基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法和系统与流程

本发明涉及电力系统仿真和稳定控制领域,并且更具体地，涉及一种基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法和系统。
背景技术：
：在“强直弱交”的电网中，直流系统的动态特性对交流系统机电暂态过程的作用会特别显著，而风电和光伏等新能源并网容量持续增长，它们接入电网的容量和电压等级都在不断地增加和提高，故障形态发生根本变化，电网脆弱性增加；电源结构发生深刻变化，电网调节能力严重下降。在多回特高压直流受端电网，由于特高压直流功率对本地电源的替代作用，系统惯性和发电机无功支撑能力减小，频率和电压两种稳定问题共同出现和相互影响的可能性也开始变大。在严重故障条件下，系统不能对频率和电压进行有效的协调调节，频率和电压失稳的风险因此增大，因此需要有效的频率和电压协调辅助决策，在严重故障下及时恢复频率和电压，保持系统稳定。技术实现要素：为了解决现有技术中电网在严重故障条件下，系统不能对频率和电压进行有效协调调节的技术问题，本发明提供了一种基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法，所述方法包括：步骤1、根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，其中，所述电力系统运行方式数据包括潮流数据和动态数据；步骤2、在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合；步骤3、以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束；步骤4、求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有的控制变量合并，形成辅助决策，其中，设所述确定优化的控制变量向量变化量的次数为n，且n的初始值为1，则当n为1且所述系统响应有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为所述原辅助决策，当n为1且所述系统响应没有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为零向量，当n大于1时，所述既有控制变量向量为第n-1次优化所得控制变量集合；步骤5、在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，当动态仿真时频率和电压得到有效恢复，结束所述动态仿真；当动态仿真时频率和电压未得到有效恢复，令n＝n+1，并返回步骤1。进一步地，所述根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，包括：选择电力系统中电压失稳分区中的高电压等级节点作为主导节点，并将所述主导节点中，稳态时的电压值小于预设的电压阈值的节点作为被控变量；将电力系统稳态时的系统惯性中心频率作为被控变量；根据确定的被控变量生成被控变量集合，则所述被控变量集合的表达式如下：式中，u为被控变量集合，uendt，i代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时节点i的电压，所述电压值是标幺值，fendt代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，ulim为预设的电压阀值，低于此值的电压节点作为被控变量。进一步地，所述在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合包括：在电力系统发生频率和电压失稳时，计算控制j未动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线，以及控制j动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线；将所述系统中被控变量集合的两次响应曲线的差值作为被控变量集合相对于控制j的轨迹灵敏度的曲线；根据所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量的集合，其公式为：式中，s为控制变量集合，uj为第j个控制，和分别为仿真结束时刻，或者系统达到稳态时，节点i的电压和系统惯性中心频率相对于控制uj的轨迹灵敏度，slim1和slim2为设置的阀值。进一步地，所述以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束包括：以投入控制量变化量代价最小作为控制目标函数，其公式为：j＝min{△utr△u}式中，r为预先设置的代价权重矩阵，u为控制变量向量，其中的元素为控制变量集合s中的元素，△u为控制变量向量变化量；约束依赖于线性的轨迹灵敏度，为了避免优化无解和频率、电压过调情况的出现，采用通过多次优化得到合理的辅助决策，每次优化只使系统频率和电压得到小幅恢复的方式，其中，设置每次优化使系统电压和频率恢复的比例值，并根据所述比例值确定被控变量集合中电压和频率在稳态时期望达到的水平，其计算公式为：umin,i＝uendt,i+(1-uendt,i)·a％fmin＝fendt+(1-fendt)·b％式中，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平，uendt，i代表节点i稳态时的电压，所述电压值是标幺值，fendt为电力系统稳态时的系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，a％为每次优化使系统电压恢复的比例值，b％为每次优化使系统频率恢复的比例值；基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束，以通过控制变量的变化，在动态仿真结束或者系统达到稳态时使系统频率和电压得到适当的恢复，其计算公式为：式中，umin和umax为控制变量向量的上下限，△umin和△umax为控制变量向量变化量的上下限，和分别为动态仿真结束或者系统达到稳态时电压和频率相对于控制变量向量的轨迹灵敏度，uendt,i∈u，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平。进一步地，所述求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策，包括：利用线性规划求解方法求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，在满足约束并使控制量变化量代价最小的条件下确定控制变量向量变化量；将所述确定的控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策。根据本发明的另一方面，本发明提供一种基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策系统，所述系统包括：被控变量单元，其用于根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，其中，所述电力系统运行方式数据包括潮流数据和动态数据；控制变量单元，其用于在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合；二次规划模型单元，其用于以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束；辅助决策单元，其用于求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策，其中，设所述确定优化的控制变量向量变化量的次数为n，且n的初始值为1，则当n为1且所述系统响应有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为所述原辅助决策，当n为1且所述系统响应没有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为零向量，当n大于1时，所述既有控制变量向量为第n-1次优化所得控制变量集合；决策评价单元，其用于在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，确定系统频率和电压是否得到有效恢复。进一步地，所述被控变量单元包括：第一被控变量单元，其用于选择电力系统中电压失稳分区中的高电压等级节点作为主导节点，并将所述主导节点中，稳态时的电压值小于预设的电压阈值的节点作为被控变量；第二被控变量单元，其用于将电力系统稳态时的系统惯性中心频率作为被控变量；被控变量集合单元，其用于根据确定的被控变量生成被控变量集合，则所述被控变量集合的表达式如下：u＝{fendt，uendt，i:uendt，i≤ulim∧uendt，i∈{主导节点电压等级}}式中，u为被控变量集合，uendt，i代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时节点i的电压，所述电压值是标幺值，fendt代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，ulim为预设的电压阀值，低于此值的电压节点作为被控变量。进一步地，所述控制变量单元包括：响应曲线单元，其用于在电力系统发生频率和电压失稳时，计算控制j未动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线，以及控制j动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线；轨迹灵敏度单元，其用于将所述系统中被控变量集合的两次响应曲线的差值作为被控变量集合相对于控制j的轨迹灵敏度的曲线；控制变量集合单元，其用于根据所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量的集合，其公式为：式中，s为控制变量集合，uj为第j个控制，和分别动态为仿真结束，或者系统达到稳态时，节点i的电压和系统惯性中心频率相对于控制uj的轨迹灵敏度，slim1和slim2为设置的阀值。进一步地，所述二次规划模型单元包括：控制目标函数单元，其用于建立控制目标函数，所述控制目标函数以投入控制量代价最小作为控制目标，其公式为：j＝min{△utr△u}式中，r为预先设置的代价权重矩阵，u为控制变量向量，其中的元素为控制变量集合s中的元素，△u为控制变量向量变化量；参数设置单元，其用于设置每次优化使系统电压和频率恢复的比例值，并根据所述比例值确定被控变量集合中电压和频率在稳态时期望达到的水平，其计算公式为：umin,i＝uendt,i+(1-uendt,i)·a％fmin＝fendt+(1-fendt)·b％式中，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平，uendt，i代表节点i稳态时的电压，所述电压值是标幺值，fendt为电力系统稳态时的系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，a％为每次优化使系统电压恢复的比例值，b％为每次优化使系统频率恢复的比例值；约束单元，其用于基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束，以通过控制变量的变化，在动态仿真结束或者系统达到稳态时使系统频率和电压得到适当的恢复，其计算公式为：式中，umin和umax为控制变量向量的上下限，△umin和△umax为控制变量向量变化量的上下限，和分别为动态仿真结束或者系统达到稳态时电压和频率相对于控制变量向量的轨迹灵敏度，uendt,i∈u，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平。进一步地，所述辅助决策单元包括：二次规划模型求解单元，其用于利用线性规划求解方法求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，在满足约束并使控制量变化量代价最小的条件下得到控制变量向量变化量；合并单元，其用于将求得的控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策。进一步地，所述决策评价单元在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，确定系统频率和电压是否得到有效恢复包括：当动态仿真时频率和电压得到有效恢复，结束所述动态仿真；当动态仿真时频率和电压未得到有效恢复，令n＝n+1，并返回被控变量单元。本发明技术方案提供的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法和系统根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，并在在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合；在以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束后求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有控制变量合并，形成辅助决策；最后在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，当动态仿真时频率和电压得到有效恢复，结束所述动态仿真；当动态仿真时频率和电压未得到有效恢复则进行再次优化。本申请所述的方法和系统基于轨迹灵敏度制定辅助决策协调频率和电压恢复，实施后能够使系统频率和电压得到有效恢复，而且，在系统原有辅助决策的基础上进行辅助决策计算，一方面减少了优化次数，提高了协调系统频率和电压恢复的效率，另一方面提高了辅助决策的有效性。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为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法的流程图；图2为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法中电压失稳分区525kv节点电压响应示意图；图3为根据本发明优选实施方式的在基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法确定的辅助决策条件下系统的电压响应示意图；图4为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法进行第二次优化后的切负荷和最终次辅助决策切负荷两种条件下的频率响应的示意图；图5为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法中原辅助决策和调整后辅助决策的效果对比示意图；图6为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策系统的结构示意图。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为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法的流程图。如图1所示，本优选实施方式中所述的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法100从步骤101开始。在步骤101，根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，其中，所述电力系统运行方式数据包括潮流数据和动态数据。在本优选实施方式中，所述动态数据包括发电机以及直流电路相关数据。此外，利用电力系统仿真软件计算导致频率和电压失稳的严重故障下，系统频率和电压的响应情况时，由于电压失稳影响到的节点可能较多，但是恢复主导节点电压，其它节点电压也会有效恢复。为了简化约束，提高优化效率，如果电压失稳影响节点太多，可选择电压失稳分区中高电压等级节点作为主导节点。将主导节点中电压跌落较大的节点作为被控变量，对这些节点在稳态时的电压进行控制。同时以稳态时的系统惯性中心频率作为被控变量。在步骤102，在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合。灵敏度的大小反映了控制对被控变量集合中元素的控制有效程度，因此，为了减少控制量，提高控制模型的计算效率，在本发明中，根据轨迹灵敏度大小选择控制变量。在步骤103，以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束。轨迹灵敏度在控制量变化较小范围才能准确反映控制量和响应曲线之间的影响关系，因此每次优化，控制量变化量不宜过大。如果在约束中试图通过一次计算获得使频率和电压恢复至稳态运行水平，则得出的控制量可能会使电压或频率出现过调。为了避免这种情况，规定每次优化只能使频率或电压恢复一定的比例，从而避免了电压和频率过调。在步骤104，求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有控制变量合并，形成辅助决策，其中，设所述确定优化的控制变量向量变化量的次数为n，且n的初始值为1，则当n为1且所述系统响应有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为所述原辅助决策，当n为1且所述系统响应没有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为零向量，当n大于1时，所述既有控制变量向量为第n-1次优化所得控制变量集合；针对某一严重故障可能电力系统有既定的辅助决策，但是因为运行方式的改变、故障形式的变化等原因，原辅助决策实施后，频率或电压还有提升的空间。因此，在辅助决策计算时，利用既有的辅助决策，将既有辅助决策投入到严重故障下系统响应计算中，评价该辅助决策是否能够使频率或电压得到有效恢复，如果频率或电压没能有效恢复，则计算追加的辅助决策，将有利于减少优化次数，提高效率，并提高辅助决策的有效性。在步骤105，在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，当动态仿真时频率和电压得到有效恢复，结束所述动态仿真；当动态仿真时频率和电压未得到有效恢复，令n＝n+1，并返回步骤101。优选地，所述根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，包括：选择电力系统中电压失稳分区中的高电压等级节点作为主导节点，并将所述主导节点中，稳态时的电压值小于预设的电压阈值的节点作为被控变量；将电力系统稳态时的系统惯性中心频率作为被控变量；根据确定的被控变量生成被控变量集合，则所述被控变量集合的表达式如下：u＝{fendt，uendt，i:uendt，i≤ulim∧uendt，i∈{主导节点电压等级}}式中，u为被控变量集合，uendt，i代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时节点i的电压，所述电压值是标幺值，fendt代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，ulim为预设的电压阀值，低于此值的电压节点作为被控变量。优选地，所述在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合包括：在电力系统发生频率和电压失稳时，计算控制j未动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线，以及控制j动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线；将所述系统中被控变量集合的两次响应曲线的差值作为被控变量集合相对于控制j的轨迹灵敏度的曲线；根据所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量的集合，其公式为：式中，s为控制变量集合，uj为第j个控制，和分别为仿真结束时刻，或者系统达到稳态时，节点i的电压和系统惯性中心频率相对于控制uj的轨迹灵敏度，slim1和slim2为设置的阀值。优选地，所述以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束包括：以投入控制量变化量代价最小作为控制目标函数，其公式为：j＝min{△utr△u}式中，r为预先设置的代价权重矩阵，u为控制变量向量，其中的元素为控制变量集合s中的元素，△u为控制变量向量变化量；约束依赖于线性的轨迹灵敏度，为了避免优化无解和频率、电压过调情况的出现，采用通过多次优化得到合理的辅助决策，每次优化只使系统频率和电压得到小幅恢复的方式，其中，设置每次优化使系统电压和频率恢复的比例值，并根据所述比例值确定被控变量集合中电压和频率在稳态时期望达到的水平，其计算公式为：umin,i＝uendt,i+(1-uendt,i)·a％fmin＝fendt+(1-fendt)·b％式中，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平，uendt，i代表节点i稳态时的电压，所述电压值是标幺值，fendt为电力系统稳态时的系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，a％为每次优化使系统电压恢复的比例值，b％为每次优化使系统频率恢复的比例值；基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束，以通过控制变量的变化，在动态仿真结束或者系统达到稳态时使系统频率和电压得到适当的恢复，其计算公式为：式中，umin和umax为控制变量向量的上下限，△umin和△umax为控制变量向量变化量的上下限，和分别为动态仿真结束或者系统达到稳态时电压和频率相对于控制变量向量的轨迹灵敏度，uendt,i∈u，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平。优选地，所述求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有控制变量向量合并，形成辅助决策，包括：利用线性规划求解方法求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，在满足约束并使控制量变化量代价最小的条件下确定控制变量向量变化量；将所述确定的控制变量向量变化量和既有控制变量向量合并，形成辅助决策。在本优选实施方式中，以华东电网为例。图2为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法中电压失稳分区525kv节点电压响应示意图。如图2所示，在华东电网某方式下，苏木渎__525，苏梅里__525，n-2故障引起锦苏直流多次换相失败，直流双极闭锁引起华东电网多个分区电压失稳。在华东电网多个分区电压失稳后，采用基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法，经过三次优化得到辅助决策，并在优化时协调了电压和频率的恢复，辅助决策实施后系统电压和频率均得到了有效的恢复辅助。其中，辅助决策如表1所示。表1苏木渎__525.--苏梅里__525.n-2故障辅助决策(切负荷)负荷节点比例％负荷节点比例％负荷节点比例％苏沧浪__230.13.5苏庙港__230.32.1苏香塘__230.11.5苏常楼__230.22.5苏目澜f_230.37.5苏新湖__230.13.5苏春申__230.26.5苏南麻__230.42.7苏新泾__230.11苏东桥__230.16.7苏七都__230.14.1苏炎武__230.10.1苏东山__230.6.4苏盛南__230.39.7苏樱花__230.9.4苏东渚__230.6.3苏盛泽__230.43苏张浦__230.15.4苏寒山z_230.85.6苏水乡f_230.43.9苏浏家__230.10.4苏虎丘__230.11.9苏松陵z_230.27.4苏宝带__230.72.1苏建林__230.80.5苏桃源__230.17.1苏郭巷__230.91.5苏金山z_230.18.1苏庄田z_230.21.9苏南施__230.100苏乐园__230.9.7苏菀坪__230.44.5苏青秋__230.94.4苏陆慕__230.26.6苏甪直__230.47.9苏三星__230.22.7苏狮山f_230.9.1苏花桥__230.16.8苏沙湖__230.100苏苏钢z_230.3.5苏火炬__230.3.9苏斜塘__230.22.4苏渭塘__230.7.5苏九曲__230.15.3苏星港__230.100苏向阳__230.54.6苏跨塘__230.32苏姚慕__230.65.1苏阳山z_230.13.1苏娄东__230.9.8苏葑门__230.50.3苏越溪__230.33.5苏鹿城__230.12苏巴城__230.25.3苏阊胥f_230.18苏南加__230.0.4苏昆牵f_230.4苏阊胥__230.19.4苏南亚__230.3.5苏昆牵__230.4.1苏胥口__230.2.3苏蓬朗__230.10.2苏昆山__230.32.4苏长阳__230.38.3苏秦峰__230.12.9苏前进__230.16苏慈云f_230.28.8苏庆丰__230.11.2苏亭林z_230.17.5苏江城__230.28.9苏商务__230.5.1苏玉峰__230.36.2苏金家__230.17.5苏寿安__230.6.7苏周市__230.11.8苏黎里__230.31.2苏吴淞__230.17.8图3为根据本发明优选实施方式的在基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法确定的辅助决策条件下系统的电压响应示意图。如图3所示，在辅助决策实施后，华东电网中原来电压失稳的分区的电压响应均恢复正常水平。图4为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法进行第二次优化后的切负荷和最终次辅助决策切负荷两种条件下的频率响应的示意图。如图4所示，和进行最终次辅助决策切负荷相比，进行第二次优化后的频率响应未恢复至稳态运行水平。此外，在本发明的另一优选实施方式中，针对华东电网某方式下，吉泉直流双极闭锁有原辅助决策，但是由于方式改变等原因，在采取另一种方式，并实施原辅助决策后，频率还有提升空间，因此，采用本发明所述的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法以原辅助决策为起点，通过一次优化得出调整后的辅助决策，原辅助决策和调整后辅助决策如表2所示。表2原辅助决策和调整后辅助决策控制集原辅助决策切负荷量％调整后辅助决策切负荷量％皖瑞丰__230.kv0.01.4皖梦溪__230.kv0.00.5皖普庆__230.kv0.00.5皖师专__230.kv0.00.9皖鸠江__230.kv0.01.3皖港西__230.kv0.01.1皖火龙__230.kv0.00.8j6分区50.058.4j7分区60.066.8j8分区45.053.7j9分区60.066.6图5为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法中原辅助决策和调整后辅助决策的效果对比示意图。如图5所示，调整后的辅助决策使频率得到更为有效的恢复。因此，在原辅助决策的基础上通过本发明所述的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策方法进行辅助决策计算，不仅可以减少优化次数，提高效率，而且还可以提高辅助决策有效性。图6为根据本发明优选实施方式的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策系统的结构示意图。如图6所示，本优选实施方式所述的基于轨迹灵敏度的频率和电压协调辅助决策系统600包括：被控变量单元601，其用于根据电力系统运行方式数据，仿真计算电力系统发生频率和电压失稳时的系统响应，并根据所述系统响应确定被控变量，并生成被控变量集合，其中，所述电力系统运行方式数据包括潮流数据和动态数据；控制变量单元602，其用于在电力系统发生频率和电压失稳时，分别计算控制动作和不动作条件下的系统动态响应，以所述两种条件下的系统动态响应的差值作为被控变量集合相对于控制的轨迹灵敏度，基于所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量集合；二次规划模型单元603，其用于以投入控制量代价最小作为控制目标函数，并基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束；辅助决策单元604，其用于求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，确定优化的控制变量向量变化量，将所述控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策，其中，设所述确定优化的控制变量向量变化量的次数为n，且n的初始值为1，则当n为1且所述系统响应有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为所述原辅助决策，当n为1且所述系统响应没有原辅助决策参与时，所述既有控制变量向量为零向量，当n大于1时，所述既有控制变量向量为第n-1次优化所得控制变量集合；决策评价单元605，其用于在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，确定系统频率和电压是否得到有效恢复。优选地，所述被控变量单元601包括：第一被控变量单元611，其用于选择电力系统中电压失稳分区中的高电压等级节点作为主导节点，并将所述主导节点中，稳态时的电压值小于预设的电压阈值的节点作为被控变量；第二被控变量单元612，其用于将电力系统稳态时的系统惯性中心频率作为被控变量；被控变量集合单元613，其用于根据确定的被控变量生成被控变量集合，则所述被控变量集合的表达式如下：u＝{fendt，uendt，i:uendt，i≤ulim∧uendt，i∈{主导节点电压等级}}式中，u为被控变量集合，uendt，i代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时节点i的电压，所述电压值是标幺值，fendt代表仿真结束时刻，或者系统达到稳态时系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，ulim为预设的电压阀值，低于此值的电压节点作为被控变量。优选地，所述控制变量单元602包括：响应曲线单元621，其用于在电力系统发生频率和电压失稳时，计算控制j未动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线，以及控制j动作条件下，系统中被控变量集合的响应曲线；轨迹灵敏度单元622，其用于将所述系统中被控变量集合的两次响应曲线的差值作为被控变量集合相对于控制j的轨迹灵敏度的曲线；控制变量集合单元623，其用于根据所述轨迹灵敏度的大小确定控制变量，并生成控制变量的集合，其公式为：式中，s为控制变量集合，uj为第j个控制，和分别动态为仿真结束，或者系统达到稳态时，节点i的电压和系统惯性中心频率相对于控制uj的轨迹灵敏度，slim1和slim2为设置的阀值。优选地，所述二次规划模型单元603包括：控制目标函数单元631，其用于建立控制目标函数，所述控制目标函数以投入控制量代价最小作为控制目标，其公式为：j＝min{△utr△u}式中，r为预先设置的代价权重矩阵，u为控制变量向量，其中的元素为控制变量集合s中的元素，△u为控制变量向量变化量；参数设置单元632，其用于设置每次优化使系统电压和频率恢复的比例值，并根据所述比例值确定被控变量集合中电压和频率在稳态时期望达到的水平，其计算公式为：umin,i＝uendt,i+(1-uendt,i)·a％fmin＝fendt+(1-fendt)·b％式中，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平，uendt，i代表节点i稳态时的电压，所述电压值是标幺值，fendt为电力系统稳态时的系统惯性中心频率，所述频率是标幺值，a％为每次优化使系统电压恢复的比例值，b％为每次优化使系统频率恢复的比例值；约束单元633，其用于基于所述轨迹灵敏度，建立使频率和电压协调恢复的约束，以通过控制变量的变化，在动态仿真结束或者系统达到稳态时使系统频率和电压得到适当的恢复，其计算公式为：式中，umin和umax为控制变量向量的上下限，△umin和△umax为控制变量向量变化量的上下限，和分别为动态仿真结束或者系统达到稳态时电压和频率相对于控制变量向量的轨迹灵敏度，uendt,i∈u，umin,i和fmin分别为被控变量集合u中电压和频率在稳态时期望达到的水平。优选地，所述辅助决策单元604包括：二次规划模型求解单元641，其用于利用线性规划求解方法求解所述控制目标函数和约束组成的二次规划模型，在满足约束并使控制量变化量代价最小的条件下得到控制变量向量变化量；合并单元642，其用于将求得的控制变量向量变化量和既有的控制变量向量合并，形成辅助决策。优选地，所述决策评价单元605在所述辅助决策投入的条件下进行电力系统动态仿真，确定系统频率和电压是否得到有效恢复包括：当动态仿真时频率和电压得到有效恢复，结束所述动态仿真；当动态仿真时频率和电压未得到有效恢复，令n＝n+1，并返回被控变量单元601。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。当前第1页12