專利名稱：穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法
技術領域：
本發明屬于電力系統及其自動化技術領域，涉及電網安全穩定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法。
背景技術：
區域穩定控制是確保現代電力系統安全穩定運行的重要手段。控制決策的實現方式一般分為三類a離線預決策，實時匹配；b在線預決策，實時匹配；c實時計算，實時控制。無論何種實現方式，控制策略表都是控制的基本依據，穩定控制裝置是策略實施的主體，運行方式的識別、擾動狀態的判別以及策略搜索、匹配與實施是穩定控制裝置的核心內容。區域電網安全穩控裝置部署完成后，二次開發工作主要集中在策略表的制定和策·略表搜索匹配軟件的編制測試這兩個方面a.策略表的制定是利用電力系統專業工具對電網進行仿真和穩定分析計算，預想多種可能的故障場景，包括運行方式、斷面潮流和故障狀態等，反復驗證穩定控制措施，如切機、切負荷或解列等措施對維護電網穩定的效果并得到最終的控制策略表。b.策略表搜索匹配是根據既定的策略表編寫穩控裝置軟件。該軟件通過對故障場景的識別，對照策略表的相應條目進行搜索和匹配，獲得對應的控制措施并實施。軟件編制完成后，研發、工程和用戶要進行一系列的測試，發現軟件上的漏洞并進行修改，現場投運前還要按照策略表再進行最后的測試工作。在整個穩控工程中，控制策略是相對易變的部分，策略表若需修改或調整，上述過程就要重新進行。而策略表的修訂在整個工程當中時有發生，運行部門要經常根據電網運行方式和結構的變化進行穩定分析計算以及策略表的更新，穩控裝置的策略搜索軟件也要進行相應的二次開發，穩控系統能否按照既定的策略正確實施控制，其關鍵問題是穩控裝置中的策略搜索匹配軟件流程是否正確、邏輯是否嚴密，這通常都會涉及到大量的編程、測試和驗證工作，系統越復雜，這種問題越突出。隨著電力系統規模不斷的擴大、策略復雜性的增高以及投運裝置數量的增加，穩控工程的二次開發工作面臨著巨大的挑戰。實際經驗表明，由于控制策略表與策略搜索匹配軟件的耦合性較強，導致了策略發生變化后穩控工程實施中大量的二次開發工作。若能建立一種統一的模型來應對千變萬化的穩定控制策略，將會有效地減少二次開發工作量。
發明內容
本發明的目的是針對電網安全穩定控制策略表和策略搜索匹配的特點，建立一種電網安全穩定控制裝置策略表與策略搜索匹配統一的數學模型，尤其是形成穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型，該建模方法實現了策略表與策略搜索匹配的解耦，簡化了軟件編制和測試的流程，從而極大提高穩控工程實施的整體效率，同時也為穩控裝置的標準化設計研究提供了直接理論依據和技術支撐。
本發明采取的技術方案是電網安全穩定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素，與有限狀態機的元素建立映射關系，形成穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型。電網穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法基本思路和步驟如下(I)將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素a.現態是由拓撲結構、潮流斷面、運行壓板等內容形成的電網當前運行狀態的集合;b.事件是由電力系統的故障、跳閘、過載、過頻、過壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉移、線路投退、機組起停、遠方命令、開關變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合。 c.動作是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移的響應過程，和由一系列事件驅動的，導致在“現態”下采取穩定控制措施；還可包括響應過程。d.次態是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移，“次態”是相對于“現態”而言的，“次態” 一旦被激活，就轉變成新的“現態” 了。(2)將上述四類元素與有限狀態機的元素建立映射關系，形成穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型。Mealy型有限狀態機是個6-元組,用M表示M=(S, SO, Σ, Λ, T, G) (I)式⑴中:S :S={S。，S1,... , SJ 狀態的有限集合；SO :表示初始狀態，且SO e S ;Σ Σ ={σ0, O1,... , ση}輸入符號的有限集合；Λ :Λ={δ。，S1,..., δη}輸出符號的有限集合；T :表示轉移函數，(SX Σ — S);G :表不輸出函數，(SX Σ —Λ);上述6-元組包含了一組狀態集、一個初始狀態、一組輸入符號集、一組輸出符號集、一個映射輸入符號和當前狀態到下一狀態的轉移函數的計算模型和輸出函數的計算模型。建立穩控策略表與公式(I)表述的Mealy狀態機模型之間的映射關系,如表I所示表I穩控策略表與Mealy狀態機模型之間的映射關系
權利要求
1.電網安全穩定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素，與有限狀態機的元素建立映射關系，形成穩 控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型；步驟如下 (1)將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素 a.現態是由拓撲結構、潮流斷面、運行壓板等內容形成的電網當前運行狀態的集合； b.事件是由電力系統的故障、跳閘、過載、過頻、過壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉移、線路投退、機組起停、遠方命令、開關變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合； c.動作是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移的響應過程，和由一系列事件驅動的，導致在“現態”下采取穩定控制措施；還可包括響應過程； d.次態是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移，“次態”是相 對于“現態”而言的，“次態” 一旦被激活，就轉變成新的“現態” 了。 (2)將上述四類元素與有限狀態機的元素建立映射關系，形成穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型； Mealy型有限狀態機是個6_元組，用M表示 M=(S, SO,E,A,T,G) (I) 式(I)中 S S={S0, S1,... , SJ狀態的有限集合； SO :表示初始狀態，且SO e S ； Σ Σ ={σ0, O1,..., oj輸入符號的有限集合； Λ :Λ={δ。，δρ...，δη}輸出符號的有限集合； T :表示轉移函數，(SX Σ— S)； G :表不輸出函數，(SX Σ —Λ); 上述6-元組包含了一組狀態集、一個初始狀態、一組輸入符號集、一組輸出符號集、一個映射輸入符號和當前狀態到下一狀態的轉移函數的計算模型和輸出函數的計算模型； 建立穩控策略表與公式(I)表述的Mealy狀態機模型之間的映射關系,如表I所不 表I穩控策略表與Mealy狀態機模型之間的映射關系
2.根據權利要求I所述的穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素 a.現態是由拓撲結構、潮流斷面、運行壓板等內容形成的電網當前運行狀態的集合； b.事件是由電力系統的故障、跳閘、過載、過頻、過壓、低頻、低壓，相位變化、潮流轉移、線路投退、機組起停、遠方命令、開關變位、壓板投退等等一系列事件形成的集合。
c.動作是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移的響應過程，是由一系列事件驅動的，導致在“現態”下采取穩定控制措施的響應過程。
d.次態是由一系列事件驅動的，導致運行狀態從“現態”到“次態”遷移“次態”是相對于“現態”而言的“次態” 一旦被激活，就轉變成新的“現態” 了。
3.根據權利要求I所述的穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的建模方法，其特征是將策略表內容代入式(2)得M= ( {S, s}, {s}, {f}, {x, y}, {sXf->S}, {sXf->{x, y}} ) (3) 式(3)中，運行狀態，{S，s}，{s}，擾動事件{f}和控制措施{x，y}是靜態內容，策略表形成后就相對固定；采用面向對象技術，將{S，s}、{s}、{f}、{x，y}內容以抽象類的形式表達，各種同類異構的策略表條目都通過對象的實例化歸納來完成。
全文摘要
電網安全穩定控制裝置策略表和策略搜索匹配的建模方法，將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素，與有限狀態機的元素建立映射關系，形成穩控裝置的策略表和策略搜索匹配的Mealy型有限狀態機數學模型；將策略表和策略搜索匹配過程歸納為現態、事件、動作和次態四類元素，該方法將策略表與策略搜索匹配過程用統一的有限狀態機數學模型來表達，實現了策略表與策略搜索匹配過程的解耦，簡化了軟件編制和測試的流程，從而極大提高穩控工程實施的整體效率，同時也為穩控裝置的標準化設計提供了直接的理論依據和技術支撐。
文檔編號G06F17/50GK102890735SQ20121035772
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年7月9日
發明者王亮, 李力, 陳玉林, 呂航, 文繼鋒, 陳松林 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司