一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法和系统，该方法包括：构建控制灵敏度映射网络；具体为：构建功角稳定控制应用场景集，计算不同应用场景下，不同控制点及各类可控资源对多个性能指标的控制灵敏度；以影响灵敏度的因素作为映射网络输入，灵敏度数值为输出构建数据样本集合，基于样本集合训练得到控制灵敏度映射网络；基于该网络，以实时电网及故障信息为输入推理出各控制点各类可控资源对各性能指标的控制灵敏度，根据电网实时状态构建功角稳定优化控制模型并进行模型线性化，对线性化模型求解得到最优控制方案。基于该方法，还提出了一种基于灵敏度映射的功角稳定控制系统，本发明专利技术提高了资源利用率且保证稳定控制效果。稳定控制效果。稳定控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法和系统


[0001]本专利技术属于电力系统紧急控制
，特别涉及一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法和系统。

技术介绍

[0002]电力系统安全稳定是指系统受到扰动后恢复到原来或过渡到新稳定状态的能力，其主要依赖安全防御体系予以保证。其中，功角稳定指系统受到扰动后同步发电机保持同步运行的能力，是电力系统安全稳定的重要内容，主要依赖紧急控制予以保证。切机切负荷是已成熟应用的主要紧急控制手段，可用于保证系统的频率和功角稳定，如何在多种运行方式和故障场景下保证稳定控制措施的最优性是紧急控制优化决策的关注焦点。通信及信息处理技术的发展推动了电力系统状态信息采集系统的进步，电网控制中心已具备快速获取较全面状态信息的能力，在线稳定控制决策成为可能。然而，在功角稳定控制方面，优化决策模型的复杂性和非线性特征限制了模型求解速度，导致无法根据实时电网信息及故障信息在给定的时间内完成模型求解而给出稳定控制方案。
[0003]电力系统稳定控制是保证系统受到干扰时保证电力系统安全稳定运行的控制手段，其中功角稳定控制是保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：构建控制灵敏度映射网络；所述构建控制灵敏度映射网络的过程为：构建功角稳定控制应用场景集，计算不同应用场景下，不同控制点及各类可控资源对多个性能指标的控制灵敏度；以影响灵敏度的因素作为映射网络输入，灵敏度数值为映射网络输出构建数据样本集合，利用所述数据样本集合对机器学习网络进行训练和测试得到控制灵敏度映射网络；基于所述控制灵敏度映射网络，以实时电网信息及故障信息为输入推理出各控制点各类可控资源对各性能指标的控制灵敏度，根据电网实时状态构建功角稳定优化控制模型并利用控制灵敏度进行模型线性化，对线性化模型求解得到最优控制方案。2.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述构建功角稳定控制应用场景集的过程包括：根据功角稳定所需的电网拓扑结构、任一电网拓扑下负荷水平、发电机开机方式及出力水平构建运行场景集；对任一运行场景集进行潮流计算，统计发电机出力、负荷功率、变压器功率、线路及母线功率和线路负载率；根据预设标准从发电机、负荷、变压器和线路中选出关键元件，对各关键元件逐一施加与功角稳定相关的故障形成故障场景集；将每个运行场景与对应故障场景集中任一故障组合，进行所有场景各故障过程下的电力系统动态过程仿真；判断仿真是否发生功角失稳，并记录所有功角失稳数据形成功角稳定控制应用场景集。3.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述计算不同应用场景下，不同控制点及各类可控资源对多个性能指标的控制灵敏度的过程包括：以运行场景、故障场景作为基础场景，以与故障位置电气距离小于阈值为准则，确定潜在控制点和潜在控制点下的各类可控资源；选定任一可控资源根据田口正交法设置准则设计每次扫描计算时其余可控资源需要扫描的调节比例次数形成基础控制正交表；对所述基础控制正交表中任一次扫描对应的控制量，进行电力系统动态仿真生成仿真数据，调整任一可控资源的多次变化量，结合指标计算函数计算出多个性能指标；按照一阶差分方式计算本次扫描下各可控资源不同功率调节向量下对各指标的控制灵敏度，并完成所有失稳场景下的灵敏度计算。4.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述以影响灵敏度的因素作为映射网络输入，灵敏度数值为映射网络输出构建数据样本集合的过程包括：将各次扫描可控资源调节量与各可控资源功率调节量组合构成2N维输入向量，以各指标灵敏度为输入形成初始数据样本；使用所述初始数据样本训练基于机器学习的映射网络，检测映射网络对灵敏度映射精度是否满足要求，若满足要求则使用当前数据样本实现关键影响因素与灵敏度间映射；若不满足，则在初始数据样本中增加反映运行场景的电气变量重新进行训练，直到映射网络对灵敏度映射精度满足要求。
5.根据权利要求4所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述反映运行场景的电气变量包括故障位置、故障持续时间、发电机有功出力、线路有功潮流、线路无功潮流、发电机功角和发电机转速。6.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，利用所述数据样本集合对机器学习网络进行训练和测试得到控制灵敏度映射网络过程还包括：设计包含非预想场景的灵敏度测试场景，对比灵敏度映射网络推理计算得出的灵敏度和基于动态仿真计算给出的灵敏度差异，在差异超过阈值时扩展数据样本重新进行灵敏度映射网络训练，直至灵敏度映射网络通过非预想场景测试。7.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述实时电网信息包括电气信息和事件信息；所述电气信息包括电网量测系统采集的电压和电流；所述事件信息包括跳机和线路切除。8.根据权利要求7所述的一种基于灵敏度映射的功角稳定控制方法，其特征在于，所述根据电网实时状态构建功角稳定优化控制模型并利用控制灵敏度进行模型线性化的过程包括：以控制成本最小为目标构建最优控制模型，其中最优控制模型为：以控制成本最小为目标构建最优控制模型，其中最优控制模型为：φ1(x,y,Δu,ΔP
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【专利技术属性】
技术研发人员：施啸寒，贺存哲，张恒旭，路致远，石访，刘春阳，何斯强，孙鑫霖，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：