮑顏紅 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心