本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种电力系统的规划运行系统。
背景技术：
目前，业内常用的现有技术是这样的：
电力系统的主体结构有电源(水电站、火电厂、核电站等发电厂)，变电所(升压变电所、负荷中心变电所等)，输电、配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统的结构应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。然而，现有电力系统规划常出现电网数据统计来源不一致，数据信息不完备等问题，造成分析研究工作不能深入，规划研究水平和效率较低；同时现有的规划方案实际运行效果不理想。
工频逆变器是分布式发电与现代电网的重要并网接口，传统PI控制逆变器的动态特性差，输出电压THD较差，难以满足实时并网要求。滑模控制技术能够克服传统PI控制技术的缺点，提高以变结构为主要特征的逆变器的暂态性能和鲁棒性，因此研究逆变器的滑模控制技术特别是滑模控制器设计方法具有现实意义。滑模控制应用于逆变器系统可追溯到1990年，迄今，全世界研究滑模控制逆变器系统的文章有两百多篇，仅2015年就有五十多篇，但研究逆变器系统的滑模系数选取方法、选取公式以及选取步骤的文献却很少，多以方案和策略为主。
现有逆变器中滑模控制器系数设计方案无法给出较准确的滑模系数，只是给出一个选取原则。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有电力系统规划常出现电网数据统计来源不一致，数据信息不完备等问题，造成分析研究工作不能深入，规划研究水平和效率较低；同时现有的规划方案实际运行效果不理想。
现有逆变器中滑模控制器系数设计方法只给出一个选取原则，无法给出较准确滑模系数的问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电力系统的规划运行系统。
本发明是这样实现的，一种电力系统的规划运行系统，所述电力系统的规划运行系统包括：
电力元件建模模块，与主控模块连接，用于建立各种电气元件的数学模型，描述模型所包含的各项参数，以及参数之间的关系，绘制模型的传递函数框图；
参数管理模块，与主控模块连接，用于管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数，促使参数合理与唯一，降低参数的冗余度；参数管理模块管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数的方法包括：
首先建立全桥逆变器的相变量模型；
再结合滑模控制原理和逆变器工作原理，构造切换函数s，选取滑模控制律 uc，并结合滑动模态的存在条件和能达条件，推导滑动模态的存在条件以及滑动模态的边界值计算公式；
最后确定滞环宽度；
电力系统方式管理模块，与主控模块连接，用于建立不同时期的电网运行方式数据，电网运行方式数据与电网元件参数结合后，形成电气计算用数据，在校验计算数据的收敛性后，所述电力系统方式管理模块对电网运行方式数据进行保存和管理；
最优规划模块，与主控模块连接，用于获取最优的电力规划方案；
所述最优规划模块规划方法如下：
首先，获取电网中分布式机组和储能系统的参数信息，将规划周期内电网运行总成本最低作为目标函数，根据所述参数信息构建含储能系统的电网规划模型；
然后，获取预先构建的模型约束，根据所述模型约束对所述规划模型进行求解，所述模型约束包括供需平衡约束、备用约束以及储能系统约束；
最后，得到所述规划模型的最优解，根据所述最优解得出对应的电网运行规划方案；
minC为规划周期内微电网运行总成本的最小值，CFj表示微电网中第j个分布式机组的燃料成本，Pj表示微电网中第j个分布式机组的输出功率，CSj表示微电网中第j个分布式机组的启动成本，CDj表示微电网中第j个分布式机组的关停成本，Δp表示微电网与主网之间的交易价差，vp表示储能系统单位功率的安装成本，PB表示储能系统的额定安装功率，vE表示储能系统单位容量的安装成本，EB表示储能系统的额定容量，c表示储能系统的固定安装成本，v′o 表示储能系统的单位功率运行成本，PB′表示储能系统每天的输出功率，c′表示储能系统的固定运行成本，P′o表示储能系统的额定功率，P/F，i，n表示微电网第n年的复利现值系数，P/A，i，n表示微电网第n年的年金现值系数，i表示折现率，N表示规划周期所包含的总年数，J表示微电网所包含的分布式机组的数量。
进一步，所述对于工频逆变器，当阻性负载阶跃变化于峰值或谷值时刻，输出电压波动最大，据此构造的滑模控制器及滑模系数，据此确定m值；结合逆变器在阻性负载阶跃增加时的系统运动轨线，建立系统右边界与期望输出电压跌落量相等的关系，进而求得滑模系数，得到切换系数。
进一步，所述选取逆变器滑模控制器系数的方法具体包括以下步骤：
步骤一，建立相变量方程，结合滑模存在条件，得到滑模域在横坐标的投影区域为x1A＜0＜x1B，逆变器滑模存在条件是：
滑模域左边界：
滑模域右边界：
m取峰值，即mmax；
逆变器直流电源电压E，滤波器参数L和C，负载电阻RL；期望输出工频电压ud及其幅值Ud；
步骤二，取右边界等于输出电压允许跌落量，即x1B＝δ；最大允许电压跌落量δ；
步骤三，求解方程，得到滑模系数：
输出电压最大允许跌落量δ，全桥逆变器的L和C滤波参数值，逆变器直流输入电压E，期望输出电压ud＝UdSin2πft，额定阻性负载RL；滑模控制器系数包括滑模系数α，切换系数k1和k2。
进一步，所述滑模控制器的设计步骤如下：
第一步，将已知条件参数带入本发明提出的滑模系数计算公式(1)；
第二步，求解第一步中的等式，得到滑模系数；
第三步，选取k2为小数；
第四步，计算k1，k1＝αk2；
第五步，根据开关频率与滞环宽度的反比关系试凑滞环宽度，满足开关频率要求；
第六步，滑模控制器设计完毕。
进一步，所述电力系统的规划运行系统还包括：
操作控制模块，与主控模块连接，用于通过按键对电力系统进行操作控制；
安全自检模块，与主控模块连接，用于对电力设备安全进行检测；
主控模块，与操作控制模块、安全自检模块、电力元件建模模块、参数管理模块、电力系统方式管理模块、最优规划模块连接，用于调度各个模块正常工作。
本发明的优点及积极效果为：
本发明通过电力元件建模模块、参数管理模块、电力系统方式管理模块可以实现规划阶段和运行阶段全生命周期的数据管理，减少数据冗余，保证各种高级应用功能所使用的数据的一致性和正确性，适用于分散在各个地区的电网规划设计与运行管理机构。同时通过最优规划模块将规划周期内电网运行总成本最低作为目标函数，根据所述参数信息构建含储能系统的电网规划模型，所述规划模型充分考虑了储能系统在供需平衡与备用要求之间的协调作用；并通过获取预先构建的模型约束，根据所述模型约束对所述规划模型进行求解，所述模型约束包括供需平衡约束、备用约束以及储能系统约束；得到所述规划模型的最优解，根据所述最优解得出对应的电网运行规划方案。本发明上述实施例的方案，能够得到含储能系统的电网运行总成本最低的规划方案，提高了规划方案的实际运行效果。
本发明根据期望设计指标和主电路已知参数可以直接使用公式计算出需要的滑模系数；滑模控制器系数公式设计方法简单易操作，无需具备专业理论知识；因最大超调量确定为滑模域正边界，当空载跃变至满载时，所设计滑模系数能保证逆变系统响应的快速性和鲁棒性(即滑模系数不大不小)。本发明提出一种选取逆变器滑模控制器系数的公式化设计法，以解决滑模系数无法准确选取的问题，并直接与逆变器期望性能指标建立联系；根据逆变器设计指标和本发明给出的公式直接计算滑模系数；给出切换系数选取公式，可直接计算切换系数。本发明的滑模控制器直接实现期望设计指标，滑模系数使用公式直接计算得到；滑模系数计算公式与滑模域边界和输出电压跌落量有直接关联，既能实现输出电压跌落符合要求，又有较好的滑模性能；本发明提出的方法由若干公式分步构成，适合普通人员学习和掌握。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电力系统的规划运行系统结构框图。
图中：1、操作控制模块；2、安全自检模块；3、主控模块；4、电力元件建模模块；5、参数管理模块；6、电力系统方式管理模块；7、最优规划模块。
图2是本发明实施例提供的滑模控制单相全桥工频逆变器结构示意图。
图3是本发明实施例提供的取右(正)边界等于输出电压允许跌落量的示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的电力系统的规划运行系统一管理系统包括：操作控制模块1、安全自检模块2、主控模块3、电力元件建模模块4、参数管理模块5、电力系统方式管理模块6、最优规划模块7。
操作控制模块1，与主控模块3连接，用于通过按键对电力系统进行操作控制；
安全自检模块2，与主控模块3连接，用于对电力设备安全进行检测；
主控模块3，与操作控制模块1、安全自检模块2、电力元件建模模块4、参数管理模块5、电力系统方式管理模块6、最优规划模块7连接，用于调度各个模块正常工作；
电力元件建模模块4，与主控模块3连接，用于建立各种电气元件的数学模型，描述模型所包含的各项参数，以及参数之间的关系，绘制模型的传递函数框图；
参数管理模块5，与主控模块3连接，用于管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数，保证参数的合理性与唯一性，降低参数的冗余度；
电力系统方式管理模块6，与主控模块3连接，用于建立不同时期的电网运行方式数据，电网运行方式数据与电网元件参数结合后，形成电气计算用数据，在校验计算数据的收敛性后，所述电力系统方式管理模块对电网运行方式数据进行保存和管理；
最优规划模块7，与主控模块3连接，用于获取最优的电力规划方案。
本发明提供的最优规划模块7规划方法如下：
首先，获取电网中分布式机组和储能系统的参数信息，将规划周期内电网运行总成本最低作为目标函数，根据所述参数信息构建含储能系统的电网规划模型；
然后，获取预先构建的模型约束，根据所述模型约束对所述规划模型进行求解，所述模型约束包括供需平衡约束、备用约束以及储能系统约束；
最后，得到所述规划模型的最优解，根据所述最优解得出对应的电网运行规划方案。
本发明提供的minC为规划周期内微电网运行总成本的最小值，CFj表示微电网中第j个分布式机组的燃料成本，Pj表示微电网中第j个分布式机组的输出功率，CSj表示微电网中第j个分布式机组的启动成本，CDj表示微电网中第 j个分布式机组的关停成本，Δp表示微电网与主网之间的交易价差，vp表示储能系统单位功率的安装成本，PB表示储能系统的额定安装功率，vE表示储能系统单位容量的安装成本，EB表示储能系统的额定容量，c表示储能系统的固定安装成本，v′o表示储能系统的单位功率运行成本，PB′表示储能系统每天的输出功率，c′表示储能系统的固定运行成本，P′o表示储能系统的额定功率， P/F，i，n表示微电网第n年的复利现值系数，P/A，i，n表示微电网第n年的年金现值系数，i表示折现率，N表示规划周期所包含的总年数，J表示微电网所包含的分布式机组的数量。
本发明工作时，工作人员通过操作控制模块1对电力系统进行操作控制；启用电力设备之前，通过安全自检模块2对电力设备安全进行检测；主控模块3 调度电力元件建模模块4建立各种电气元件的数学模型，描述模型所包含的各项参数，以及参数之间的关系，绘制模型的传递函数框图；通过参数管理模块5 管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数，保证参数的合理性与唯一性，降低参数的冗余度；通过电力系统方式管理模块6建立不同时期的电网运行方式数据，电网运行方式数据与电网元件参数结合后，形成电气计算用数据，在校验计算数据的收敛性后，所述电力系统方式管理模块对电网运行方式数据进行保存和管理；最后，通过最优规划模块7获取最优的电力规划方案。
图2是本发明实施例提供的滑模控制单相全桥工频逆变器结构示意图。
图3是本发明实施例提供的取右(正)边界等于输出电压允许跌落量的示意图。
参数管理模块，与主控模块连接，用于管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数，促使参数合理与唯一，降低参数的冗余度；参数管理模块管理和维护电力系统规划和运行阶段的各类模型和参数的方法包括：
首先建立全桥逆变器的相变量模型；
再结合滑模控制原理和逆变器工作原理，构造切换函数s，选取滑模控制律 uc，并结合滑动模态的存在条件和能达条件，推导滑动模态的存在条件以及滑动模态的边界值计算公式；
最后确定滞环宽度；
所述对于工频逆变器，当阻性负载阶跃变化于峰值或谷值时刻，输出电压波动最大，据此构造的滑模控制器及滑模系数，据此确定m值；结合逆变器在阻性负载阶跃增加时的系统运动轨线，建立系统右边界与期望输出电压跌落量相等的关系，进而求得滑模系数，得到切换系数。
进一步，所述选取逆变器滑模控制器系数的方法具体包括以下步骤：
步骤一，建立相变量方程，结合滑模存在条件，得到滑模域在横坐标的投影区域为x1A＜0＜x1B，逆变器滑模存在条件是：
滑模域左边界：
滑模域右边界：
m取峰值，即mmax；
逆变器直流电源电压E，滤波器参数L和C，负载电阻RL；期望输出工频电压ud及其幅值Ud；
步骤二，取右边界等于输出电压允许跌落量，即x1B＝δ；最大允许电压跌落量δ；
步骤三，求解方程，得到滑模系数：
输出电压最大允许跌落量δ，全桥逆变器的L和C滤波参数值，逆变器直流输入电压E，期望输出电压ud＝UdSin2πft，额定阻性负载RL；滑模控制器系数包括滑模系数α，切换系数k1和k2。
进一步，所述滑模控制器的设计步骤如下：
第一步，将已知条件参数带入本发明提出的滑模系数计算公式(1)；
第二步，求解第一步中的等式，得到滑模系数；
第三步，选取k2为小数；
第四步，计算k1，k1＝αk2；
第五步，根据开关频率与滞环宽度的反比关系试凑滞环宽度，满足开关频率要求；
第六步，滑模控制器设计完毕。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。