考慮實(shí)時(shí)計(jì)劃的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定預(yù)防控制滾動(dòng)決策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種安全穩(wěn)定預(yù)防控制決策的方法，屬于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 安全穩(wěn)定預(yù)防控制是指針對(duì)預(yù)想故障下電網(wǎng)中存在的安全穩(wěn)定問題而在預(yù)想故 障發(fā)生之前對(duì)電網(wǎng)采取的控制，安全穩(wěn)定預(yù)防控制決策與所針對(duì)的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和所防御 的預(yù)想故障集二者緊密相關(guān)。現(xiàn)有的在線預(yù)防控制優(yōu)化決策技術(shù)針對(duì)的是電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀 態(tài)，由于控制決策計(jì)算需要一定的時(shí)間，待控制決策結(jié)果得到后，電網(wǎng)實(shí)際上已經(jīng)運(yùn)行到新 的運(yùn)行狀態(tài)。若在新的運(yùn)行狀態(tài)下直接對(duì)電網(wǎng)采取相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻已經(jīng)成為歷史的運(yùn)行狀 態(tài)下的控制決策結(jié)果，目前還沒有技術(shù)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(shí)時(shí)計(jì)劃包括多個(gè)時(shí)間間隔（例如5分鐘）相等的運(yùn)行斷面，是周期 性（例如5分鐘）刷新的。如果直接將現(xiàn)有的在線預(yù)防控制優(yōu)化決策方法用于超前分析實(shí) 時(shí)計(jì)劃中第一個(gè)時(shí)刻的運(yùn)行斷面，只要預(yù)防控制優(yōu)化決策的計(jì)算時(shí)間小于實(shí)時(shí)計(jì)劃中各運(yùn) 行斷面之間的時(shí)間間隔，則也能實(shí)現(xiàn)在實(shí)時(shí)計(jì)劃的第一個(gè)時(shí)刻之前就已經(jīng)得到該實(shí)時(shí)計(jì)劃 運(yùn)行斷面的預(yù)防控制優(yōu)化決策。但是，這種決策方法在實(shí)時(shí)性方面存在局限，只能針對(duì)實(shí)時(shí) 計(jì)劃的運(yùn)行斷面，決策周期受制于實(shí)時(shí)計(jì)劃各運(yùn)行斷面之間的時(shí)間間隔，即使決策計(jì)算時(shí) 間很短，小于實(shí)時(shí)計(jì)劃各運(yùn)行斷面之間的時(shí)間間隔，也改變不了決策計(jì)算周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有在線預(yù)防控制決策結(jié)果所對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)刻早于電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行時(shí)刻， 其可靠性難以保障的不足，本發(fā)明提供了一種考慮實(shí)時(shí)計(jì)劃的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定預(yù)防控制 滾動(dòng)決策方法，使得控制決策結(jié)果所對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)刻晚于獲得控制決策結(jié)果的時(shí)刻， 提高控制決策結(jié)果的可靠性。
[0005] 本發(fā)明的原理為：在設(shè)備投/停狀態(tài)沒有變化的情況下，基于電網(wǎng)當(dāng)前數(shù)據(jù)以及 最近的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用曲線擬合得到設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻與 實(shí)時(shí)計(jì)劃時(shí)刻之間的未來運(yùn)行時(shí)刻的設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，針對(duì)電網(wǎng)當(dāng)前數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)計(jì)劃數(shù) 據(jù)中設(shè)備投/停狀態(tài)不一致的情況，根據(jù)設(shè)備投/停狀態(tài)變化對(duì)安全穩(wěn)定裕度的影響來確 定設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻與實(shí)時(shí)計(jì)劃時(shí)刻之間的未來運(yùn)行時(shí)刻的設(shè)備的投停狀態(tài)。通過提高計(jì)算 速度，就能夠確保獲得控制決策結(jié)果的時(shí)刻早于控制決策結(jié)果所對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)刻，真 正實(shí)現(xiàn)對(duì)未來運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)防控制決策計(jì)算。
[0006] 本發(fā)明方法具體包括如下步驟：
[0007] 1)將當(dāng)前時(shí)刻t。的電網(wǎng)中設(shè)備的投/停狀態(tài)及其運(yùn)行信息，作為電網(wǎng)在t。時(shí)刻 的運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)保存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，并基于t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，針對(duì)t。時(shí)刻的 預(yù)想故障集F。進(jìn)行安全穩(wěn)定評(píng)估，若F。中有安全穩(wěn)定裕度小于設(shè)定值的預(yù)想故障，則將F。 中安全穩(wěn)定裕度小于該設(shè)定值的預(yù)想故障的集合記為F。，進(jìn)入步驟2)，否則，按安全穩(wěn)定裕 度由小到大的順序?qū)。中排序在前位的max[l, int(A Xn)]個(gè)預(yù)想故障的集合記為F。，進(jìn) 入步驟2);
[0008] 上述設(shè)備包括一次設(shè)備和二次設(shè)備；
[0009] 上述max為取二者中最大值的函數(shù)，int為取整函數(shù)，λ為大于〇、小于1的設(shè)定 參數(shù)，η為F。中的預(yù)想故障數(shù)；
[0010] 2)從電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)中選取運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻不早于（h+T)且距 (tQ+T)最近的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，將該實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻記為ts， 進(jìn)入步驟3);
[0011] 其中，T為用于滾動(dòng)決策的未來運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻相對(duì)于t。的時(shí)長(zhǎng)設(shè)定 值；
[0012] 3)若[KtfT)]小于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)，則將ts時(shí)刻的電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)作為 最終的（VT)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟8)，否則，將t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù) 據(jù)作為初始的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟4);
[0013] 4)基于初始的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，針對(duì)其中各個(gè)一次設(shè)備、二次設(shè) 備分別進(jìn)行以下處理，得到在（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)中一次設(shè)備、二次設(shè)備的投/停狀態(tài)，生成 設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟5);
[0014] 若設(shè)備在t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)與在t s時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn) 行斷面數(shù)據(jù)中投/停狀態(tài)一致，則將設(shè)備在初始的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投 /停狀態(tài)設(shè)置為其在t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)；否則，對(duì)于二次設(shè)備，則 將其在初始的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中投/停狀態(tài)設(shè)置為停運(yùn)狀態(tài)；對(duì)于一次設(shè) 備，則基于在t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上變更其投/停狀態(tài)后得到的電網(wǎng)運(yùn)行斷 面數(shù)據(jù)，針對(duì)F。進(jìn)行安全穩(wěn)定評(píng)估，通過公式（1)計(jì)算出一次設(shè)備的投/停狀態(tài)變更前后安 全穩(wěn)定裕度變化的綜合指標(biāo)A η，若A η大于0,則將一次設(shè)備在初始的（tfT)時(shí)刻的電 網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)設(shè)置為其在t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)， 否則，將一次設(shè)備在初始的（tfT)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)設(shè)置為其在t s 時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的投/停狀態(tài)；
(1)
[0015]
[0016] 式中，m為F。中的預(yù)想故障數(shù)，Tl JP II' i分別為基于t。時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù) 據(jù)中一次設(shè)備的投/停狀態(tài)變更前后的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下F。中第i個(gè)預(yù)想故障的安全穩(wěn)定 裕度，a為大于1的設(shè)定值；
[0017] 5)若歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中有除t。時(shí)刻之外的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，則從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中選取 運(yùn)行斷面所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻距t。最近的歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，將該歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的時(shí) 刻記為t h，進(jìn)入步驟6)，否則，進(jìn)入步驟7);
[0018] 6)分別針對(duì)設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中投運(yùn)的 發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和換流站，基于其在t h時(shí)刻的歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)、t。時(shí)刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù) 和、時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的有功和無功，采用二次曲線擬合方法分別對(duì)其的有 功和無功進(jìn)行插值計(jì)算，得到其在（tfT)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的有功和無功；
[0019] 分別針對(duì)設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中投運(yùn)的母 線，若母線在t h時(shí)刻的歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)、t。時(shí)刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)和t s時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì) 劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中都是投運(yùn)的，則基于母線在th時(shí)刻、t。時(shí)刻和t s時(shí)刻的3個(gè)運(yùn)行斷面 數(shù)據(jù)中的電壓，采用二次曲線擬合方法對(duì)其電壓進(jìn)行插值計(jì)算，得到其在（h+T)時(shí)刻的電 網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓；若母線只在t h時(shí)刻的歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)、t。時(shí)刻的當(dāng)前運(yùn)行斷 面數(shù)據(jù)和、時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的兩個(gè)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中是投運(yùn)的，則基于母 線在這兩個(gè)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓，采用線性擬合方法對(duì)其電壓進(jìn)行插值計(jì)算，得到其在 (t Q+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓；若母線只在th時(shí)刻的歷史運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)、t。時(shí) 刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)和t s時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的一個(gè)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中是投 運(yùn)的，則將母線在該運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓作為其在（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的 電壓；
[0020] 基于設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)，將其中投運(yùn)的發(fā) 電機(jī)、負(fù)荷和換流站的有功和無功，設(shè)置為經(jīng)過上述處理得到的其在（tfT)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn) 行斷面數(shù)據(jù)中的有功和無功，將其中投運(yùn)的母線的電壓，設(shè)置為經(jīng)過上述處理得到的其在 (t 0+T)時(shí)亥I」的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓，作為最終的（t0+T)時(shí)亥I」的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)， 進(jìn)入步驟8);
[0021] 7)分別針對(duì)設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中投運(yùn)的 發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和換流站，基于其在t。時(shí)刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)和1 3時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷 面數(shù)據(jù)中的有功和無功，采用線性擬合方法分別對(duì)其的有功和無功進(jìn)行插值計(jì)算，得到其 在（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的有功和無功；
[0022] 分別針對(duì)設(shè)備投/停狀態(tài)設(shè)置后的（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中投運(yùn)的母 線，若母線在t。時(shí)刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)和t s時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中都是投運(yùn) 的，則基于母線在t。時(shí)刻和t s時(shí)刻的兩個(gè)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓，采用線性擬合方法對(duì)其 電壓進(jìn)行插值計(jì)算，得到其在（h+T)時(shí)刻的電網(wǎng)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的電壓；若母線只在t。時(shí) 刻的當(dāng)前運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)和t s時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)劃運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的一個(gè)運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中是投 運(yùn)的，則將母線在該運(yùn)行斷面數(shù)據(jù)中的