计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及系统技术方案

本公开提出了计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及系统，可以在线实现预测并控制，解决由于状态波动和决策时延所引起的系统运行状态难以恢复的情况。针对常规预防控制优化模型，利用态势评估指标对控制模型中的约束条件进行修正，以补偿决策时延，通过当前断面预测预估断面的稳定水平，能够根据当前时刻的潮流状态预估下一时刻的稳定水平，在实时断面的稳定裕度不低于阈值时执行相应的调控策略，实现提前判断提前调控，避免了由于状态波动和决策时延所引起的系统运行状态难以恢复的情况，根据当前潮流断面信息对未来预估状态下可能出现的电压失稳情况进行有效的调控。

【技术实现步骤摘要】
计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及系统
本公开涉及电力系统在线监控相关
，具体的说，是涉及计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，并不必然构成在先技术。随着互联电网规模日益庞大、电力市场化改革的推进及各种电力电子元器件的应用，电力系统运行状态愈加复杂并逐渐向静态稳定极限靠拢，而风电等可再生能源并网规模的不断扩大也导致系统运行状态的不确定性增强，且控制变量中离散变量(如电容器)还存在着动作时间以及投切次数限制，采取合理的控制策略避免大范围连锁性电压崩溃，对电力系统的稳定运行具有重要的意义。现有技术中的大多数电压稳定调控方法，检测到电压稳定水平不足时才进行调控，没有预先进行判断和调控，使得系统运行状态难以恢复，例如一种基于实时状态断面的电压稳定实时防控优化方法，可快速获得在线辅助决策信息，并能够在一定程度上满足大电网优化决策的实时性需求。但在可再生能源或电力电子设备大规模接入使系统运行状态频繁随机波动的新形势下，没有考虑大电网运行状态的演变趋势和防控优化决策计算的时滞对电力系统电压稳定的影响，在监测到电压稳定水平不足时才进行优化决策可能导致错失预防控制的最佳时机，造成系统电压崩溃。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法及系统，可以在线实现预测并控制，解决由于状态波动和决策时延所引起的系统运行状态难以恢复的情况。针对常规预防控制优化模型，利用态势评估指标对控制模型中的约束条件进行修正，从而构建出计及态势评估的电压稳定在线优化决策模型，以补偿决策时延，保证新形势下电力系统的安全稳定经济运行。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一个或多个实施例提供了计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，包括：构建以控制成本最小为目标的在线防控决策模型，模型的约束条件中设置态势评估指标约束；实时获取大电网运行数据，进行潮流计算获得运行状态断面下的电压稳定裕度和电压值，采用线性推演方法计算电压稳定态势评估指标、预估断面的电压稳定裕度以及电压幅值；根据计算获得的预估断面的电压稳定裕度和电压值，求解在线防控决策模型，更新控制决策。一个或多个实施例提供了计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策系统，包括：构建模块：被配置为用于构建以控制成本最小为目标的在线防控决策模型，模型的约束条件中设置态势评估指标约束；数据获取模块：被配置为用于实时获取大电网运行数据，进行潮流计算获得运行状态断面下的电压稳定裕度和电压值，采用线性推演方法计算电压稳定态势评估指标、预估断面的电压稳定裕度以及电压幅值；求解模块：被配置为用于根据计算获得的预估断面的电压稳定裕度和电压值，求解在线防控决策模型，更新控制决策。一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开通过当前断面预测预估断面的稳定水平，即根据当前时刻的潮流状态预估下一时刻的稳定水平，在实时断面的稳定裕度不低于阈值时执行相应的调控策略，实现提前判断提前调控，避免了由于状态波动和决策时延所引起的系统运行状态难以恢复的情况。在不影响控制效果的前提下，仅根据当前潮流断面信息对未来预估状态下可能出现的电压失稳情况进行有效的调控，这更有利于保证辅助决策优化信息的可靠施加及新形势下电力系统的安全稳定经济运行。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。图1是本公开实施例1的方法流程图；图2是本公开实施例1的稳定裕度约束修正原理图；图3是本公开实施例1的示例第一仿真结果图；图4是本公开实施例1的示例第二仿真结果图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。实施例1在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，包括如下步骤：步骤1、构建以控制成本最小为目标的在线防控决策模型，模型的约束条件中设置态势评估指标约束；步骤2、实时获取大电网运行数据，进行潮流计算获得运行状态断面下的电压稳定裕度和电压值，采用线性推演方法计算电压稳定态势评估指标、预估断面的电压稳定裕度以及电压幅值；步骤3、根据计算获得的预估断面的电压稳定裕度和电压值，求解在线防控决策模型，更新控制决策。预估断面为未来时刻即下一时刻所对应的潮流状态断面，可选的，可以基于当前断面获得关键预想故障集，作为预估运行断面可能发生的故障状态；遍历故障集的各个故障数据，当前断面之后发生该故障所对应的潮流断面为预估断面。在一些实施例中，态势评估指标即为运行趋势指标可利用相邻状态间的特征增量或增量变化率来表示，针对大电网静态电压稳定运行系统，可选的，可以将相邻潮流断面间电压稳定裕度的变化量作为反映系统电压稳定发展趋势的态势评估指标。本实施例通过当前断面预测预估断面的稳定水平，能够根据当前时刻的潮流状态预估下一时刻的稳定水平，在实时断面的稳定裕度不低于阈值时执行相应的调控策略，实现提前判断提前调控，避免了由于状态波动和决策时延所引起的系统运行状态难以恢复的情况。在不影响控制效果的前提下，仅根据当前潮流断面信息对未来预估状态下可能出现的电压失稳情况进行有效的调控，这更有利于保证辅助决策优化信息的可靠施加及新形势下电力系统的安全稳定经济运行。其中，潮流断面的定义为：在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，各节点的有功功率、无功功率及电压幅值和相位以及各支路的有功和无功功率。当前断面：当前时刻所对应的潮流状态断面。预估断面：未来时刻即下一时刻所对应的潮流状态断面。下面具体介绍本实施例所构建的在线防控决策模型。目标函数具体为：以发电机机端电压的调节和并联电容器的投切为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是，包括：/n构建以控制成本最小为目标的在线防控决策模型，模型的约束条件中设置态势评估指标约束；/n实时获取大电网运行数据，进行潮流计算获得运行状态断面下的电压稳定裕度和电压值，采用线性推演方法计算电压稳定态势评估指标、预估断面的电压稳定裕度以及电压幅值；/n根据计算获得的预估断面的电压稳定裕度和电压值，求解在线防控决策模型，更新控制决策。/n

【技术特征摘要】
1.计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是，包括：
构建以控制成本最小为目标的在线防控决策模型，模型的约束条件中设置态势评估指标约束；
实时获取大电网运行数据，进行潮流计算获得运行状态断面下的电压稳定裕度和电压值，采用线性推演方法计算电压稳定态势评估指标、预估断面的电压稳定裕度以及电压幅值；
根据计算获得的预估断面的电压稳定裕度和电压值，求解在线防控决策模型，更新控制决策。


2.如权利要求1所述的计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是：所述在线防控决策模型，具体为：



其中，和为第i个可调PV节点的正/负电压调控量，为该节点电压的正/负调节成本系数，NG为系统中可调PV节点的数目，为表示第i个参与调控的并联电容的无功投/切量，为该并联电容器投/切的成本系数，NC为系统中可投切并联电容器的数目。


3.如权利要求1所述的计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是：在线防控决策模型的约束中包括态势评估指标约束，具体的态势评估指标约束包括以相邻断面的态势评估指标建立的稳定裕度约束和电压幅值约束。


4.如权利要求3所述的计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是：以相邻断面的态势评估指标建立的稳定裕度约束为：






式中，分别为正常断面和预估故障下的电压稳定裕度，分别为正常断面和预估故障下调控量与稳定裕度间的灵敏度矩阵，Δr为调控措施，为电压稳定裕度下限阈值，SAIλ为态势评估指标。


5.如权利要求3所述的计及态势评估的大电网静态电压稳定优化决策方法，其特征是：以相邻断面的态势评估指标建立的电压幅值约束为：

【专利技术属性】
技术研发人员：贠志皓，崔馨慧，张晓华，冯长有，李铁，张艳军，崔岱，段方维，姜枫，王钟辉，
申请(专利权)人：山东大学，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国网辽宁省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37