一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法及装置，所述方法包括：当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k‑means算法确定受端电网中的故障机组；调节受端电网中故障机组的功率。本发明专利技术提供的技术方案，基于K‑means聚类算法调节受端电网中的故障机组来辅助发生闭锁故障的直流输电系统，可以更直观的得出直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网机组的变化情况，从而有针对性地对直流输电系统闭锁故障进行辅助处理。

A Method and Device for Auxiliary Decision-making of Blocking Fault Receiver in HVDC System

【技术实现步骤摘要】
一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法及装置
本专利技术涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法及装置。
技术介绍
特高压直流输电因其具有输送容量大，输电距离远，网损小，节省线路走廊，经济性好等优点，因此取得了长足的发展。随着国内特高压直流输电工程的建设，远距离跨区跨省输电能力显著增长，电网格局发生重大改变，受沿线自然地质灾害和输电设备可靠性等因素影响，特高压直流系统发生闭锁故障的概率也逐渐增大。特高压直流输电系统一旦发生闭锁故障，将引起受端电网供电电源的瞬时不足，对受端系统的电力平衡和正常供电产生较大的影响，影响受端系统的有功、无功的平衡及频率、电压的稳定，甚至出现大范围停电事故，因此，有必要对特高压直流输电系统发生闭锁故障后的受端机组、负荷进行潮流分析，确定闭锁故障后受端机组、负荷的合理调控，为闭锁故障处理提供辅助决策方法。目前针对闭锁故障后的受端调控策略，包括从负荷角度出发，研究故障后受端频率响应，从功率支援角度出发，研究故障后受端的优化调度策略等。但此类基于物理模型构建的分析方法未从数据角度挖掘故障特征之间关系，对数据资源造成了极大浪费，并且电网建设的步伐不断加快，内在交互影响更为复杂，传统方法的不适应性更为明显。随着数字时代的到来，大数据技术已经应用于电力系统的诸多领域，但在特高压直流故障方面的应用较少，针对特高压直流故障后的潮流分析大都是以传统的机理分析，模型构建，实验仿真为主，而忽视了数据本身的内在联系。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法及装置，基于K-means聚类算法调节受端电网中的故障机组来辅助发生闭锁故障的直流输电系统，可以更直观的得出直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网机组的变化情况，从而有针对性地对直流输电系统闭锁故障进行辅助处理。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法，其改进之处在于，所述方法包括：当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组；调节受端电网中故障机组的功率。优选的，所述根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组，包括：S1.根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量确定受端电网中的待聚类机组；S2.从待聚类机组中随机选择k个待聚类机组为聚类中心；S3.根据待聚类机组的坐标与聚类中心的坐标间的距离对待聚类机组进行聚类，其中，第j个待聚类机组坐标为N为待聚类机组的总数量，为第j个待聚类机组的有功功率变化量平均值，为第j个待聚类机组的无功功率变化量平均值；S4.更新聚类中心的坐标；S5.判断准则函数是否等于零，若是，则执行步骤S6，若否，则返回步骤S3；S6.选择坐标值最大的聚类中心对应的聚类簇，将该聚类簇中对应的机组作为故障机组。进一步的，所述步骤S1，包括：若直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功功率变化量大于其有功功率变化量阈值且直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的无功功率变化量大于其无功功率变化量阈值，则该机组为待聚类机组。具体的，按下式确定直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中第i个机组的有功功率变化量ΔPi：ΔPi＝Pifault-Pibefore上式中，i∈[1,L]，L为受端电网中机组的总数量；Pibefore为直流输电系统发生闭锁故障前受端电网中第i个机组的有功功率，Pifault为直流输电系统发生闭锁故障后受端电网中第i个机组的有功功率；按下式确定直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中第i个机组的无功功率变化量ΔQi：上式中，为直流输电系统发生闭锁故障前受端电网中第i个机组的有功功率，为直流输电系统发生闭锁故障后受端电网中第i个机组的无功功率。进一步的，所述步骤S3,包括：按下式确定第j个待聚类机组的坐标与第k个聚类中心的坐标间的距离dj：上式中，k∈[1,K],K为聚类中心的总数量；为第k个聚类簇中机组坐标的有功功率变化量平均值的平均值，为第k个聚类中心的坐标中无功功率变化量平均值，第k个聚类中心的坐标为其中，按下式确定第j个待聚类机组的坐标中有功功率变化量平均值按下式确定第j个待聚类机组的坐标中无功功率变化量平均值上式中，j∈[1,N]，N为待聚类机组的总数量；ΔPj,m为直流输电系统m时刻发生故障时第j个待聚类机组的有功功率变化量，ΔQj,m为直流输电系统m时刻发生故障时第j个待聚类机组的无功功率变化量，m∈[1,M]，M为直流输电系统的故障时刻总数量。进一步的，所述步骤S4,包括：按下式更新第k个聚类中心的坐标：上式中，k∈[1,K],K为聚类中心的总数量；b∈[1,B]，B为第k个聚类簇中机组的总数量；μk为更新后的第k个聚类中心的坐标，ab,k为第k个聚簇中第b个机组的坐标。进一步的，所述步骤S5,包括：按下式确定准则函数E：进一步的，所述步骤S6，包括：按下式确定第k个聚类中心的坐标值Wk：上式中，k∈[1,K],K为聚类中心的总数量；为第k个聚类簇中机组坐标的有功功率变化量平均值的平均值，，为第k个聚类中心的坐标中无功功率变化量平均值，第k个聚类中心的坐标为优选的，所述调节受端电网中故障机组的功率，包括：若受端电网中故障机组的类型为抽蓄机组，则关停该故障机组，当直流输电系统的闭锁故障消除时，将该故障机组的有功功率和无功功率分别调节至其额定值；若受端电网中故障机组的类型为非抽蓄机组，则每轮次减少该故障机组额定功率的5％直至受端电网的频率越限和/或断面功率越限消除，当直流输电系统的闭锁故障消除时，将该故障机组的有功功率和无功功率分别调节至其额定值。一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策装置，其改进之处在于，所述装置包括：确定单元，用于当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组；调节单元，用于调节受端电网中故障机组的功率。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术提供的技术方案，采用当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组，调节受端电网中故障机组的功率，更直观的得出直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网机组的变化情况，从而有针对性地对直流输电系统闭锁故障进行辅助处理，提高了辅助处理的效率和可靠性，且适用范围广。附图说明图1是本专利技术实施例中一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法，其特征在于，所述方法包括：当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k‑means算法确定受端电网中的故障机组；调节受端电网中故障机组的功率。

【技术特征摘要】
1.一种直流输电系统闭锁故障受端辅助决策方法，其特征在于，所述方法包括：当直流输电系统发生闭锁故障时，对于存在断面功率越限和/或频率越限的受端电网，根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组；调节受端电网中故障机组的功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量，采用k-means算法确定受端电网中的故障机组，包括：S1.根据直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功、无功功率变化量确定受端电网中的待聚类机组；S2.从待聚类机组中随机选择k个待聚类机组为聚类中心；S3.根据待聚类机组的坐标与聚类中心的坐标间的距离对待聚类机组进行聚类，其中，第j个待聚类机组坐标为N为待聚类机组的总数量，为第j个待聚类机组的有功功率变化量平均值，为第j个待聚类机组的无功功率变化量平均值；S4.更新聚类中心的坐标；S5.判断准则函数是否等于零，若是，则执行步骤S6，若否，则返回步骤S3；S6.选择坐标值最大的聚类中心对应的聚类簇，将该聚类簇中对应的机组作为故障机组。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：若直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的有功功率变化量大于其有功功率变化量阈值且直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中机组的无功功率变化量大于其无功功率变化量阈值，则该机组为待聚类机组。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式确定直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中第i个机组的有功功率变化量ΔPi：ΔPi＝Pifault-Pibefore上式中，i∈[1,L]，L为受端电网中机组的总数量；Pibefore为直流输电系统发生闭锁故障前受端电网中第i个机组的有功功率，Pifault为直流输电系统发生闭锁故障后受端电网中第i个机组的有功功率；按下式确定直流输电系统发生闭锁故障前后受端电网中第i个机组的无功功率变化量ΔQi：上式中，为直流输电系统发生闭锁故障前受端电网中第i个机组的有功功率，为直流输电系统发生闭锁故障后受端电网中第i个机组的无功功率。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3,包括：按下式确定第j个待聚类机组的坐标与...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旭日，郭凯，杨晓楠，刘鹏，马晓忱，孙博，齐洋洋，张林鹏，张磊，叶瑞丽，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11