计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法技术

本发明专利技术公开了计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，基于系统保护、源网荷系统切负荷动作信息生成待恢复负荷集合并依据负荷优先级和负荷恢复性能指标进行排序；基于电网当前运行方式和直流恢复计划、新能源预测信息等生成在线调控措施空间，并依据措施优先级和措施调控性能指标进行排序；基于电网当前运行方式和恢复方案生成恢复后预想方式并进行潮流计算，若存在关键断面越限则综合考虑优先级和预想方式下潮流灵敏度对负荷恢复集合和调控措施空间重新排序，然后基于排序结果挑选措施消除越限，并根据辅助决策结果更新负荷恢复能力。本发明专利技术进行计及关键断面限额约束的负荷恢复能力快速评估，满足特高压直流故障处置后期调控人员对实时运行方式下负荷恢复能力分析计算速度和准确性要求。

【技术实现步骤摘要】
计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法
本专利技术属于电力系统自动化
，具体地说本专利技术涉及计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法。
技术介绍
为应对特高压直流故障对受端电网造成的较大冲击，江苏电网提出了建设“大规模源网荷友好互动系统”的思路，该系统采取两种不同时限的负荷控制措施，实现两大主要功能。一是系统保护快速切负荷功能，实施第一时限控制。针对频率紧急控制要求，设置苏南、苏北切负荷控制中心站，与华东电网频率紧急协调控制系统互联互通，快速切除部分可中断负荷。二是友好互动精准切负荷功能，实施第二时限控制。针对电网稳态问题，实施可中断负荷精准实时控制。那么，在特高压直流故障处置后期，采用精准负荷控制手段切除的大量用户负荷，这些负荷如何快速有效的恢复缺少有效的智能化支撑手段。传统采用人工判定的方法来确定当前系统是否具备负荷恢复能力、能恢复多少、如何恢复等问题，难以满足快速负荷恢复的要求，甚至存在负荷恢复过程中衍生诱发新的故障的风险。
技术实现思路
本专利技术目的是：为了满足特高压直流故障处置后期调控人员对实时运行方式下负荷恢复能力准确、快速评估的要求，提供了计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，本专利技术进行关键断面限额约束的负荷恢复能力快速评估，满足特高压直流故障处置后期调控人员对实时运行方式下负荷恢复能力分析计算速度和准确性要求，有效支撑特高压直流故障处置后期负荷恢复控制决策。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案，具体如下：计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，包括以下步骤：1)基于获取的系统保护、源网荷系统的切负荷动作信息，生成待恢复负荷集合L0，若待恢复负荷集合L0不为空，进入步骤2)，否则，退出负荷恢复能力在线估算；2)基于电网的模型参数和当前的运行状态生成基础运行方式F0，基于基础运行方式F0、预先指定的调控措施、直流恢复计划、联络线计划和新能源预测信息生成在线调控措施空间C0；3)基于基础运行方式F0下待恢复负荷集合L0中各负荷对各关键断面的潮流灵敏度，计算各负荷的恢复性能指标，考虑负荷优先级和各负荷的恢复性能指标生成待恢复负荷排序集合L1；4)基于基础运行方式F0下在线调控措施空间C0中各措施对各关键断面的潮流灵敏度和措施响应时间，计算各措施的调控性能指标，考虑措施优先级和措施的调控性能指标生成调控措施排序空间C1；5)基于频率预估计算基础运行方式F0频率恢复所需的发电量Pf，根据待恢复负荷排序集合L1中待恢复负荷总量、调控措施排序空间C1中可用发电总量和频率恢复所需的发电量Pf，并考虑系统网损和旋转备用确定负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量，在待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中分别将负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量按顺序分摊至各待恢复负荷和各调控措施；6)基于基础运行方式F0、待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1生成恢复后预想方式F1，进行潮流计算，并根据断面限额判断关键断面是否越限，若存在关键断面越限，进入步骤7)，否则进入步骤8)；7)基于恢复后预想方式F1下待恢复负荷排序集合L1中已恢复负荷对各越限断面的潮流灵敏度，计算各负荷的辅助决策性能指标，综合考虑负荷优先级和负荷辅助决策性能指标对待恢复负荷排序集合L1重新排序；基于恢复后预想方式F1下调控措施排序空间C1中可用措施对各越限断面的潮流灵敏度，计算各调控措施的辅助决策性能指标，考虑措施优先级和措施辅助决策性能指标对调控措施排序空间C1重新排序；根据调控措施排序空间C1的重新排序依次挑选辅助措施解决断面越限，若无法解决则结束，否则根据辅助决策结果更新待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中的负荷可恢复功率和调控措施控制量；8)统计待恢复负荷排序集合L1中恢复负荷总量为负荷当前可恢复能力，调控措施排序空间C1中采用措施为负荷恢复需配套采取的调控措施，调控措施排序空间C1中所有采用措施的最大调控时间为当前可恢复能力对应的预估耗时。步骤1)中生成待恢复负荷集合L0，具体包括以下步骤：电网中有NL个待恢复负荷，为第i个待恢复负荷，则NL个待恢复负荷组成了待恢复负荷集合L0：步骤2)生成在线调控措施空间C0，具体包括以下步骤：电网中有NC个可调控措施，第j个调控措施的当前功率为最大功率为措施可用标志为(0否，1是)，则NC个调控措施组成在线调控措施空间C0：调控措施的调控措施类型包括内部常规或新能源机组出力调整、机组开机、联络线计划调整和直流功率调制。所述步骤3)具体包括以下步骤：3-1)基于基础运行方式F0下待恢复负荷集合L0中各负荷对各关键断面的潮流灵敏度计算各负荷的恢复性能指标其中，为第i个待恢复负荷的恢复性能指标，为F0下第k个断面的裕度，为F0下第k个断面的有功功率，为第k个断面的稳定限额，为F0下第i个待恢复负荷对第k个关键断面的有功灵敏度，为F0下第i个待恢复负荷的摄动变化量和第k个断面因负荷摄动而引起的有功功率变化量，N0,INT为F0下断面裕度小于指定门槛值ε0,INT的关键断面数目，和分别为F0下第i个待恢复负荷对各关键断面的综合有功灵敏度和相应的标幺值，表示取绝对值；3-2)依据各负荷优先级从小到大对L0进行排序，得到待恢复负荷初步排序集合L0'；依据各负荷的恢复性能指标从大到小对L0′中负荷优先级一致的措施进行内部二级排序，得到待恢复负荷排序集合L1：其中，为集合L1中第i个待恢复负荷，和分别为集合L1中第i个待恢复负荷的恢复性能指标和负荷优先级，若其在L0中的排序为i0，则所述步骤4)中生成调控措施排序空间C1，具体包括以下步骤：4-1)基于F0下C0中各措施对各关键断面的潮流灵敏度和措施响应时间计算各措施的调控性能指标其中，为第j个调控措施的调控性能指标，为第j个调控措施对第k个关键断面的有功灵敏度，和分别为F0下第j个调控措施的摄动变化量和第k个断面因措施功率摄动而引起的有功功率变化量，为为F0下第k个断面的裕度，和分别为第j个调控措施对各关键断面的综合有功灵敏度和相应的标幺值，和分别为第j个调控措施的爬坡率和相应的标幺值，和分别为第j个调控措施的可用延时时间和相应的标幺值，表示取绝对值，表示取绝对值；4-2)依据各调控措施优先级从小到大对C0进行排序，得到调控措施排序空间C0'；依据各调控措施负荷恢复性能指标从大到小对C0'中措施优先级一致的措施进行内部二级排序，得到调控措施排序空间C1：其中，为集合C1中第j个调控措施，和分别为C1中第j个调控措施的负荷恢复性能指标、措施优先级、当前功率、最大功率和措施可用标志。所述步骤5)具体包括以下步骤：5-1)F0下电网当前频率为f0，额定频率为fr，则频率恢复所需的发电量Pf计算方法为：其中，PL为F0下负荷有功之和，KL为电网的负荷有功静态频率特性系数，KS为电网的网损率，和分别为C1中第j个调控措施的当前功率、最大功率；5-2)F0下电网当前备用容量为Pb,0，备用容量要求为Pb,r，按C1排序依次通过下式计算第j个调控措施采用后的备用容量余量直至或全部计算完成：其中，和分别为C1第k个调控措施的旋转备用机组标志(0否1是)、措施可用标志、最大功率和当前功率；若存在则令考虑旋转备用后的可用调控措施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于获取的系统保护、源网荷系统的切负荷动作信息，生成待恢复负荷集合L0，若待恢复负荷集合L0不为空，进入步骤2)，否则，退出负荷恢复能力在线估算；2)基于电网的模型参数和当前的运行状态生成基础运行方式F0，基于基础运行方式F0、预先指定的调控措施、直流恢复计划、联络线计划和新能源预测信息生成在线调控措施空间C0；3)基于基础运行方式F0下待恢复负荷集合L0中各负荷对各关键断面的潮流灵敏度，计算各负荷的恢复性能指标，考虑负荷优先级和各负荷的恢复性能指标生成待恢复负荷排序集合L1；4)基于基础运行方式F0下在线调控措施空间C0中各措施对各关键断面的潮流灵敏度和措施响应时间，计算各措施的调控性能指标，考虑措施优先级和措施的调控性能指标生成调控措施排序空间C1；5)基于频率预估计算基础运行方式F0频率恢复所需的发电量Pf，根据待恢复负荷排序集合L1中待恢复负荷总量、调控措施排序空间C1中可用发电总量和频率恢复所需的发电量Pf，并考虑系统网损和旋转备用确定负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量，在待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中分别将负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量按顺序分摊至各待恢复负荷和各调控措施；6)基于基础运行方式F0、待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1生成恢复后预想方式F1，进行潮流计算，并根据断面限额判断关键断面是否越限，若存在关键断面越限，进入步骤7)，否则进入步骤8)；7)基于恢复后预想方式F1下待恢复负荷排序集合L1中已恢复负荷对各越限断面的潮流灵敏度，计算各负荷的辅助决策性能指标，综合考虑负荷优先级和负荷辅助决策性能指标对待恢复负荷排序集合L1重新排序；基于恢复后预想方式F1下调控措施排序空间C1中可用措施对各越限断面的潮流灵敏度，计算各调控措施的辅助决策性能指标，考虑措施优先级和措施辅助决策性能指标对调控措施排序空间C1重新排序；根据调控措施排序空间C1的重新排序依次挑选辅助措施解决断面越限，若无法解决则结束，否则根据辅助决策结果更新待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中的负荷可恢复功率和调控措施控制量；8)统计待恢复负荷排序集合L1中恢复负荷总量为负荷当前可恢复能力，调控措施排序空间C1中采用措施为负荷恢复需配套采取的调控措施，调控措施排序空间C1中所有采用措施的最大调控时间为当前可恢复能力对应的预估耗时。...

【技术特征摘要】
1.计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于获取的系统保护、源网荷系统的切负荷动作信息，生成待恢复负荷集合L0，若待恢复负荷集合L0不为空，进入步骤2)，否则，退出负荷恢复能力在线估算；2)基于电网的模型参数和当前的运行状态生成基础运行方式F0，基于基础运行方式F0、预先指定的调控措施、直流恢复计划、联络线计划和新能源预测信息生成在线调控措施空间C0；3)基于基础运行方式F0下待恢复负荷集合L0中各负荷对各关键断面的潮流灵敏度，计算各负荷的恢复性能指标，考虑负荷优先级和各负荷的恢复性能指标生成待恢复负荷排序集合L1；4)基于基础运行方式F0下在线调控措施空间C0中各措施对各关键断面的潮流灵敏度和措施响应时间，计算各措施的调控性能指标，考虑措施优先级和措施的调控性能指标生成调控措施排序空间C1；5)基于频率预估计算基础运行方式F0频率恢复所需的发电量Pf，根据待恢复负荷排序集合L1中待恢复负荷总量、调控措施排序空间C1中可用发电总量和频率恢复所需的发电量Pf，并考虑系统网损和旋转备用确定负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量，在待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中分别将负荷可恢复总量和匹配的调控发电总量按顺序分摊至各待恢复负荷和各调控措施；6)基于基础运行方式F0、待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1生成恢复后预想方式F1，进行潮流计算，并根据断面限额判断关键断面是否越限，若存在关键断面越限，进入步骤7)，否则进入步骤8)；7)基于恢复后预想方式F1下待恢复负荷排序集合L1中已恢复负荷对各越限断面的潮流灵敏度，计算各负荷的辅助决策性能指标，综合考虑负荷优先级和负荷辅助决策性能指标对待恢复负荷排序集合L1重新排序；基于恢复后预想方式F1下调控措施排序空间C1中可用措施对各越限断面的潮流灵敏度，计算各调控措施的辅助决策性能指标，考虑措施优先级和措施辅助决策性能指标对调控措施排序空间C1重新排序；根据调控措施排序空间C1的重新排序依次挑选辅助措施解决断面越限，若无法解决则结束，否则根据辅助决策结果更新待恢复负荷排序集合L1、调控措施排序空间C1中的负荷可恢复功率和调控措施控制量；8)统计待恢复负荷排序集合L1中恢复负荷总量为负荷当前可恢复能力，调控措施排序空间C1中采用措施为负荷恢复需配套采取的调控措施，调控措施排序空间C1中所有采用措施的最大调控时间为当前可恢复能力对应的预估耗时。2.根据权利要求1所述的计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，步骤1)中生成待恢复负荷集合L0，具体包括以下步骤：电网中有NL个待恢复负荷，为第i个待恢复负荷，则NL个待恢复负荷组成了待恢复负荷集合L0：3.根据权利要求1所述的计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，步骤2)生成在线调控措施空间C0，具体包括以下步骤：电网中有NC个可调控措施，第j个调控措施的当前功率为最大功率为措施可用标志为(0否，1是)，则NC个调控措施组成在线调控措施空间C0：调控措施的调控措施类型包括内部常规或新能源机组出力调整、机组开机、联络线计划调整和直流功率调制。4.根据权利要求1所述的计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：3-1)基于基础运行方式F0下待恢复负荷集合L0中各负荷对各关键断面的潮流灵敏度计算各负荷的恢复性能指标其中，为第i个待恢复负荷的恢复性能指标，为F0下第k个断面的裕度，为F0下第k个断面的有功功率，为第k个断面的稳定限额，为F0下第i个待恢复负荷对第k个关键断面的有功灵敏度，和为F0下第i个待恢复负荷的摄动变化量和第k个断面因负荷摄动而引起的有功功率变化量，N0,INT为F0下断面裕度小于指定门槛值ε0,INT的关键断面数目，和分别为F0下第i个待恢复负荷对各关键断面的综合有功灵敏度和相应的标幺值，表示取绝对值；3-2)依据各负荷优先级从小到大对待恢复负荷集合L0进行排序，得到待恢复负荷初步排序集合L0'；依据各负荷的恢复性能指标从大到小对L0'中负荷优先级一致的措施进行内部二级排序，得到待恢复负荷排序集合L1：其中，为待恢复负荷排序集合L1中第i个待恢复负荷，和分别为集合L1中第i个待恢复负荷的恢复性能指标和负荷优先级，若其在待恢复负荷集合L0中的排序为i0，则5.根据权利要求1所述的计及关键断面限额约束的负荷恢复能力在线估算方法，其特征在于，所述步骤4)中生成调控措施排序空间C1，具体包括以下步骤：4-1)基于基础运行方式F0下在线调控措施空间C0中各措施对各关键断面的潮流灵敏度和措施响应时间计算各措施的调控性能指标其中，为第j个调控措施的调控性能指标，为第j个调控措施对第k个关键断面的有功灵敏度，和分别为F0下第j个调控措施的摄动变化量和第k个断面因措施功率摄动而引起的有功功率变化量，为为F0下第k个断面的裕度，和分别为第j个调控措施对各关键断面的综合有功灵敏度和相应的标幺值，和分别为第j个调控措施的爬坡率和相应的标幺值，和分别为第j个调控措施的可用延时时间和相应的标幺值，表示取绝对值，表示取绝对值；4-2)依据各调控措施优先级从小到大对C0进行排序，得到调控措施排序空间C0'；依据各调控措施负荷恢复性能指标从大到小对C0'中措施优先级一致的措施进行内部二级排序，得到调控措施排序空间C1：其中，为集合C1中第j个调控措施，和分别为C1中第j个调控措施的负荷恢复性能指标、措施优先级、当前功率、最大功率和措施...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，张金龙，仇晨光，鲍颜红，刘韶峰，程锦闽，任先成，杨君军，周海锋，徐伟，袁震，许晓彤，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32