电力系统安全稳定自适应紧急控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统安全稳定紧急控制技术领域，具体地说，本发明设及一种适 用于《电力系统安全稳定导则》中第二道安全防线所防御的预想故障发生后、保障电力系统 安全稳定的自适应紧急控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 现有的《电力系统安全稳定导则》中第二道安全防线通常采用的是离线整定的控 制策略，该控制策略通常比较保守，控制量过大，当然也存在因离线整定的控制量不足而存 在的安全隐患。为了降低因电力系统的实际运行状态与控制策略离线整定计算中所考虑的 电力系统运行状态之间的差别所导致的离线整定的控制量过大或控制量不足的风险，基于 电力系统的实际运行状态进行紧急控制在线策略计算，待故障发生后，根据设置的匹配判 据，例如用于捜索离线策略的"实时方式字"与最新生成的在线策略所对应的电力系统运行 状态中"实时方式字"相同，决定对电力系统采取在线策略还是离线策略进行控制。该自适 应紧急控制方法已在一些实际工程中得到试点应用。由于该方法所给出的在线策略所对应 的运行时刻总是早于故障发生时刻，在不能量化故障发生时刻的电力系统运行状态与在线 策略所对应的电力系统运行状态两者之间的差异对在线策略的精度和可靠性的影响的条 件下，其实用性难W满足工程要求。运也是该自适应紧急控制方法没有得到推广应用的关 键原因。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是：针对现有的基于离线策略的紧急控制方法和基于在线策略的紧 急控制方法在控制精度和可靠性方面的不足，结合现有调度自动化系统中实时计划已达到 实用化要求的现状，提出一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统及方法，W满足工程 应用的实用化要求。
[0004] 本发明所采用的技术原理为：离线策略表中"方式字"通常反映了预想故障下电力 系统的安全稳定模式，离线策略表中的"断面潮流"是用于确定"方式字"不变条件下的控 制量大小。若故障发生时刻的"实时方式字"与距离故障发生时刻比较短的前后两个时刻 的紧急控制优化策略所对应的"实时方式字"都相同，则可W认为采用该前后两个时刻的紧 急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略，从而实现控制精度和可 靠性的有机统一，提高安全稳定自适应紧急控制方法的工程实用性。
[0005] 本发明具体采用如下的技术方案：
[0006] 一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统，由调度端中屯、站和厂站端控制站两 部分组成；该调度端中屯、站又包括实时信息获取模块、紧急控制超前决策计算模块、紧急控 制优化策略下发模块；厂站端控制站又包括实时信息上送模块、超前决策信息接受模块、预 想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块；其中：
[0007] 实时信息获取模块负责按设定的周期循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装 置实时运行状态、实测信息和实时方式字S;实时方式字是指当前时刻用于从离线策略表 中捜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的方式字；若实时信息获取模块相邻的前后 两次接受到的实时方式字不同，则向紧急控制超前决策计算模块发送中止紧急控制超前决 策计算指令。
[0008] 紧急控制超前决策计算模块负责按独立循环运行的方式，对电力系统未来运行状 态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化 策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策 略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故 障的离线控制策略捜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若紧 急控制超前决策计算模块接受到实时信息获取模块发送来的中止紧急控制超前决策计算 指令，则重新启动紧急控制超前决策计算模块。
[0009] 紧急控制优化策略下发模块负责在紧急控制超前决策计算模块生成了超前决策 信息时，将超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站。
[0010] 实时信息上送模块负责按照设定的周期向调度端中屯、站实时上送紧急控制装置 实时运行状态、实测信息、W及用于捜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的实时方 式字S。
[0011] 超前决策信息接受模块负责接受调度端中屯、站下发的超前决策信息，并保存。
[0012] 预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块负责在发生预想故障时选取自 适应紧急控制策略，并根据所选的自适应紧急控制策略对电力系统实施紧急控制。
[0013] 进一步，预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块在发生预想故障时自适 应紧急控制策略的选取具体为：若故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的 前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的 紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作 为自适应紧急控制策略。
[0014] 一种电力系统安全稳定自适应紧急控制方法，具体包括如下步骤：
[0015] 实时信息上送的步骤：厂站端控制站按设定的周期向调度端中屯、站实时上送紧急 控制装置实时运行状态信息、实测信息和用于捜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略 的实时方式字S;
[0016] 实时信息获取的步骤：调度端中屯、站按设定的周期循环接受厂站端控制站上送的 紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和实时方式字S;
[0017] 紧急控制超前决策计算的步骤：对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计 的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的 电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电 力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略捜索相 关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若在实时信息获取的步骤中前 后两次接受到的实时方式字不同，则中止并重新启动紧急控制超前决策计算；
[0018] 紧急控制优化策略下发的步骤：调度端中屯、站将紧急控制超前决策计算步骤生成 的超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站；
[0019] 接受超前决策信息的步骤：厂站端控制站接受调度端中屯、站下发的超前决策信 息，并保存；
[0020] 预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤：若发生了需要防御的预想故 障，且故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的前后两个时刻的紧急控制优 化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作 为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略；按 照确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
[0021] 进一步，在紧急控制超前决策计算的步骤中，电力系统未来运行状态的估计W及 在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算具体包括：
[0022] 1)基于厂站端控制站上送的实时信息，W及调度自动化系统中的电力系统实时信 息，生成当前时刻t。的电力系统中设备的投/停状态及其运行信息，作为电力系统在t。时 刻的运行断面数据，并保存到历史数据库中，进入步骤2);
[0023] 上述设备包括一次设备和二次设备；
[0024] 2)从电力系统实时计划数据中选取运行断面数据所对应的时刻不早于（t。+AT) 且距（t。+AT)最近的实时计划运行断面数据，将该实时计划运行断面数据所对应的时刻 记为tg，进入步骤扣；
[0025] 其中，AT为用于超前决策的未来运行断面数据所对应的时刻相对于t。的时长；
[00%] 3)若[ts-(t。+AT)]小于设定时长，则将ts时刻的电力系统实时计划运行断面数 据作为最终的（te+AT)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤8)，否则，将t。时刻的电 力系统运行断面数据作为初始的（t。+AT)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤4);
[0027] 4)基于初始的（t。+AT)时刻的电力系统运行断面数据，对其中各个一次设备、二 次设备分别进行投/停状态设置，生成设备投/停状态设置后的（t。+AT)时刻的电力系 统运行断面数据，进入步骤5):
[0028] 5)若历史数据库中有除t。时刻之外的电力系统运行断面数据，则从历史数据库中 选取运行断面所对应的时刻距t。最近的历史运行断面数据，将该历史运行断面数据所对应 的时刻记为th，进入步骤6)，否则，进入步骤7);
[0029] 6)分别针对设备投/停状态设置后的（t。+AT)时刻的电网运行断面数据中投 运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t。时刻的 当前运行断面数据和寸刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无 功W及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功W及母线的电压进行插值计 算，得到发电机、负荷和换流站在（t。+AT)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功， W及母线在（t。+AT)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
[0030] 将经过上述处理后得到的设备投/停状态设置后的（t