一种输电网恢复状态特征指标生成方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，特别涉及一种输电网恢复状态特征指标生成方法及系统。

背景技术：

1、电网大停电后的进行恢复控制的目的是快速、安全、经济地恢复供电并规避引入新的安全稳定风险。为此，在从黑启动到大电网全部恢复的漫长过程中，需要对恢复状态的电网进行全过程的在线安全稳定评估，以保证恢复状态的电网具备一定的安全稳定水平，能够承受恢复操作和其他不确定因素引起的冲击，从而支撑恢复过程的顺利进行。

2、目前，对于正常工况下的电网的在线安全稳定评估，其依据是包括《电力系统安全稳定导则》在内的一系列电网安全稳定分析及在线安全稳定评估的标准、功能规范等。但这些标准、规范都只针对正常工况下的电网，并不适用于恢复状态的电网，因为恢复过程中的过渡电网往往无法满足正常工况下的考核要求。

3、例如，往往要求正常运行的电网至少承受任一设备的永久性故障而不失去安全稳定。但在恢复初期，电网大多是辐射型拓扑结构，任一线路的永久性故障将导致系统解列的严重后果，现有的安全稳定评估程序容易计算异常，即使能够完成计算，其结果对于调度运行人员也不具有参考意义。但另一方面，恢复过程中的过渡电网需要具备一定的安全稳定水平才能够保证恢复过程顺利进行。

4、目前，国内外均没有关于恢复状态下的过渡电网的在线安全稳定评估的任何指导原则或依据，因此本发明旨在提出符合恢复全过程特点的过渡电网的特征指标体系及其量化评估方法，为后续进一步构建恢复状态电网全过程的安全稳定评估方法提供有力支撑。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种输电网恢复状态特征指标生成方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题。

2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

3、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种输电网恢复状态特征指标生成方法。

4、在一个实施例中，所述输电网恢复状态特征指标生成方法，包括：

5、实时获取电网的运行数据、运行状态和异常与告警数据；所述运行状态包括停电状态和可恢复状态；

6、根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据，实时分析所述电网的电气岛，得到各个电气岛的运行方式数据；

7、基于所述运行方式数据，计算各个电气岛和电网全网的恢复状态特征指标，得到输电网恢复状态特征指标；

8、其中，所述恢复状态特征指标包括：电气岛拓扑特征指标、电气岛并网水火电波动可平衡特征指标、电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标、电气岛直流系统恢复状态指标、电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标和全网及供电区域的恢复完整度指标。

9、在一个实施例中，根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据，实时分析所述电网的电气岛，得到各个电气岛的运行方式数据包括：

10、根据电网实时运行数据进行拓扑连通性分析，将若干连通的一次设备组成的连通网络识别为一个电气岛，计算电网全网电气岛的总数；

11、对每个电气岛，根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据生成其实时运行方式数据；

12、其中，所述运行方式数据包括：用于各电气岛潮流计算的潮流数据、用于各电气岛各类型动态和暂态稳定计算的设备动态参数以及用于各电气岛短路电流计算的序网数据。

13、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛拓扑特征指标包括：根据基于所述运行方式数据，确定电气岛中的未全停的发电厂和变电站；将电气岛中的未全停的发电厂和变电站统一视作节点，正常运行状态的线路视作节点之间的无方向边，相邻节点之间若存在多条边，则视作不同的边；搜索电气岛中任意两个节点之间的全部的路径；若电气岛中任意两个节点之间有且仅有1条路径，则电气岛的辐射型网络指标为是，相应的值取为1，否则电气岛的辐射型网络指标为否，值取为0；若电气岛中任意两个节点之间的路径超过1条，则电气岛的多回路环路指标为是，值取为1，否则电气岛的多回路环路指标为否，值取0，若值为1。

14、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛并网水火电波动可平衡特征指标包括：根据所述运行方式数据，计算各电气岛的正备用功率和最大单一电源的出力上限；若电气岛的正备用功率大于电气岛中最大单一电源的出力上限，则电气岛并网水火电波动可平衡特征指标为水火电可平衡，值取为1，否则电气岛并网水火电波动可平衡特征指标为水火电不可平衡，值取为0。

15、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标包括：根据所述运行方式数据，分别统计各电气岛的新能源出力和旋转备用；若电气岛的正旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向下波动最大值，且电气岛的负旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向上波动最大值，则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为可平衡新能源波动，值取为1；否则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为不可平衡新能源波动，值取为0；若允许弃风弃光，且电气岛的正旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向下波动最大值，则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为可平衡新能源波动，值取为1；否则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为不可平衡新能源波动，值取为0。

16、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛直流系统恢复状态指标包括：根据所述运行方式数据，判断电气岛的直流系统的状态；若电气岛的直流系统状态为双极运行，则电气岛直流系统恢复状态指标为双极线路输送功率和与直流系统额定输送功率的比值，值取为2；若电气岛的直流系统状态为投运状态且单极运行，则电气岛直流系统恢复状态指标为线路输送功率与直流系统额定输送功率的比值的2倍，值取为1。

17、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标包括：根据所述运行方式数据，判断电气岛的紧急控制系统状态和低频低压减载装置状态；若电气岛的紧急控制系统状态为投运状态，且该紧急控制系统无异常或告警信息，则电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为已恢复，取值为1，否则，电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为未恢复，取值为0；若电气岛的低频低压减载装置状态为投运状态，且该低频低压减载装置无异常或告警信息，则电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为已恢复，取值为1，否则，电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为未恢复，取值为0。

18、在一个实施例中，基于所述运行方式数据，计算全网及供电区域的恢复完整度指标包括：根据所述运行方式数据，判断各场站的设备运行状态以及各供电区域的线路状态；若除场站内计划停运和正常工况下备用状态的一次设备、安全稳定控制装置外，其它一次设备和安全稳定控制装置均恢复正常运行，且全部负荷恢复，则全网恢复完整度指标为全部恢复，取值为2；若场站内一次设备、安全稳定控制装置均为停运状态，则该场站为全停状态，则全网恢复完整度指标为全停状态，取值为0；若场站内一次设备、安全稳定控制装置均为部分恢复状态，则全网恢复完整度指标为部分恢复，取值为0；

19、若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路，除计划停运的和正常工况下备用的线路外，其他均已恢复，则供电分区恢复完整度指标为全部恢复，取值为2；若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路均处于停运状态，则供电分区恢复完整度指标取值为0；若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路为部分恢复状态，则供电分区恢复完整度指标取值为部分恢复，取值为1。

20、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种输电网恢复状态特征指标生成系统。

21、在一个实施例中，所述输电网恢复状态特征指标生成系统，包括：

22、数据获取模块，用于实时获取电网的运行数据、运行状态和异常与告警数据；所述运行状态包括停电状态和可恢复状态；

23、数据分析模块，用于根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据，实时分析所述电网的电气岛，得到各个电气岛的运行方式数据；

24、特征指标计算模块，用于基于所述运行方式数据，计算各个电气岛和电网全网的恢复状态特征指标，得到输电网恢复状态特征指标；

25、其中，所述恢复状态特征指标包括：电气岛拓扑特征指标、电气岛并网水火电波动可平衡特征指标、电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标、电气岛直流系统恢复状态指标、电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标和全网及供电区域的恢复完整度指标。

26、在一个实施例中，所述数据分析模块在根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据，实时分析所述电网的电气岛，得到各个电气岛的运行方式数据时，根据电网实时运行数据进行拓扑连通性分析，将若干连通的一次设备组成的连通网络识别为一个电气岛，计算电网全网电气岛的总数；对每个电气岛，根据所述运行数据、所述运行状态和所述异常与告警数据生成其实时运行方式数据；

27、其中，所述运行方式数据包括：用于各电气岛潮流计算的潮流数据、用于各电气岛各类型动态和暂态稳定计算的设备动态参数以及用于各电气岛短路电流计算的序网数据。

28、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛拓扑特征指标时，根据基于所述运行方式数据，确定电气岛中的未全停的发电厂和变电站；将电气岛中的未全停的发电厂和变电站统一视作节点，正常运行状态的线路视作节点之间的无方向边，相邻节点之间若存在多条边，则视作不同的边；搜索电气岛中任意两个节点之间的全部的路径；若电气岛中任意两个节点之间有且仅有1条路径，则电气岛的辐射型网络指标为是，相应的值取为1，否则电气岛的辐射型网络指标为否，值取为0；若电气岛中任意两个节点之间的路径超过1条，则电气岛的多回路环路指标为是，值取为1，否则电气岛的多回路环路指标为否，值取0，若值为1。

29、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛并网水火电波动可平衡特征指标时，根据所述运行方式数据，计算各电气岛的正备用功率和最大单一电源的出力上限；若电气岛的正备用功率大于电气岛中最大单一电源的出力上限，则电气岛并网水火电波动可平衡特征指标为水火电可平衡，值取为1，否则电气岛并网水火电波动可平衡特征指标为水火电不可平衡，值取为0。

30、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标时，根据所述运行方式数据，分别统计各电气岛的新能源出力和旋转备用；若电气岛的正旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向下波动最大值，且电气岛的负旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向上波动最大值，则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为可平衡新能源波动，值取为1；否则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为不可平衡新能源波动，值取为0；若允许弃风弃光，且电气岛的正旋转备用大于或等于电气岛的新能源发电出力向下波动最大值，则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为可平衡新能源波动，值取为1；否则电气岛并网新能源发电波动可平衡特征指标为不可平衡新能源波动，值取为0。

31、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛直流系统恢复状态指标时，根据所述运行方式数据，判断电气岛的直流系统的状态；若电气岛的直流系统状态为双极运行，则电气岛直流系统恢复状态指标为双极线路输送功率和与直流系统额定输送功率的比值，值取为2；若电气岛的直流系统状态为投运状态且单极运行，则电气岛直流系统恢复状态指标为线路输送功率与直流系统额定输送功率的比值的2倍，值取为1。

32、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算各个电气岛的电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标时，根据所述运行方式数据，判断电气岛的紧急控制系统状态和低频低压减载装置状态；若电气岛的紧急控制系统状态为投运状态，且该紧急控制系统无异常或告警信息，则电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为已恢复，取值为1，否则，电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为未恢复，取值为0；若电气岛的低频低压减载装置状态为投运状态，且该低频低压减载装置无异常或告警信息，则电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为已恢复，取值为1，否则，电气岛安全稳定控制装置恢复特征指标为未恢复，取值为0。

33、在一个实施例中，所述特征指标计算模块在基于所述运行方式数据，计算全网及供电区域的恢复完整度指标时，根据所述运行方式数据，判断各场站的设备运行状态以及各供电区域的线路状态；若除场站内计划停运和正常工况下备用状态的一次设备、安全稳定控制装置外，其它一次设备和安全稳定控制装置均恢复正常运行，且全部负荷恢复，则全网恢复完整度指标为全部恢复，取值为2；若场站内一次设备、安全稳定控制装置均为停运状态，则该场站为全停状态，则全网恢复完整度指标为全停状态，取值为0；若场站内一次设备、安全稳定控制装置均为部分恢复状态，则全网恢复完整度指标为部分恢复，取值为0；

34、若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路，除计划停运的和正常工况下备用的线路外，其他均已恢复，则供电分区恢复完整度指标为全部恢复，取值为2；若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路均处于停运状态，则供电分区恢复完整度指标取值为0；若供电区域内部线路及其与相邻供电区域间的联络线路为部分恢复状态，则供电分区恢复完整度指标取值为部分恢复，取值为1。

35、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

36、本发明基于大电网从全停到完全恢复全过程所经历的典型中间状态，从拓扑特性、电气岛规模、备用水平、新能源并网容量、安控装置恢复程度、直流系统恢复程度等电网恢复与运行的不同维度提取其特征指标，首次建立了量化刻画恢复状态电网特征的指标体系，提出其计算法方法，填补了恢复状态下电网进行安全稳定评估的缺少依据的空白，并为后续进一步构建恢复状态电网全过程的安全稳定评估方法提供有力支撑，从而最终能够对电网恢复状态进行可靠的全过程安全稳定评估，显著提升电网恢复状态下的安全稳定水平并保障恢复过程的顺利进行。

37、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。