一种安全稳定控制策略的数据建模方法和数学模型技术

本发明专利技术公开了一种安全稳定控制策略的数据建模方法和数学模型，根据稳控策略的相关因素，将稳控策略抽象为“稳控策略”、“系统运行方式”、“设备运行状态”、“断面潮流条件”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施组合”、“控制措施”、“控制对象组合”、“控制对象”等实体，定义了关键属性字段，并建立实体之间的关联关系。对设备运行状态、系统故障定义了专用运算符号，通过逻辑表达式来表示，对断面潮流条件通过数学中的区间符号来表示，对控制量通过计算条件和计算公式来表示。本发明专利技术实现了稳控策略的标准化建模，有效解决调度端高级应用由于缺少稳控策略模型无法模拟稳控系统动作的问题。

A data modeling method and mathematical model of security and stability control strategy

【技术实现步骤摘要】
一种安全稳定控制策略的数据建模方法和数学模型
本专利技术涉及电网安全稳定控制系统，尤其涉及安全稳定控制策略的数据建模方法和数学模型。
技术介绍
安全稳定控制系统(简称稳控系统)是保证电网安全稳定运行的有效措施，是防止电网稳定破坏和大面积停电事故的重要防线。当电网受到大的扰动而出现紧急状态时，稳控系统识别系统运行方式，判别系统故障形态，按照预先制定的控制策略表，执行切机、切负荷或联解等紧急控制措施，使系统恢复到正常运行状态。稳控系统控制的依据是策略表，主要采用“离线决策、实时匹配”的方式。稳控策略与系统运行方式、故障元件、断面功率、控制措施等因素相关，稳控策略的复杂性导致不同电网的策略差异很大，目前缺少统一的策略描述标准。调度端高级应用如潮流计算、在线安全稳定分析、调度员培训仿真需要考虑稳控系统的动作情况，因此，有必要在主站端建立稳控策略模型，实现对稳控系统动作的准确模拟。
技术实现思路
本专利技术提供一种安全稳定控制策略的数据建模方法和数学模型，解决调度端高级应用由于缺少稳控策略模型无法模拟稳控系统动作的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种安全稳定控制策略的数据建模方法，将稳控策略抽象为“稳控策略”、“系统运行方式”、“设备运行状态”、“断面潮流条件”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施组合”、“控制措施”、“控制对象组合”、“控制对象”实体，定义关键属性字段，并建立实体之间的关联关系；步骤如下：步骤1、根据稳控策略与系统运行方式、系统故障、控制量、控制措施、控制对象的关系抽象出“稳控策略”、“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施”、“控制对象”实体；步骤2、根据系统运行方式与设备运行状态、断面潮流的关系，抽象出“设备运行状态”、“断面潮流条件”实体；步骤3、根据稳控策略对应的相关控制措施及不同控制措施之间的优先级关系，抽象出“控制措施组合”实体；一个“控制措施组合”实体包含1个或多个有关联的控制措施；步骤4、根据控制措施实施的控制对象以及不同控制对象之间的优先级关系，抽象出“控制对象组合”实体；一个“控制对象组合”实体包含1个或多个有关联的控制对象；步骤5、建立实体之间的关联关系：“稳控策略”实体与“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”实体之间是1对1的关联关系；“系统运行方式”实体与“设备运行状态”实体之间是1对1的关联关系，与“断面潮流条件”实体之间是1对多的关联关系；“控制措施组合”实体与“控制措施”实体之间是1对多的包含关系；“控制对象组合”实体与“控制对象”实体之间是1对多的包含关系。进一步地，所述步骤2中，还包括为所述“设备运行状态”实体建立“逻辑表达式”属性；设备运行状态包含一组设备的运行或停运状态，通过逻辑表达式来建模；定义run/out两个运算符号，参数为1个或多个设备对象，逻辑表达式定义如下：run(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于运行状态；out(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于停运状态。进一步地，所述步骤2中，还包括为所述“断面潮流条件”实体建立“断面功率范围”属性，及建立“断面ID”属性与实际断面建立关联；所述的断面潮流条件指断面功率范围，用数学中区间符号来表示，定义如下：[P1，P2]表示P1≤P≤P2[P1，P2)表示P1≤P＜P2(P1，P2]表示P1＜P≤P2(P1，P2)表示P1＜P＜P2其中P代表断面功率。进一步地，所述步骤1中还包括为所述“系统故障”实体建立“逻辑表达式”属性；系统故障通过逻辑表达式来建模，定义如下的一组运算符号来表示故障类型：当需要定义不同设备或不同故障类型的组合故障时，使用与或非符号连接不同故障。进一步地，所述步骤1中还包括为所述“控制量”实体建立“计算条件”、“计算公式”、“控制量类型”属性；“计算条件”属性的表示为：[Pmk_set1，Pmk_set2)表示Pmk_set1≤X＜Pmk_set2；“计算公式”属性的表达式为：Y＝K(X-Pset_base)+Pset_m其中：X为输入量，表示故障前断面功率或直流故障损失功率，Pmk_set1、Pmk_set2为门槛定值，Pset_base、Pset_m为策略定值，K为系数，Y为计算结果，即需控制量；对于没有“计算条件”的控制量，该属性可为空；“控制量类型”分为功率和切机数目。进一步地，所述步骤1中还包括为“控制措施”实体建立“优先级”、“措施投退”、“措施类型”属性，措施类型包括切机、切负荷、降直流、升直流。进一步地，所述步骤1中还包括为“控制对象”实体建立“优先级”、“是否可控”、“关联设备ID”属性。本专利技术还提出了一种安全稳定控制策略的数据模型，所述数据模型包括“稳控策略”实体、“系统运行方式”实体、“设备运行状态”实体、“断面潮流条件”实体、“系统故障”实体、“控制量”实体、“控制措施组合”实体、“控制措施”实体、“控制对象组合”实体、“控制对象”实体；所述“稳控策略”实体、“系统运行方式”实体、“系统故障”实体、“控制量”实体、“控制措施”实体、“控制对象”实体分别根据稳控策略与系统运行方式、系统故障、控制量、控制措施、控制对象的关系抽象得出；所述“设备运行状态”实体、“断面潮流条件”实体分别根据系统运行方式与设备运行状态、断面潮流的关系抽象得出；所述“控制措施组合”实体根据稳控策略对应的相关控制措施及不同控制措施之间的优先级关系抽象得出；一个“控制措施组合”实体包含1个或多个有关联的控制措施；所述“控制对象组合”实体根据控制措施实施的控制对象以及不同控制对象之间的优先级关系抽象得出；一个“控制对象组合”实体包含1个或多个有关联的控制对象；所述“稳控策略”实体与“系统运行方式”实体、“系统故障”实体、“控制量”实体之间是1对1的关联关系；“系统运行方式”实体与“设备运行状态”实体之间是1对1的关联关系，与“断面潮流条件”实体之间是1对多的关联关系；“控制措施组合”实体与“控制措施”实体之间是1对多的包含关系；“控制对象组合”实体与“控制对象”实体之间是1对多的包含关系。进一步地，所述“设备运行状态”实体具备“逻辑表达式”属性；设备运行状态包含一组设备的运行或停运状态，通过逻辑表达式来建模；定义run/out两个运算符号，参数为1个或多个设备对象，逻辑表达式定义如下：run(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于运行状态；out(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于停运状态。进一步地，所述“断面潮流条件”实体具备“断面功率范围”属性和“断面ID”属性；所述“断面ID”属性用于与实际断面建立关联；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，将稳控策略抽象为“稳控策略”、“系统运行方式”、“设备运行状态”、“断面潮流条件”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施组合”、“控制措施”、“控制对象组合”、“控制对象”实体，定义关键属性字段，并建立实体之间的关联关系；步骤如下：/n步骤1、根据稳控策略与系统运行方式、系统故障、控制量、控制措施、控制对象的关系抽象出“稳控策略”、“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施”、“控制对象”实体；/n步骤2、根据系统运行方式与设备运行状态、断面潮流的关系，抽象出“设备运行状态”、“断面潮流条件”实体；/n步骤3、根据稳控策略对应的相关控制措施及不同控制措施之间的优先级关系，抽象出“控制措施组合”实体；一个“控制措施组合”实体包含1个或多个有关联的控制措施；/n步骤4、根据控制措施实施的控制对象以及不同控制对象之间的优先级关系，抽象出“控制对象组合”实体；一个“控制对象组合”实体包含1个或多个有关联的控制对象；/n步骤5、建立实体之间的关联关系：“稳控策略”实体与“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”实体之间是1对1的关联关系；“系统运行方式”实体与“设备运行状态”实体之间是1对1的关联关系，与“断面潮流条件”实体之间是1对多的关联关系；“控制措施组合”实体与“控制措施”实体之间是1对多的包含关系；“控制对象组合”实体与“控制对象”实体之间是1对多的包含关系。/n...

【技术特征摘要】
1.一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，将稳控策略抽象为“稳控策略”、“系统运行方式”、“设备运行状态”、“断面潮流条件”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施组合”、“控制措施”、“控制对象组合”、“控制对象”实体，定义关键属性字段，并建立实体之间的关联关系；步骤如下：
步骤1、根据稳控策略与系统运行方式、系统故障、控制量、控制措施、控制对象的关系抽象出“稳控策略”、“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”、“控制措施”、“控制对象”实体；
步骤2、根据系统运行方式与设备运行状态、断面潮流的关系，抽象出“设备运行状态”、“断面潮流条件”实体；
步骤3、根据稳控策略对应的相关控制措施及不同控制措施之间的优先级关系，抽象出“控制措施组合”实体；一个“控制措施组合”实体包含1个或多个有关联的控制措施；
步骤4、根据控制措施实施的控制对象以及不同控制对象之间的优先级关系，抽象出“控制对象组合”实体；一个“控制对象组合”实体包含1个或多个有关联的控制对象；
步骤5、建立实体之间的关联关系：“稳控策略”实体与“系统运行方式”、“系统故障”、“控制量”实体之间是1对1的关联关系；“系统运行方式”实体与“设备运行状态”实体之间是1对1的关联关系，与“断面潮流条件”实体之间是1对多的关联关系；“控制措施组合”实体与“控制措施”实体之间是1对多的包含关系；“控制对象组合”实体与“控制对象”实体之间是1对多的包含关系。


2.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括为所述“设备运行状态”实体建立“逻辑表达式”属性；
设备运行状态包含一组设备的运行或停运状态，通过逻辑表达式来建模；
定义run/out两个运算符号，参数为1个或多个设备对象，逻辑表达式定义如下：
run(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于运行状态；
out(dev1,dev2,…,devn)＝m表示n个设备集合中有m个设备处于停运状态。


3.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括为所述“断面潮流条件”实体建立“断面功率范围”属性，及建立“断面ID”属性与实际断面建立关联；
所述的断面潮流条件指断面功率范围，用数学中区间符号来表示，定义如下：
[P1，P2]表示P1≤P≤P2
[P1，P2)表示P1≤P＜P2
(P1，P2]表示P1＜P≤P2
(P1，P2)表示P1＜P＜P2
其中P代表断面功率。


4.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤1中还包括为所述“系统故障”实体建立“逻辑表达式”属性；系统故障通过逻辑表达式来建模，定义如下的一组运算符号来表示故障类型：








故障类型
运算符号


相间故障
faultab(dev)


单相永久故障
faultan(dev)


三相短路故障
faultabcn(dev)


故障跳闸
faultk(dev)


母线故障
faultbus(dev)


发电机故障
faultgen(dev)


直流闭锁故障
faultdcblock(dev)


直流换相失败
faultdccf(dev)






当需要定义不同设备或不同故障类型的组合故障时，使用与或非符号连接不同故障。


5.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤1中还包括为所述“控制量”实体建立“计算条件”、“计算公式”、“控制量类型”属性；
“计算条件”属性的表示为：[Pmk_set1，Pmk_set2)表示Pmk_set1≤X＜Pmk_set2；
“计算公式”属性的表达式为：Y＝K(X-Pset_base)+Pset_m
其中：X为输入量，表示故障前断面功率或直流故障损失功率，Pmk_set1、Pmk_set2为门槛定值，Pset_base、Pset_m为策略定值，K为系数，Y为计算结果，即需控制量；对于没有“计算条件”的控制量，该属性可为空；
“控制量类型”分为功率和切机数目。


6.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤1中还包括为“控制措施”实体建立“优先级”、“措施投退”、“措施类型”属性，措施类型包括切机、切负荷、降直流、升直流。


7.根据权利要求1所述的一种安全稳定控制策略的数据建模方法，其特征在于，所述步骤1中还包括为“控制对...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁忠，何桦，郑浩，任祖怡，顾全，董传燕，夏尚学，陈松林，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32