电网稳控系统离线策略生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电网稳控系统离线策略生成方法，根据获取的历史数据生成多种电网运行方式；根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式；确定电网典型运行方式的关键特征指标；确定电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界；根据电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界以及典型场景和典型场景对应的关键特征指标得到电网稳控离线策略，找出了电网运行方式失稳时的深层次的原因，并且还确定了相应的阈值，对失稳原因进行了精确的把控，从而对稳控策略的精确生成做出了有益的指导，大幅提高了稳控策略生成的准确性。策略生成的准确性。策略生成的准确性。

【技术实现步骤摘要】
电网稳控系统离线策略生成方法及系统


[0001]本专利技术属于安稳稳定控制
，尤其涉及一种电网稳控系统离线策略生成方法及系统。

技术介绍

[0002]大力发展可再生能源成为构建新一代低碳化、清洁化电力系统重要趋势。但高比例可再生能源的强不确定性及电力电子设备的大量接入给电力系统带来了多重挑战。此外，可再生能源消纳的压力及日益增长的调峰调频需求使储能等灵活性资源在电力系统中的作用逐渐凸显。这些新的因素开始主导电网的运行方式，传统基于模型和经验的电力系统分析方法越来越难以应对电力系统运行、规划分析中海量多变的运行方式。由于传统电力系统的运行方式主要受负荷或季节性水电出力的影响，具有相对固定的模式，在电力系统规划中往往利用“冬大冬小，夏大夏小，丰水枯水”选取典型运行方式进行经济性、安全性和稳定性评估。但在高比例可再生能源和电力电子设备接入下，按传统方式选取的电力系统典型运行场景难以还原真实的情况，从而基于典型运行方式设定的稳控策略难无法满足未来电网的暂态稳定要求。且现有因果经验大多为人为划分范围，包括惯量、负荷水平、直流、新能源占比等，对于稳控系统失稳问题，如频率问题、电压问题、过载问题、功角问题等，都是采用人为手动的方式进行策略实施，无法找到失稳问题与关键特征指标之间的关联关系，从而很少有离线策略的智能自动化生成。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电网稳控系统离线策略生成方法及系统，能够
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0005]第一方面，提供了一种电网稳控系统离线策略生成方法，包括：
[0006]根据获取的历史数据生成多种电网运行方式；
[0007]根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式；
[0008]确定电网典型运行方式的关键特征指标；
[0009]确定电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界；
[0010]根据电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界以及典型场景和典型场景对应的关键特征指标得到电网稳控离线策略。
[0011]结合第一方面，进一步的，所述根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式包括：
[0012]采用K
‑
means算法对多种运行方式进行聚类初步得到电网典型运行方式；
[0013]通过式(1)得到各电网典型运行方式聚类点到聚类中心的平均距离CP
[0014][0015]若CP<G,G为紧密度阈值，则此次的电网典型运行方式为最终有效的电网典型运行方式；其中，Ω
j
为第j类电网典型运行方式的集合，L为聚类数目，为聚类中心，P
′
j
为第j类电网典型运行方式的向量。
[0016]结合第一方面，进一步的，所述确定各运行方式对应的关键特征指标包括：
[0017]通过式(2)得到
[0018][0019]若I(M
j
,X
i
)＞α，则判定X
i
为第j个电网典型运行方式M
j
的关键特征指标；其中，α为相关性阈值系数，X
i
为集合X中的第i个关键特征指标，M、X分别为各种运行方式的集合和关键特征指标集合。
[0020]结合第一方面，进一步的，阈值边界通过式(3)得到：
[0021][0022]其中，P
i
为电网中第i台发电机的功率，n为电网中发电机台数，为某故障场景下的主导不稳定平衡点；为系统稳定平衡点处发电机i相对于惯性中心的角度；C
ij
、B
ij
和D
ij
均为为功角θ和系统的总能量E组成的参数。
[0023]第二方面，提供了一种电网稳控系统离线策略生成系统，包括：
[0024]典型运行方式获取模块，用于根据获取的历史数据生成多种电网运行方式；
[0025]根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式；
[0026]关键特征指标获取模块，用于确定电网典型运行方式的关键特征指标；
[0027]阈值边界获取模块，用于确定电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界；
[0028]策略生成模块，用于根据电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界以及典型场景和典型场景对应的关键特征指标得到电网稳控离线策略。
[0029]结合第二方面，进一步的，所述典型运行方式获取模块执行的操作包括：
[0030]采用K
‑
means算法对多种运行方式进行聚类初步得到电网典型运行方式；
[0031]通过式(1)得到各电网典型运行方式聚类点到聚类中心的平均距离CP
[0032][0033]若CP<G,G为紧密度阈值，则此次的电网典型运行方式为最终有效的电网典型运行方式；其中，Ω
j
为第j类电网典型运行方式的集合，L为聚类数目，为聚类中心，P
′
j
为第j类电网典型运行方式的向量。
[0034]结合第二方面，进一步的，所述关键特征指标获取模块执行的操作包括：
[0035]通过式(2)得到
[0036][0037]若I(M
j
,X
i
)＞α，则判定X
i
为第j个电网典型运行方式M
j
的关键特征指标；其中，α为相关性阈值系数，X
i
为集合X中的第i个关键特征指标，M、X分别为各种运行方式的集合和关键特征指标集合。
[0038]结合第二方面，进一步的，所述阈值边界获取模块执行的操作包括：
[0039]通过式(3)得到阈值边界：
[0040][0041]其中，P
i
为电网中第i台发电机的功率，n为电网中发电机台数，为某故障场景下的主导不稳定平衡点；为系统稳定平衡点处发电机i相对于惯性中心的角度；C
ij
、B
ij
和D
ij
均为为功角θ和系统的总能量E组成的参数。
[0042]第三方面，提供了一种电网稳控系统离线策略生成设备，包括存储器和处理器；
[0043]所述存储器用于存储指令；
[0044]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述方法的步骤。
[0045]本专利技术的有益效果：相较于传统电网失稳时的人工一刀切策略，本专利技术通过对电网运行方式聚类找出典型运行方式继而再找出典型运行方式的关键特征指标，找出了电网运行方式失稳时的深层次的原因，并且还确定了相应的阈值，对失稳原因进行了精确的把控，从而对稳控策略的精确生成做出了有益的指导，大幅提高了稳控策略生成的准确性。
附图说明
[0046]图1为本专利技术的流程图；
[0047]图2为本专利技术中运行方式生成模拟框架图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网稳控系统离线策略生成方法，其特征在于，包括：根据获取的历史数据生成多种电网运行方式；根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式；确定电网典型运行方式的关键特征指标；确定电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界；根据电网典型运行方式失稳时其所对应的关键特征指标的阈值边界以及典型场景和典型场景对应的关键特征指标得到电网稳控离线策略。2.根据权利要求1所述的一种电网稳控系统离线策略生成方法，其特征在于，所述根据多种电网运行方式得到电网典型运行方式包括：采用K
‑
means算法对多种运行方式进行聚类初步得到电网典型运行方式；通过式(1)得到各电网典型运行方式聚类点到聚类中心的平均距离CP若CP<G,G为紧密度阈值，则此次的电网典型运行方式为最终有效的电网典型运行方式；其中，Ω
j
为第j类电网典型运行方式的集合，L为聚类数目，为聚类中心，P
j
′
为第j类电网典型运行方式的向量。3.根据权利要求1所述的一种电网稳控系统离线策略生成方法，其特征在于，所述确定各运行方式对应的关键特征指标包括：通过式(2)得到若I(M
j
,X
i
)＞α，则判定X
i
为第j个电网典型运行方式M
j
的关键特征指标；其中，α为相关性阈值系数，X
i
为集合X中的第i个关键特征指标，M、X分别为各种运行方式的集合和关键特征指标集合。4.根据权利要1所述的一种电网稳控系统离线策略生成方法，其特征在于，阈值边界通过式(3)得到：其中，P
i
为电网中第i台发电机的功率，n为电网中发电机台数，为某故障场景下的主导不稳定平衡点；为系统稳定平衡点处发电机i相对于惯性中心的角度；C
ij
、B
ij
和D
ij
均为为功角θ和系统的总能量E组成的参数。5.一种电网稳控系统离线策略生成系统，其特征在于，包括：典型运行方式获取模块，用于根据获取的历史数据生成多种电网运行方式；根据多种电网运行方式得到电网典型运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，袁虎玲，常海军，刘福锁，李威，黄慧，
申请(专利权)人：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：