本发明涉及电力系统安全稳定控制技术领域，并且更具体地，涉及一种高速安全稳定控制方法及系统。
背景技术：
随着我国电网“四交、四直”等特高压交直流工程项目的落实，以“三华”电网为中心的特高压交直流混联电网的“强直弱交”特征更为突出，大规模远距离清洁能源消纳任务艰巨，跨区域电网的运行控制难度不断加大。交直流输电通道容量大，单一通道开断对电网造成的冲击大，需要采取的控制措施量大、涉及地域面积广，大电网安全稳定控制单靠传统的就地控制难以满足需要，广域协调控制是提升大电网安全稳定控制能力和运行效率的发展方向。
根据华中电网跨区交直流协调控制系统示范工程现场实测结果，跨区交直流协调控制系统整组动作时间(从故障发生到直流紧急功率控制结束整个过程的时间，约300毫秒)中，该整组时间的构成主要包括故障识别时延、稳控装置本体时延、通信时延、开关或直流动作时延等4大部分，被控制的对象主要包括发电机组、负荷、直流、交流线路等。在这些被控对象中，通过交流断路器开关切除发电机组、负荷、交流线路是安全稳定控制最常采用的控制措施，但是由于交流短路器的动作时间基本上都在80～120毫秒之间，占最大整租时间(300毫秒)的27％～40％之间，极大影响了安全稳定控制装置的控制效率。
就目前交流断路器操作开关的开断原理，由于其断开交流支路需要检测过零点80毫秒～120毫秒的动作时间已经基本接近极限，而且电压等级越低，交流断路器的动作时间越长，这无疑增加了安全稳定控制的动作时间，尤其是对于切负荷控制甚至是精准切负荷控制，其时间将更长，这不但影响交直流输电能力，而且将损失较大的发电功率或引起停电范围扩大。
因此，基于目前安全稳定控制装置中由于因交流断路器的控制时间长而导致其控制效率低的问题，急需一种高速安全稳定控制方法和系统。
技术实现要素：
本发明提供了一高速安全稳定控制方法及系统，以解决由于交流断路器断开操作时间过长导致其控制效率较低的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种高速安全稳定控制方法，所述方法包括：
获取交直流电网的状态突变信息，并将所述状态突变信息和预设的稳定控制动作启动标准进行比较，判断是否启动稳定控制动作，其中所述状态突变信息包括：交直流设备的故障信息和交直流设备的状态信息；
当确定启动稳定控制动作时，获取测量回路根据交流线路的电气量计算的可切机量和可切负荷量；
根据所述交直流电网的状态突变信息和预设的安控措施控制策略确定能够采取的控制措施和对应的控制措施量，所述控制措施为切机措施或切负荷措施；以及
根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制。
优选地，其中利用如下公式计算可切机量：
其中，δp切机为可切机量；δpi为第i个切机交流支路上的功率大小；n为可切机的交流支路的个数。
优选地，其中利用如下公式计算可切负荷量：
其中，δp切负荷为可切负荷量；δpk为第k个切负荷交流支路上的功率大小；m为可切负荷的交流支路的个数。
优选地，其中所述根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制，包括：
当所述控制措施为切机措施时，判断所述控制措施量和可切机量的大小，其中，若所述控制措施量大于等于可切机量，则向所有的可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施量小于可切机量，则选取多条可切机的交流支路使得实际切机量等于控制措施量，并向选取的多条可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
当所述控制措施为切负荷措施时，判断所述控制措施量和可切负荷量的大小，其中，若所述控制措施量大于等于可切负荷量，则向所有的可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施小于可切负荷量，则选取多条可切负荷的交流支路使得实际切负荷量等于控制措施量，并向选取的多条可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制。
根据本发明的另一个方面，提供了一种高速安全稳定控制系统，所述系统包括：
稳控装置，分别和测量回路的输出端和电力电子开关控制回路的输入端相连接，用于获取交直流电网的状态突变信息，并将所述状态突变信息和预设的稳定控制动作启动标准进行比较，判断是否启动稳定控制动作，其中所述状态突变信息包括：交直流设备的故障信息和交直流设备的状态信息；
用于根据所述交直流电网的状态突变信息和预设的安控措施控制策略确定能够采取的控制措施和对应的控制措施量，所述控制措施为切机措施或切负荷措施；
用于根据可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制；
测量回路，用于当确定启动稳定控制动作时，根据交流线路的电气量计算可切机量和可切负荷量，并将所述可切机量和可切负荷量发送至稳控装置；
电力电子开关控制回路，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令切除对应的可切机的交流支路上的发电机或可切负荷的交流支路上的负荷。
优选地，其中所述测量回路利用如下公式计算可切机量：
其中，δp切机为可切机量；δpi为第i个切机交流支路上的功率大小；n为可切机的交流支路的个数。
优选地，其中所述测量回路利用如下公式计算可切负荷量：
其中，δp切负荷为可切负荷量；δpk为第k个切负荷交流支路上的功率大小；m为可切负荷的交流支路的个数。
优选地，其中所述稳控装置，根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制，包括：
当所述控制措施为切机措施时，判断所述控制措施量和可切机量的大小，
若所述控制措施量大于等于可切机量，则向所有的可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
若所述控制措施量小于可切机量，则选取多条可切机的交流支路使得实际切机量等于控制措施量，并向选取的多条可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
当所述控制措施为切负荷措施时，判断所述控制措施量和可切负荷量的大小，
若所述控制措施量大于等于可切负荷量，则向所有的可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
若所述控制措施小于可切负荷量，则选取多条可切负荷的交流支路使得实际切负荷量等于控制措施量，并向选取的多条可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制。
优选地，其中根据交流电网的结构确定稳控装置的布置方式，所述布置方式为集中布置或分散布置。
本发明提供了一种高速安全稳定控制方法及系统，主要针对现有的安全稳定控制装置中由于因交流断路器的控制时间长而导致其控制效率低的问题，首先，是根据交直流电网的状态突变信息实时判别交流电网的状态变化；然后，根据交流电网的状态变化和预设的安控措施控制策略确定能够采取的控制措施和对应的控制措施量；最后，根据可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制，以实现对交流电网突变状态的快速控制，保持电网的安全稳定运行，提高输电能力。本发明能够根据稳控装置发送过来的控制指令快速实现发电机、负荷和线路的快速切除，切除时间可以达到1毫秒，能够极大缩短安全稳定控制装置的整体动作时间，填补了目前交直流电网中安控系统采用电力电子开关控制回路实现快速切除负荷、发电机和线路的的空白。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制装置的示意图；
图3为根据本发明实施方式的进行高速安全稳定控制的控制时间的示意图；以及
图4为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的高速安全稳定控制方法及能够实现对交流电网突变状态的快速控制，保持电网的安全稳定运行，提高输电能力，本发明的实施方式根据稳控装置发送过来的控制指令快速实现发电机、负荷和线路的快速切除，切除时间可以达到1毫秒，能够极大缩短安全稳定控制装置的整体动作时间，填补了目前交直流电网中安全稳定控制系统采用电力电子开关控制回路实现快速切除负荷、发电机和线路的的空白。本发明的实施方式提供的高速安全稳定控制方法100从步骤101处开始，在步骤101获取交直流电网的状态突变信息，并将所述状态突变信息和预设的稳定控制动作启动标准进行比较，判断是否启动稳定控制动作，其中所述状态突变信息包括：交直流设备的故障信息和交直流设备的状态信息。
图2为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制装置的示意图。如图2所示，本发明的实施方式提供的高速安全稳定控制装置包括:串联于交线路上的一次设备电力电子开关控制回路、稳控装置和用于反应电器交直流线路的电气量状态的测量回路。本发明首先是由稳控装置根据测量信息和故障等状态信息实时判别交流电网状态变化以及可用的控制对象及其大小，其次是由电力电子开关控制回路根据稳控装置发送过来的控制指令快速对可控对象，如发电机、负荷或线路，进行快速切除，以实现对交流电网突变状态的快速控制，保持电网的安全稳定运行，提高输电能力。
在本发明的实施方式中，稳控装置需要根据交流电网的故障等状态信息来判断是否启动稳定控制动作，这些状态突变信息可以是交直流设备的故障信息(包括开关量和电气量)，也可以是某些交直流设备的纯电气量信息，同时还根据测量回路计算的可切机量和可切负荷量作为制定控制措施量的依据。稳控装置可以是集中布置也可以是分散布置，根据电网结构及其电网的具体特性而定，不局限于其中的一种。
图3为根据本发明实施方式的进行高速安全稳定控制的控制时间的示意图。如图3所示，控制时间主要由系统整组时间和一次设备动作时间(电力电子开关执行时间)组成。其中，包括：稳控装置故障识别整组时间t1、通道传输延时t2、命令或故障确认时间t3、稳控装置决策时间t4、稳控装置出口继电器动作时间t5和电力电子开关的动作时间t6。
当t＝0时刻时，如图2所示的交流系统发生状态突变，且达到启动稳定控制的标准时，稳控装置启动稳定控制动作。其中，从判断到启动所需要的时间为故障或状态识别时间即t1。
优选地，在步骤102当确定启动稳定控制动作时，获取测量回路根据交流线路的电气量计算的可切机量和可切负荷量。
优选地，其中利用如下公式计算可切机量：
其中，δp切机为可切机量；δpi为第i个切机交流支路上的功率大小；n为可切机的交流支路的个数。
优选地，其中利用如下公式计算可切负荷量：
其中，δp切负荷为可切负荷量；δpk为第k个切负荷交流支路上的功率大小；m为可切负荷的交流支路的个数。
在本发明的实施方式中，当稳控装置确认故障状态后，根据如图2所示的测量回路，快速计算出可切机量为
优选地，在步骤103根据所述交直流电网的状态突变信息和预设的安控措施控制策略确定能够采取的控制措施和对应的控制措施量，所述控制措施为切机措施或切负荷措施。
优选地，在步骤104根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制。
优选地，其中所述根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制，包括：
当所述控制措施为切机措施时，判断所述控制措施量和可切机量的大小，其中，若所述控制措施量大于等于可切机量，则向所有的可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施量小于可切机量，则选取多条可切机的交流支路使得实际切机量等于控制措施量，并向选取的多条可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
当所述控制措施为切负荷措施时，判断所述控制措施量和可切负荷量的大小，其中，若所述控制措施量大于等于可切负荷量，则向所有的可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施小于可切负荷量，则选取多条可切负荷的交流支路使得实际切负荷量等于控制措施量，并向选取的多条可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制。
在本发明的实施方式中，稳控装置根据交直流电网的状态突变信息和预设的安控措施控制策略按照一定逻辑或算法确定采取的控制措施以及对应的控制措施量δp的大小。
如果是切机措施，则对比δp和δp切机的大小，如果δp＞δp切机，则向所有的可切机支路的电力电子开关控制回路发送断开指令并发出告警信息；如果δp＜δp切机，则在所有的n条可切机支路中选择ni条支路，使得
如果是切负荷措施，则对比δp和δp切负荷的大小，如果δp＞δp切负荷，则向所有的可切负荷支路的电力电子开关装置发送断开指令并发出告警信息，如果δp＜δp切负荷，则在所有的m条可切负荷支路中选择nk条支路，使得
当串联在各交流支路上的电力电子开关控制回路收到稳控装置发送过来的控制指令后，在1ms内快速断开支路，达到快速切机、切负荷的效果。电力电子开关的操作时间可达到1ms，使得安全稳定控制系统的时间从300毫秒左右缩短到200毫秒左右。
图4为根据本发明实施方式的高速安全稳定控制系统400的结构示意图。如入4所示，本发明的实施方式提供的高速安全稳定控制系统400包括：稳控装置401、测量回路402和电力电子开关控制回路403。优选地，所述稳控装置401，分别和测量回路402的输出端和电力电子开关控制回路403的输入端相连接，用于获取交直流电网的状态突变信息，并将所述状态突变信息和预设的稳定控制动作启动标准进行比较，判断是否启动稳定控制动作，其中所述状态突变信息包括：交直流设备的故障信息和交直流设备的状态信息；用于根据所述交直流电网的状态突变信息和预设的安控措施控制策略确定能够采取的控制措施和对应的控制措施量，所述控制措施为切机措施或切负荷措施；用于根据可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制。
优选地，其中所述稳控装置，根据所述可切机量、可切负荷量以及控制措施和对应的控制措施量确定控制指令，并发送所述控制指令至电力电子开关控制回路进行安全稳定控制，包括：
当所述控制措施为切机措施时，判断所述控制措施量和可切机量的大小，若所述控制措施量大于等于可切机量，则向所有的可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施量小于可切机量，则选取多条可切机的交流支路使得实际切机量等于控制措施量，并向选取的多条可切机的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；
当所述控制措施为切负荷措施时，判断所述控制措施量和可切负荷量的大小，若所述控制措施量大于等于可切负荷量，则向所有的可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制；若所述控制措施小于可切负荷量，则选取多条可切负荷的交流支路使得实际切负荷量等于控制措施量，并向选取的多条可切负荷的交流支路的电力电子开关控制回路发送断开指令进行安全稳定控制。
优选地，其中根据交流电网的结构确定稳控装置的布置方式，所述布置方式为集中布置或分散布置。
优选地，所述测量回路402，用于当确定启动稳定控制动作时，根据交流线路的电气量计算可切机量和可切负荷量，并将所述可切机量和可切负荷量发送至稳控装置。
优选地，其中所述测量回路利用如下公式计算可切机量：
其中，δp切机为可切机量；δpi为第i个切机交流支路上的功率大小；n为可切机的交流支路的个数。
优选地，其中所述测量回路利用如下公式计算可切负荷量：
其中，δp切负荷为可切负荷量；δpk为第k个切负荷交流支路上的功率大小；m为可切负荷的交流支路的个数。
优选地，所述电力电子开关控制回路403，用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令切除对应的可切机的交流支路上的发电机或可切负荷的交流支路上的负荷。
本发明的实施例的高速安全稳定控制系统400与本发明的另一个实施例的高速安全稳定控制方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。