考慮實時計劃的電力系統安全穩定預防控制滾動決策方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種安全穩定預防控制決策的方法，屬于電力系統調度運行控制技術 領域。
【背景技術】
[0002] 安全穩定預防控制是指針對預想故障下電網中存在的安全穩定問題而在預想故 障發生之前對電網采取的控制，安全穩定預防控制決策與所針對的電網運行狀態和所防御 的預想故障集二者緊密相關。現有的在線預防控制優化決策技術針對的是電網當前運行狀 態，由于控制決策計算需要一定的時間，待控制決策結果得到后，電網實際上已經運行到新 的運行狀態。若在新的運行狀態下直接對電網采取相對于當前時刻已經成為歷史的運行狀 態下的控制決策結果，目前還沒有技術能夠判斷這種控制方法是"過控"，還是"欠控"，其可 靠性無法保障。
[0003] 通常情況下，實時計劃包括多個時間間隔（例如5分鐘）相等的運行斷面，是周期 性（例如5分鐘）刷新的。如果直接將現有的在線預防控制優化決策方法用于超前分析實 時計劃中第一個時刻的運行斷面，只要預防控制優化決策的計算時間小于實時計劃中各運 行斷面之間的時間間隔，則也能實現在實時計劃的第一個時刻之前就已經得到該實時計劃 運行斷面的預防控制優化決策。但是，這種決策方法在實時性方面存在局限，只能針對實時 計劃的運行斷面，決策周期受制于實時計劃各運行斷面之間的時間間隔，即使決策計算時 間很短，小于實時計劃各運行斷面之間的時間間隔，也改變不了決策計算周期。
【發明內容】
[0004] 針對現有在線預防控制決策結果所對應的電網運行時刻早于電網當前運行時刻， 其可靠性難以保障的不足，本發明提供了一種考慮實時計劃的電力系統安全穩定預防控制 滾動決策方法，使得控制決策結果所對應的電網運行時刻晚于獲得控制決策結果的時刻， 提高控制決策結果的可靠性。
[0005] 本發明的原理為：在設備投/停狀態沒有變化的情況下，基于電網當前數據以及 最近的歷史數據和實時計劃數據中設備的運行數據，采用曲線擬合得到設備在當前時刻與 實時計劃時刻之間的未來運行時刻的設備的運行數據，針對電網當前數據以及實時計劃數 據中設備投/停狀態不一致的情況，根據設備投/停狀態變化對安全穩定裕度的影響來確 定設備在當前時刻與實時計劃時刻之間的未來運行時刻的設備的投停狀態。通過提高計算 速度，就能夠確保獲得控制決策結果的時刻早于控制決策結果所對應的電網運行時刻，真 正實現對未來運行狀態的預防控制決策計算。
[0006] 本發明方法具體包括如下步驟：
[0007] 1)將當前時刻t。的電網中設備的投/停狀態及其運行信息，作為電網在t。時刻 的運行斷面數據保存到歷史數據庫中，并基于t。時刻的電網運行斷面數據，針對t。時刻的 預想故障集F。進行安全穩定評估，若F。中有安全穩定裕度小于設定值的預想故障，則將F。 中安全穩定裕度小于該設定值的預想故障的集合記為F。，進入步驟2)，否則，按安全穩定裕 度由小到大的順序將F。中排序在前位的max[l, int(A Xn)]個預想故障的集合記為F。，進 入步驟2);
[0008] 上述設備包括一次設備和二次設備；
[0009] 上述max為取二者中最大值的函數，int為取整函數，λ為大于〇、小于1的設定 參數，η為F。中的預想故障數；
[0010] 2)從電網實時計劃數據中選取運行斷面數據所對應的時刻不早于（h+T)且距 (tQ+T)最近的實時計劃運行斷面數據，將該實時計劃運行斷面數據所對應的時刻記為ts， 進入步驟3);
[0011] 其中，T為用于滾動決策的未來運行斷面數據所對應的時刻相對于t。的時長設定 值；
[0012] 3)若[KtfT)]小于設定時長，則將ts時刻的電網實時計劃運行斷面數據作為 最終的（VT)時刻的電網運行斷面數據，進入步驟8)，否則，將t。時刻的電網運行斷面數 據作為初始的（h+T)時刻的電網運行斷面數據，進入步驟4);
[0013] 4)基于初始的（h+T)時刻的電網運行斷面數據，針對其中各個一次設備、二次設 備分別進行以下處理，得到在（h+T)時刻的電網中一次設備、二次設備的投/停狀態，生成 設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據，進入步驟5);
[0014] 若設備在t。時刻的電網運行斷面數據中的投/停狀態與在t s時刻的實時計劃運 行斷面數據中投/停狀態一致，則將設備在初始的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中的投 /停狀態設置為其在t。時刻的電網運行斷面數據中的投/停狀態；否則，對于二次設備，則 將其在初始的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中投/停狀態設置為停運狀態；對于一次設 備，則基于在t。時刻的電網運行斷面數據的基礎上變更其投/停狀態后得到的電網運行斷 面數據，針對F。進行安全穩定評估，通過公式（1)計算出一次設備的投/停狀態變更前后安 全穩定裕度變化的綜合指標A η，若A η大于0,則將一次設備在初始的（tfT)時刻的電 網運行斷面數據中的投/停狀態設置為其在t。時刻的電網運行斷面數據中的投/停狀態， 否則，將一次設備在初始的（tfT)時刻的電網運行斷面數據中的投/停狀態設置為其在t s 時刻的實時計劃運行斷面數據中的投/停狀態；
(1)
[0015]
[0016] 式中，m為F。中的預想故障數，Tl JP II' i分別為基于t。時刻的電網運行斷面數 據中一次設備的投/停狀態變更前后的電網運行狀態下F。中第i個預想故障的安全穩定 裕度，a為大于1的設定值；
[0017] 5)若歷史數據庫中有除t。時刻之外的電網運行斷面數據，則從歷史數據庫中選取 運行斷面所對應的時刻距t。最近的歷史運行斷面數據，將該歷史運行斷面數據所對應的時 刻記為t h，進入步驟6)，否則，進入步驟7);
[0018] 6)分別針對設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中投運的 發電機、負荷和換流站，基于其在t h時刻的歷史運行斷面數據、t。時刻的當前運行斷面數據 和、時刻的實時計劃運行斷面數據中的有功和無功，采用二次曲線擬合方法分別對其的有 功和無功進行插值計算，得到其在（tfT)時刻的電網運行斷面數據中的有功和無功；
[0019] 分別針對設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中投運的母 線，若母線在t h時刻的歷史運行斷面數據、t。時刻的當前運行斷面數據和t s時刻的實時計 劃運行斷面數據中都是投運的，則基于母線在th時刻、t。時刻和t s時刻的3個運行斷面 數據中的電壓，采用二次曲線擬合方法對其電壓進行插值計算，得到其在（h+T)時刻的電 網運行斷面數據中的電壓；若母線只在t h時刻的歷史運行斷面數據、t。時刻的當前運行斷 面數據和、時刻的實時計劃運行斷面數據中的兩個運行斷面數據中是投運的，則基于母 線在這兩個運行斷面數據中的電壓，采用線性擬合方法對其電壓進行插值計算，得到其在 (t Q+T)時刻的電網運行斷面數據中的電壓；若母線只在th時刻的歷史運行斷面數據、t。時 刻的當前運行斷面數據和t s時刻的實時計劃運行斷面數據中的一個運行斷面數據中是投 運的，則將母線在該運行斷面數據中的電壓作為其在（h+T)時刻的電網運行斷面數據中的 電壓；
[0020] 基于設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據，將其中投運的發 電機、負荷和換流站的有功和無功，設置為經過上述處理得到的其在（tfT)時刻的電網運 行斷面數據中的有功和無功，將其中投運的母線的電壓，設置為經過上述處理得到的其在 (t 0+T)時亥I」的電網運行斷面數據中的電壓，作為最終的（t0+T)時亥I」的電網運行斷面數據， 進入步驟8);
[0021] 7)分別針對設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中投運的 發電機、負荷和換流站，基于其在t。時刻的當前運行斷面數據和1 3時刻的實時計劃運行斷 面數據中的有功和無功，采用線性擬合方法分別對其的有功和無功進行插值計算，得到其 在（h+T)時刻的電網運行斷面數據中的有功和無功；
[0022] 分別針對設備投/停狀態設置后的（h+T)時刻的電網運行斷面數據中投運的母 線，若母線在t。時刻的當前運行斷面數據和t s時刻的實時計劃運行斷面數據中都是投運 的，則基于母線在t。時刻和t s時刻的兩個運行斷面數據中的電壓，采用線性擬合方法對其 電壓進行插值計算，得到其在（h+T)時刻的電網運行斷面數據中的電壓；若母線只在t。時 刻的當前運行斷面數據和t s時刻的實時計劃運行斷面數據中的一個運行斷面數據中是投 運的，則將母線在該運行斷面數據中的