电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法技术

本发明专利技术公开了一种电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法，属于电力系统调度运行控制技术领域。本发明专利技术针对大电网中安全稳定问题相互交织，结合多级调控中心的运行控制模式，提出在各级各个调控中心分别基于包括本调控中心及其直接下级调控中心、直接上级调控中心及其直接下级调控中心在内的电网在线运行方式和预防控制候选措施，对其直接防御的故障集进行安全稳定在线评估；引入各级调控中心协同防御的影响因子，计算预防控制候选措施的控制性能综合指标，进行针对其直接防御的故障集的预防控制优化措施计算；对合并处理后的预防控制优化措施进行安全稳定校核，通过迭代，可实现多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策。

【技术实现步骤摘要】
电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法
本专利技术属于电力系统调度运行控制
，更准确地说，本专利技术涉及一种适用于大电网中多级调度协同防御安全稳定的在线预防控制优化决策的方法。
技术介绍
由于大电网中元件众多，地理分布范围广，通常设置多级调控中心对大电网进行调度运行控制和管理。大电网具有大范围输电的优势，但安全稳定特性比较复杂，存在安全稳定问题大范围、多调控层级相互交织的现象，单个调控中心负责防御的预想故障下的安全稳定问题，一方面，可能无法通过本调控中心直接调控范围的措施来解决，或者完全通过本调控中心直接调控范围的措施可以保证安全稳定，但控制代价远远大于借助与大电网中其它调控中心协同防御的代价；另一方面，通过本调控中心直接调控范围的措施可以保证本调控中心负责防御的预想故障下的安全稳定，但是可能对大电网中其它调控中心负责防御的预想故障下的安全稳定造成比较严重的不利影响。已有的安全稳定在线预防控制优化决策方法针对是电网中只有一个调控中心，没有考虑实际大电网的调度运行控制管理模式。假设大电网中只有一个负责安全稳定的调控中心，将该方法直接应用于大电网，则只能基于覆盖大电网所有的各级各个调控中心调控的电网的在线运行方式，针对大电网所有的各级各个调控中心防御的预想故障集，进行安全稳定在线预防控制优化决策计算，计算量巨大，即使将大电网所有的各级各个调控中心现有的在线安全稳定分析计算资源全部高效利用，也无法满足在线预防控制实时性的要求。因此，为了大幅度降低安全稳定隐患，充分发挥大电网大范围输电的优势，亟需研究大电网多级调度协同防御的安全稳定在线预防控制决策方法。
技术实现思路
本专利技术目的是：针对现有技术中的不足，结合多级调控中心的运行控制模式，提供一种适用于大电网中多级调度协同防御安全稳定的在线预防控制优化决策的方法，解决现有的电网安全稳定在线预防控制优化决策方法没有考虑各级各个调控中心的安全稳定在线预防控制优化决策之间的交互影响的问题，满足大电网中大范围、多调控层级相互交织的安全稳定问题对多级多个调控中心协同防御技术的实际需求。本专利技术的基本原理在于：大电网安全稳定问题具有大范围、多调控层级相互交织的特性，需要在大范围、多调控层级电网中搜索预防控制措施，才能找到解决安全稳定问题的预防控制措施，才能真正实现安全稳定预防控制措施的优化。通过本调控中心与其直接上级调控中心和直接下级调控中心之间的电网运行方式数据和预防控制候选措施的交互共享、各级各个调控中心分别仅对其直接防御的预想故障集进行安全稳定在线评估的并行处理，再将预防控制候选措施的控制性能指标在紧密关联的调控中心之间进行交互共享，得到预防控制候选措施的控制性能综合指标，然后，基于预防控制候选措施的控制性能综合指标在各级各个调控中心分别仅对其直接防御的预想故障集进行安全稳定在线预防控制优化决策的并行处理，既实现了在大范围、多调控层级电网中搜索预防控制措施，又充分利用了各级各个调控中心的计算资源，适应大电网多级调度运行控制管理模式，满足大电网安全稳定在线预防控制决策对可靠性、精度和实时性的要求。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括如下步骤：1)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：根据其实时采集或汇集的电网运行状态信息，结合设备模型和参数，生成本调控中心直接调控的电网的在线运行方式数据Si.j，并生成本调控中心直接防御的预想故障集Fi.j和直接调控的在线预防控制候选措施集Mi.j，将本调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集CMi.j置为空集；其中，i＝1,2,…,I，I表示电网中调控层的层级的总数，i表示电网中各调控中心所处的调控层的层级序号，第1级为最高级，第2级为第1级的直接下级，第1级为第2级的直接上级，以此类推，第I级为最低级，j＝1,2,…,Ji，Ji表示处于第i级调控层的调控中心的总数；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤2)；处于第1级调控层的调控中心只有1个，处于其它各级调控层的调控中心至少有1个，除处于第1级调控层的调控中心外其它调控中心的直接上级调控中心有且只有1个，各调控中心的直接下级调控中心的数目没有限制；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集是指当前运行方式下可选的预防控制设备及其控制变量、控制方向和可控量最大值的集合，电网的各级各个调控中心直接防御的预想故障集的交集为空集；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集是指当前运行方式下选定的预防控制设备及其控制变量、控制方向、最终控制量和控制量的增量的集合，电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的交集为空集；控制量的增量是指迭代过程中每轮计算得到的预防控制设备及其控制变量的控制量；2)在处于第1级调控层的调控中心，将电网运行的当前时刻记为t0，进入步骤3)；3)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据；然后，基于本调控中心的Si.j，结合与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据，进行面向电网安全稳定在线评估的运行方式数据整合处理，生成包括本调控中心直接调控的电网以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在内的用于本调控中心进行安全稳定在线评估的电网在线运行方式数据S′i.j；最后，根据本调控中心的S′i.j，针对本调控中心的Fi.j进行安全稳定在线评估；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤4)；当本调控中心为处于第1级调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心为本调控中心的所有的直接下级调控中心；当本调控中心为处于其他调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心包括本调控中心的直接上级调控中心、本调控中心的直接上级调控中心的除本调控中心外的所有的直接下级调控中心和本调控中心的所有的直接下级调控中心；4)在处于第1级调控层的调控中心，汇集其它各级各个调控中心的安全稳定在线评估结果，若电网的各级各个调控中心针对其直接防御的预想故障集的安全稳定在线评估结果都满足安全稳定运行要求，则认为电网的当前运行状态是安全稳定的，各级各个调控中心都不需要对其直接调控的电网采取预防控制措施，结束本方法，否则，进入步骤5)；5)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集；然后，将本调控中心的Mi.j以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的并集，作为用于本调控中心计算针对Fi.j的电网安全稳定在线预防控制优化措施的候选措施集M′i.j；最后，基于本调控中心最新的安全稳定在线评估结果，计算出本调控中心的M′i.j中各个预防控制候选措施在S′i.j下针对Fi.j的电网安全稳定性的控制性能指标；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤6)；预防控制候选措施的控制性能指标是指该预防控制候选措施实施后电网安全稳定裕度的增加量与该预防控制候选措施的控制代价的比值；6)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心的安全稳定在线预防控制优化措施计算的候选措施集中各候选措施的控制性能指标；然后，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：根据其实时采集或汇集的电网运行状态信息，结合设备模型和参数，生成本调控中心直接调控的电网的在线运行方式数据Si.j，并生成本调控中心直接防御的预想故障集Fi.j和直接调控的在线预防控制候选措施集Mi.j，将本调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集CMi.j置为空集；其中，i＝1,2,…,I，I表示电网中调控层的层级的总数，i表示电网中各调控中心所处的调控层的层级序号，第1级为最高级，第2级为第1级的直接下级，第1级为第2级的直接上级，以此类推，第I级为最低级，j＝1,2,…,Ji，Ji表示处于第i级调控层的调控中心的总数；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤2)；处于第1级调控层的调控中心只有1个，处于其它各级调控层的调控中心至少有1个，除处于第1级调控层的调控中心外其它调控中心的直接上级调控中心有且只有1个，各调控中心的直接下级调控中心的数目没有限制；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集是指当前运行方式下可选的预防控制设备及其控制变量、控制方向和可控量最大值的集合，电网的各级各个调控中心直接防御的预想故障集的交集为空集；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集是指当前运行方式下选定的预防控制设备及其控制变量、控制方向、最终控制量和控制量的增量的集合，电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的交集为空集；控制量的增量是指迭代过程中每轮计算得到的预防控制设备及其控制变量的控制量；2)在处于第1级调控层的调控中心，将电网运行的当前时刻记为t0，进入步骤3)；3)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据；然后，基于本调控中心的Si.j，结合与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据，进行面向电网安全稳定在线评估的运行方式数据整合处理，生成包括本调控中心直接调控的电网以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在内的用于本调控中心进行安全稳定在线评估的电网在线运行方式数据S′i.j；最后，根据本调控中心的S′i.j，针对本调控中心的Fi.j进行安全稳定在线评估；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤4)；当本调控中心为处于第1级调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心为本调控中心的所有的直接下级调控中心；当本调控中心为处于其他调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心包括本调控中心的直接上级调控中心、本调控中心的直接上级调控中心的除本调控中心外的所有的直接下级调控中心和本调控中心的所有的直接下级调控中心；4)在处于第1级调控层的调控中心，汇集其它各级各个调控中心的安全稳定在线评估结果，若电网的各级各个调控中心针对其直接防御的预想故障集的安全稳定在线评估结果都满足安全稳定运行要求，则认为电网的当前运行状态是安全稳定的，各级各个调控中心都不需要对其直接调控的电网采取预防控制措施，结束本方法，否则，进入步骤5)；5)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集；然后，将本调控中心的Mi.j以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的并集，作为用于本调控中心计算针对Fi.j的电网安全稳定在线预防控制优化措施的候选措施集M′i.j；最后，基于本调控中心最新的安全稳定在线评估结果，计算出本调控中心的M′i.j中各个预防控制候选措施在S′i.j下针对Fi.j的电网安全稳定性的控制性能指标；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤6)；预防控制候选措施的控制性能指标是指该预防控制候选措施实施后电网安全稳定裕度的增加量与该预防控制候选措施的控制代价的比值；6)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心的安全稳定在线预防控制优化措施计算的候选措施集中各候选措施的控制性能指标；然后，当本调控中心为处于第1级调控层的调控中心时，通过公式(1)计算本调控中心的Mi.j中各个预防控制候选措施在多级调度协同防御电网安全稳定性时的控制性能综合指标；当本调控中心为处于其他调控层的调控中心时，通过公式(2)计算本调控中心的Mi.j中各个预防控制候选措施在多级调度协同防御电网安全稳定性时的控制性能综合指标；PIi.j.k′=PIi.j.k+1λuΣl=1Di.jPIi+1.di.j.l.k,k=1,2,...,Ki.j---(1)]]>PIi.j.k′=PIi.j.k+λuPIi-1...

【技术特征摘要】
1.电网多级调度协同的安全稳定在线预防控制优化决策方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：根据其实时采集或汇集的电网运行状态信息，结合设备模型和参数，生成本调控中心直接调控的电网的在线运行方式数据Si.j，并生成本调控中心直接防御的预想故障集Fi.j和直接调控的在线预防控制候选措施集Mi.j，将本调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集CMi.j置为空集；其中，i＝1,2,…,I，I表示电网中调控层的层级的总数，i表示电网中各调控中心所处的调控层的层级序号，第1级为最高级，第2级为第1级的直接下级，第1级为第2级的直接上级，以此类推，第I级为最低级，j＝1,2,…,Ji，Ji表示处于第i级调控层的调控中心的总数；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤2)；处于第1级调控层的调控中心只有1个，处于其它各级调控层的调控中心至少有1个，除处于第1级调控层的调控中心外其它调控中心的直接上级调控中心有且只有1个，各调控中心的直接下级调控中心的数目没有限制；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集是指当前运行方式下可选的预防控制设备及其控制变量、控制方向和可控量最大值的集合，电网的各级各个调控中心直接防御的预想故障集的交集为空集；电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制优化措施集是指当前运行方式下选定的预防控制设备及其控制变量、控制方向、最终控制量和控制量的增量的集合，电网的各级各个调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的交集为空集；控制量的增量是指迭代过程中每轮计算得到的预防控制设备及其控制变量的控制量；2)在处于第1级调控层的调控中心，将电网运行的当前时刻记为t0，进入步骤3)；3)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据；然后，基于本调控中心的Si.j，结合与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在线运行方式数据，进行面向电网安全稳定在线评估的运行方式数据整合处理，生成包括本调控中心直接调控的电网以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的电网在内的用于本调控中心进行安全稳定在线评估的电网在线运行方式数据S′i.j；最后，根据本调控中心的S′i.j，针对本调控中心的Fi.j进行安全稳定在线评估；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤4)；当本调控中心为处于第1级调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心为本调控中心的所有的直接下级调控中心；当本调控中心为处于其他调控层的调控中心时，所述与本调控中心紧密相关的调控中心包括本调控中心的直接上级调控中心、本调控中心的直接上级调控中心的除本调控中心外的所有的直接下级调控中心和本调控中心的所有的直接下级调控中心；4)在处于第1级调控层的调控中心，汇集其它各级各个调控中心的安全稳定在线评估结果，若电网的各级各个调控中心针对其直接防御的预想故障集的安全稳定在线评估结果都满足安全稳定运行要求，则认为电网的当前运行状态是安全稳定的，各级各个调控中心都不需要对其直接调控的电网采取预防控制措施，结束本方法，否则，进入步骤5)；5)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集；然后，将本调控中心的Mi.j以及与本调控中心紧密相关的调控中心直接调控的在线预防控制候选措施集的并集，作为用于本调控中心计算针对Fi.j的电网安全稳定在线预防控制优化措施的候选措施集M′i.j；最后，基于本调控中心最新的安全稳定在线评估结果，计算出本调控中心的M′i.j中各个预防控制候选措施在S′i.j下针对Fi.j的电网安全稳定性的控制性能指标；待所有调控中心完成上述处理后，进入步骤6)；预防控制候选措施的控制性能指标是指该预防控制候选措施实施后电网安全稳定裕度的增加量与该预防控制候选措施的控制代价的比值；6)在电网的各级各个调控中心，分别进行以下处理：首先，汇集与本调控中心紧密相关的调控中心的安全稳定在线预防控制优化措施计算的候选措施集中各候选措施的控制性能指标；然后，当本调控中心为处于第1级调控层的调控中心时，通过公式(1)计算本调控中心的Mi.j中各个预防控制候选措施在多级调度协同防御电网安全稳定性时的控制性能综合指标；当本调控中心为处于其他调控层的调控中心时，通过公式(2)计算本调控中心的Mi.j中各个预防控制候选措施在多级调度协同防御电网安全稳定性时的控制性能综合指标；式中，Ki.j为Mi.j中预防控制候选措施的总数，PIi.j...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，鲍颜红，王胜明，李勇，庞晓艳，冯长有，徐伟，郑亮，徐友平，李建，王震，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南京南瑞集团公司，国家电网公司，国家电网公司华中分部，国网四川省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32