多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法及系统与流程

本发明涉及电力系统分析在线仿真的技术领域，尤其是指一种多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法及系统。

背景技术：

减负荷控制是应对电网严重故障和紧急状态的重要技术措施，也是保障大电网安全稳定运行的重要技术手段之一。在电网调度运行管理中，减负荷控制实现方式主要包括电力系统第二道防线安全稳定控制系统（简称安控系统）、第三道防线低频低压减载装置、事故拉(限)电和负控系统（有序用电）等。针对各类减负荷控制方案及其策略模型，国内外学者进行了大量研究工作，国家电网公司和南方电网公司还制定了相关的技术规程规范。

为了保障用户用电安全性和可靠性，2011年9月出台的《电力安全事故应急处置和调查处理条例》（国务院599号令）从电网安全稳定和供电可靠性角度对电网运行与控制提出了严格的要求。明确了以电网减供负荷量或停电用户数等作为事故等级划分的主要评定指标，要求电网公司在事故控制处理过程中应在保证电网安全稳定的前提下尽可能少切或不切用电负荷。条例中按照电网负荷级别和区域性分别制定了电网减负荷比例，强调了分层分区的控制理念。从目前的调研情况来看，各级电网运行控制部门对599号令还没有系统全面的技术手段支撑，一般依据其进行事后的事故等级评定。

结合国务院599号令对紧急减负荷控制的要求，目前的减负荷控制按照特定的运行工况配置，不可能适用于所有的运行工况；一般是基于单一或多个电气量制定，没有充分考虑多区域各类紧急减负荷措施的相互影响和控制协调；在紧急减负荷控制时也没有综合考虑事故等级评价要求，已难以适应未来交直流大电网的运行控制需求。另外各种减负荷手段独立考虑，缺少统一有效集中监视手段，且各种减负荷措施存在交叉配置，如二、三道防线所切线路重合，导致第三道防线发生“空切”的情况出现，使得配置的紧急减负荷措施难以发挥预想作用，不能保证电网安全运行。其次，在电网电气联系日趋紧密、断面间耦合关系更加复杂和安全稳定水平交互影响的新形势下，多区域多调度的各类紧急减负荷措施之间相互影响，仅靠所管辖范围的运行控制手段难以有效解决电网安全稳定问题，更加难以实现控制措施的最优化。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电网安全稳定性差，导致不能安全运行的问题，从而提供一种电网安全稳定性高，从而有效保证电网安全运行的多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的一种多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法，包括如下步骤：对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型；利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并；对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互。

在本发明的一个实施例中，对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模的方法为：构建切除抽蓄切泵与切除可中断负荷系统；定制减负荷类型优先级；定制减负荷分区域优先级；定制相关参数；定制自定义函数；建立多级减负荷协同控制策略模型。

在本发明的一个实施例中，构建切除抽蓄切泵与切除可中断负荷系统时，采用两层模型架构：切负荷控制中心站模型以及切负荷控制子站模型。

在本发明的一个实施例中，所述定制减负荷类型优先级时，优先级参数越大的设备或者设备群，优先考虑其被切除。

在本发明的一个实施例中，所述定制减负荷类型优先级时，优先级参数越大的设备或者设备群，优先考虑其被切除。

在本发明的一个实施例中，所述定制相关参数包括安控动作门槛值、安控动作欠切量。

在本发明的一个实施例中，所述定制自定义函数的方法为：构建以主子站控制模型、减负荷类型优先级、减负荷分区域优先级、其它相关参数、自定义函数为模型输入的自定义函数。

在本发明的一个实施例中，所述建立多级减负荷协同控制策略模型的方法为：利用可视化工具根据用户自定义控制逻辑界面形成具有主子站控制关系、子站设备群、减负荷类型优先级定制和减负荷分区域优先级定制的后台策略控制文件，经模型解析程序解析后，与电网在线计算一次设备模型关联。

在本发明的一个实施例中，所述信息交互包括在线运行方式数据，电网运行数据交互规范；减负荷候选措施，措施交互规范；安全校核及优化计算结果，结果交互规范。

本发明还提供了一种减负荷仿真建模系统，包括建模模块、合并模块以及运行控制模块，其中所述建模模块用于对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型；所述合并模块用于利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并；所述运行控制模块用于对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法及系统，通过构建多级减负荷协同控制策略模型，可按照减负荷类型以及减负荷分区域分别定制优先级，从而有利于梳理电网稳定紧急控制体系，不但有利于降低了电网安全紧急控制代价，实现电网稳定控制水平的整体提升，而且在保证电网安全稳定的同时降低或者规避电力安全事故风险。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法的流程图；

图2本发明多级多区域协控减负荷在线仿真建模系统的示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法，包括如下步骤：步骤s1：对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型；步骤s2:利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并；步骤s3:对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互。

本实施例所述多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法，所述步骤s1中，对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型，从而有利于对电网协调减负荷措施进行仿真；所述步骤s2中，利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并，从而有利于梳理电网稳定紧急控制体系；所述步骤s3中，对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互，由于可以对电网协调减负荷措施进行仿真，从而有利于提高电网的稳定性，实现电网稳定控制水平的整体提升，降低了电网安全紧急控制代价，实现了保证电网安全稳定的同时降低或者规避电力安全事故风险。

对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模的方法为：构建切除抽蓄切泵与切除可中断负荷系统；定制减负荷类型优先级；定制减负荷分区域优先级；定制相关参数；定制自定义函数；建立减负荷协同控制策略模型。

构建切除抽蓄切泵与切除可中断负荷系统时，采用两层模型架构：切负荷控制中心站模型以及切负荷控制子站模型。所述切负荷控制中心站模型与所述切负荷控制子站模型均通过控制关系的关键字建模。具体地，#控制关系关键字、切负荷控制中心站模型、控制子站1，控制子站2，控制子站3,...如：#control华东抽蓄切泵控制主站宜兴切泵控制执行站，天荒坪抽蓄控制执行站，柏桐控制执行站...；#control、可切负荷中心站、木渎切负荷子站，玉山切负荷子站...；上述表达式中“木渎切负荷子站”是设备群宏定义名字，由宏定义完成设备群集合中具体设备的枚举。设备类型可以由设备群的宏定义完成，及该宏定义中所有设备可以具有统一的设备类型属性。

所述定制减负荷类型优先级时，优先级参数越大的设备或者设备群，优先考虑其被切除。具体地，电网可切负荷类型包括抽蓄切泵负荷、可中断负荷等。减负荷协同优化为每一类负荷定制了优先级别，优先级参数越大的设备或者设备群，优先考虑其被切除。所述定制减负荷类型优先级的方法为：由设备类型优先级定义加设备类型宏定义完成模型的表达，建模语法如下：#优先级关键字、设备类型level。具体地，#宏定义关键字、设备类型群名称、设备名1，设备名2，设备名3,...。示例如下：#priority、华东抽蓄切泵控制主站、100；#priority、可中断负荷中心站、90。定义了负荷类型优先级别和负荷群，即将负荷群中负荷名称与优先级相关联，即对抽蓄切泵负荷1，抽蓄切泵负荷2，抽蓄切泵负荷3等设备的优先级是100进行了定义。这样，在切除负荷时抽蓄切泵将以较高的优先级别被切除。其中关键词“priority”的定义为：文件优先级定义起始符，标示文件中规定的优先级，以文件为单位。“#priority”关键字负责策略优先级的标注。

所述定制减负荷分区域优先级的方法为：采用宏定义和优先级定义两个关键字进行定义。具体地，#优先级关键字、区域级优先级level。如：#priority木渎切负荷子站1；#define木渎切负荷子站、负荷1，负荷2，负荷3，...；#define玉山切负荷子站负荷4，负荷5，负荷6，...。其中关键词“define”的定义为：变量定义并赋值起始符，标示变量定义并赋值的语句。“#define”关键字负责定义优先级的标注。

所述定制相关参数包括安控动作门槛值、安控动作欠切量。具体地，功率缺额发生时，考虑到系统本身一次调频和负荷频率特性，能够承受一定功率缺额，为减少安控不必要动作，特别是切负荷，安控措施量可小于功率缺额，即可设置合理的安控动作门槛值并保留一定动作欠切量。对于安控动作门槛值：按照单回直流单极闭锁故障，不启动直流功率提升、切泵、切负荷等控制措施，并兼顾与就地按频率动作各措施的时序配合。对于安控动作欠切量：按照系统跌落到可接受的频率值对应的可承受功率缺额确定。具体宏定义建模形式如下：#define、提升直流和抽蓄切泵动作门槛功率、3850；#define、提升直流和抽蓄切泵动作欠切功率、1500；#define切可中断负荷动作门槛功率、4100；#define切可中断负荷动作欠切功率、4100；#define直流故障允切负荷门槛功率、7600；#define、宜华直流最大可提升量、270。各抽蓄电厂将本厂所有水泵工况的允切机组，按照优先级顺序上送至抽蓄主站，抽蓄主站采用“逐厂逐机”（即a厂第1优先级水泵，b厂第1优先级水泵，…，a厂第2优先级水泵，b厂第2优先级水泵，…）切泵，切除策略按最小过切原则。

所述定制自定义函数的方法为：构建以主子站控制模型、减负荷类型优先级、减负荷分区域优先级、其它相关参数、自定义函数为模型输入的自定义函数。具体地，配合多级多区域减负荷策略形成复杂控制处理逻辑，需要构建以主子站控制模型、减负荷类型优先级、减负荷分区域优先级、其他相关参数、自定义函数为模型输入的自定义函数来完成策略与在线计算程序的配合。

所述建立多级减负荷协同控制策略模型的方法为：利用可视化工具根据用户自定义控制逻辑界面形成具有主子站控制关系、子站设备群、减负荷类型优先级定制和减负荷分区域优先级定制的后台策略控制文件，经模型解析程序解析后，与电网在线计算一次设备模型关联。具体地，根据多直流协调控制子站可视化建模图，用户通过拖拽方式搭建控制主站和控制子站的控制关系图，就可以自动生成多级减负荷协同控制策略模型。

所述步骤s2中，关键词是方式语言每行语句的起始符号，代表着该行语句描述的内容类型，未规定部分以c#语言规范为准。

所述步骤s3中，所述信息交互包括在线运行方式数据，电网运行数据交互规范；减负荷候选措施，措施交互规范；安全校核及优化计算结果，结果交互规范。具体地，特高压大功率直流故障，故障后引发系统频率、电压和过载等安全稳定问题，需要多级调度进行协同的运行控制。对于不同调度机构所辖的区域电网a与区域电网b，在互联条件下，需要进行自动减负荷措施和人工拉路的协调配合，即调度a与调度b之间不仅需要同时给上级调度传送各自措施，同时需要共享措施。因此，所需交互的措施内容应需要包括：在线运行方式数据，电网运行数据交互规范；减负荷候选措施，措施交互规范；安全校核及优化计算结果，结果交互规范。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种多级多区域协控减负荷在线仿真建模系统，利用实施例一所述多级多区域协控减负荷在线仿真建模方法构建仿真模型：包括建模模块、合并模块以及运行控制模块，其中所述建模模块用于对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型；所述合并模块用于利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并；所述运行控制模块用于对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互。

本实施例所述多级多区域协控减负荷在线仿真建模系统，包括建模模块、合并模块以及运行控制模块，其中所述建模模块用于对多个区域的多级紧急减负荷协同决策分别进行建模，形成多个多级减负荷协同控制策略模型，从而有利于对电网协调减负荷措施进行仿真；所述合并模块用于利用关键词分别对各个所述多级减负荷协同控制策略模型进行标记，为所述多级减负荷协同控制策略模型定制优先级，将标记后的所述多级减负荷协同控制策略模型进行合并，从而有利于梳理电网稳定紧急控制体系；所述运行控制模块用于对合并后的多级减负荷协同控制策略模型进行协同的运行控制，使信息交互，由于可以对电网协调减负荷措施进行仿真，从而有利于提高电网的稳定性，实现电网稳定控制水平的整体提升，降低了电网安全紧急控制代价，实现了保证电网安全稳定的同时降低或者规避电力安全事故风险。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。