基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于条件断面约束的支路N‑1过载预防控制方法、装置及存储介质，旨在解决过载预防控制自动化程度不足的技术问题。其包括：获取潮流数据；根据潮流数据进行N‑1快速扫描，获得薄弱模式集和模式的裕度；当薄弱模式集为空时，返回步骤1，否则基于潮流转移比构建条件断面约束集合；当薄弱模式集中的最小裕度小于设定值，根据条件断面约束集合获得优化模型，并通过求解优化模型获得预防控制决策；进行条件断面分发。本发明专利技术能够进行支路N‑1过载预防控制在线决策及协同防御，并实现电网安全边界实时共享，得到控制代价更低的预防控制方案。

【技术实现步骤摘要】
基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法、装置及存储介质
本专利技术涉及一种基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法、装置及存储介质，属于电力系统自动化

技术介绍
作为大电网安全稳定运行的第一道防线，预防控制在潜在故障发生前，在不损失电源和负荷的前提下，将工作点从稳定域外移至域内，对应预想故障为规程规定的第一级标准不严重故障。随着电网运行复杂程度不断增加，运行方式变化较大，常规的离线分析与控制已经难以满足需要，预防控制在线自适应优化成为电网调度中心必备的工具，但由于实时量测数据质量、模型参数、高维故障集下算法计算效率等诸多原因，目前预防控制在线自适应优化尚不具备闭环控制条件，常需调度人员频繁操作，令调度人员疲于应对。作为电网运行控制的指挥中枢和“决策大脑”，电力调度控制中心的自动化和智能化程度亟待提升。热稳定问题是限制大受端电网或负荷中心电网输电能力的主要因素，其受模型参数、求解难度等方面的影响较小，优先实现设备过载问题的自动闭环控制，性价比愈发凸显。现有技术一般将断面传输功率作为监视电网安全运行水平的关键指标，断面潮流约束是现有SCADA、SCED等系统在运行控制中重点关注的硬性约束，其控制技术趋于成熟，但对于计及全网N-1的预想故障下过载问题，还缺乏统一的监视指标与控制手段。
技术实现思路
为了解决现有技术中过载预防控制自动化程度不足的问题，本专利技术提出了一种基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法、装置及存储介质，将全网N-1的过载预防控制问题转化为断面功率控制问题，求解给定空间或全局空间下预防控制优化模型，得到闭环或开环控制措施，并将条件断面约束集分发至SCADA、SCED等系统，在高效进行过载预防控制的同时实现电网安全边界实时共享。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术手段：第一方面，本专利技术提出了基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，具体包括如下步骤：步骤1、获取潮流数据，所述潮流数据为收敛的电网运行断面数据；步骤2、根据潮流数据，基于补偿法进行全网支路N-1开断模拟，获得薄弱模式集和模式的裕度；步骤3、当薄弱模式集为空时，返回步骤1，否则基于潮流转移比构建条件断面约束集合；步骤4、将薄弱模式集中的最小裕度与设定值进行比较，当最小裕度小于设定值，根据条件断面约束集合获得优化模型，并通过求解优化模型获得预防控制决策；步骤5、为条件断面约束集合设置有效期，并将条件断面约束集合分发至安全约束调度系统、数据采集与监视控制系统。结合第一方面，进一步的，电网中每个模式包括一个关联故障和一个关联元件，所述关联元件为主要潮流转移元件，所述主要潮流转移元件指故障下负载率变化量大于门槛值的过载考察元件。结合第一方面，进一步的，薄弱模式集为薄弱模式的集合，所述薄弱模式指裕度小于裕度门槛值εe的模式。结合第一方面，进一步的，所述裕度的计算公式如下：其中，ηe.j表示模式j的裕度，pb,a,j表示模式j关联故障下关联元件的有功功率，pb,max,j表示模式j关联元件的事故后有功限值，电网中共有n个模式，j＝1,2,…,n。结合第一方面，进一步的，步骤3中的条件断面约束集合为Te＝{Te.1,Te.2,…,Te.j,…,Te.n}，其中，Te.j的表达式如下：ka,b,j*pa,j+pb,j≤pb,max,j(2)其中，ka,b,j表示模式j的潮流转移比，pa,j表示模式j关联故障对应元件的故障前有功功率，pb,j表示模式j关联元件的故障前有功功率；潮流转移比ka,b,j的计算公式如下：结合第一方面，进一步的，步骤4的具体操作如下：步骤401、获取薄弱模式集中的最小裕度，将最小裕度与设定值进行比较，当最小裕度小于设定值，进入步骤402；步骤402、基于给定的决策空间，以控制代价最小化为目标、条件断面约束集合为安全约束获取第一优化模型，并进行模型计算；步骤403、当第一优化模型有解，将第一优化模型的解作为预防控制措施下发至自动发电系统进行闭环执行，并进入步骤5；步骤404、当第一优化模型无解，将决策空间扩展至全网可调，获取第二优化模型，并进行模型计算；步骤405、将第二优化模型的解传输至调控人员，辅助人工决策后执行，并进入步骤5。结合第一方面，进一步的，所述第一优化模型的表达式如下：其中，Ω1为给定的决策空间，λi为预防控制措施i的优先权重，ci为预防控制措施i的单位代价，Δpi为预防控制措施i的调整量，sloss,i表示预防控制措施i有功对网损的灵敏度，p'a,j表示模式j关联故障对应元件的故障后有功功率，sa,j,i表示预防控制措施i对模式j关联故障对应元件的有功灵敏度，p'b,j表示模式j关联元件的故障后有功功率，sb,j,i表示预防控制措施i对模式j关联元件的有功灵敏度，pi,min,0表示预防控制措施i不计调节速率时的有功下限，pi表示预防控制措施i的调整前功率，ri表示预防控制措施i的调节速率，t为运行周期，pi,max,0表示预防控制措施i不计调节速率时的有功上限。结合第一方面，进一步的，第二优化模型的表达式如下：其中，Ω2为全局决策空间。第二方面，本专利技术提出了基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制装置，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面所述方法的步骤。第三方面，本专利技术提出了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。采用以上技术手段后可以获得以下优势：本专利技术提出了一种基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法、装置及存储介质，在N-1过载安全快速分析基础上，基于潮流转移比将薄弱模式集转换为条件断面约束集合，通过求解给定空间或全局空间下预防控制优化模型，得到闭环或开环预防控制措施，并将获得的条件断面约束集合分发至SCADA、SCED等系统，实现电网安全边界实时共享。本专利技术可以进行支路N-1过载预防控制在线决策及协同防御，并有效避免不同系统间信息不对称带来的“控制冲突”问题，得到控制代价更低的预防控制方案，满足电网警戒状态下预防控制对经济性、时效性、安全性的要求，为大电网调度稳态自适应巡航提供技术支撑。此外，本专利技术在分发条件断面约束集合前，为条件断面约束集合设置有效期，超过有效期后如果没有新的条件断面约束集合到达，当前条件断面约束集合将失效，进一步保障了电网预防控制的安全性。附图说明图1为本专利技术基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法的步骤流程图。图2为本专利技术基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法的流程框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明：本专利技术提出了一种基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、获取潮流数据，所述潮流数据为收敛的电网运行断面数据；/n步骤2、根据潮流数据，基于补偿法进行全网支路N-1开断模拟，获得薄弱模式集和模式的裕度；/n步骤3、当薄弱模式集为空时，返回步骤1，否则基于潮流转移比构建条件断面约束集合；/n步骤4、将薄弱模式集中的最小裕度与设定值进行比较，当最小裕度小于设定值，根据条件断面约束集合获得优化模型，并通过求解优化模型获得预防控制决策；/n步骤5、为条件断面约束集合设置有效期，并将条件断面约束集合分发至安全约束调度系统、数据采集与监视控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、获取潮流数据，所述潮流数据为收敛的电网运行断面数据；
步骤2、根据潮流数据，基于补偿法进行全网支路N-1开断模拟，获得薄弱模式集和模式的裕度；
步骤3、当薄弱模式集为空时，返回步骤1，否则基于潮流转移比构建条件断面约束集合；
步骤4、将薄弱模式集中的最小裕度与设定值进行比较，当最小裕度小于设定值，根据条件断面约束集合获得优化模型，并通过求解优化模型获得预防控制决策；
步骤5、为条件断面约束集合设置有效期，并将条件断面约束集合分发至安全约束调度系统、数据采集与监视控制系统。


2.根据权利要求1所述的基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，电网中每个模式包括一个关联故障和一个关联元件，所述关联元件为主要潮流转移元件，所述主要潮流转移元件指故障下负载率变化量大于门槛值的过载考察元件。


3.根据权利要求2所述的基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，薄弱模式集为薄弱模式的集合，所述薄弱模式指裕度小于裕度门槛值εe的模式。


4.根据权利要求3所述的基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，所述裕度的计算公式如下：



其中，ηe.j表示模式j的裕度，pb,a,j表示模式j关联故障下关联元件的有功功率，pb,max,j表示模式j关联元件的事故后有功限值，电网中共有n个模式，j＝1,2,…,n。


5.根据权利要求4所述的基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，步骤3中的条件断面约束集合为Te＝{Te.1,Te.2,…,Te.j,…,Te.n}，其中，Te.j的表达式如下：
ka,b,j*pa,j+pb,j≤pb,max,j
其中，ka,b,j表示模式j的潮流转移比，pa,j表示模式j关联故障对应元件的故障前有功功率，pb,j表示模式j关联元件的故障前有功功率；
潮流转移比ka,b,j的计算公式如下：





6.根据权利要求5所述的基于条件断面约束的支路N-1过载预防控制方法，其特征在于，步骤4的具体操作如下：
步骤401、获取薄弱模式集中的最小裕度，将最小裕度与设定值进行比较，当最小裕度小于设定值，进入步...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗凯明，张金龙，周挺，鲍颜红，罗建裕，徐伟，刘林，杨君军，许晓彤，严明辉，陈峻楠，涂旺，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32