[发明专利]基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说是涉及一种基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法。

背景技术

作为保障电力系统安全稳定运行的重要技术装备，稳控装置在各级电网得到了广泛应用。当电网发生故障时，稳控装置根据电网实时运行工况和离线策略表，快速匹配控制策略执行。因此，在电力系统安全稳定分析计算时，需要考虑稳控装置模型，通过模拟预想故障后稳控装置的动作情况，一方面评估预想故障后电网的安全性，一方面也可对离线策略的完备性、正确性和经济性进行校核。

由于各级电网的实际情况，针对安全稳定控制的需求存在较大差异，安全稳定控制相关的因素和控制对象复杂，因此稳控装置是电力系统自动控制装置中较为复杂、难以实现通用化的装置。目前，装置主要存在以下问题：一是缺少行业统一标准，产品通用性差，如文献一(邵俊松.安全稳定控制装置的软件硬件结构特点及其发展历程.中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十二届学术年会，2006.)；二是离线策略表的制定基于离线典型方式数据，不可能涵盖实时电网的各种运行情况，策略的完备性不能得到保证；三是为保证安全性，离线策略相对保守，影响系统的经济运行。如文献二(龚瑛.区域型稳定控制系统的策略表在线刷新机制的研究.继电器，2005，18(5)：40-44.)

发明内容

本发明针对电力系统安全稳定分析计算时稳控装置动作模拟的现状，提出了一种基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法。该方法归纳出直接型、顺序型、循环型、最优型四种基本的控制策略结构化模型，能在极短的时间内自动识别出预想故障下应采取的控制策略，从而为电网在线安全稳定分析计算提供真实的仿真场景，一方面评估稳控装置按离线策略动作后电网的安全性；另一方面，校核稳控离线策略的完备性、正确性和经济性，以便及时对离线制定的稳控策略进行调整。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：将稳控装置的模型结构化，稳控策略组织为(故障、运行方式、潮流水平、控制策略)四元表结构形式(其中，运行方式特指机组投停方式和线路接线方式)，并将控制策略分解为控制方式、控制量、控制量实施原则、控制对象队列、约束五个基本元素，归纳出直接型、顺序型、循环型、最优型四种基本的控制策略结构化模型。仿真程序根据预想故障及电网实际运行方式，在结构化的稳控策略中快速识别控制策略，并将此策略追加至该仿真算例的计算场景中。

本发明提出的稳控装置动作模拟仿真方法包含如下步骤：

对稳控策略进行梳理，采用四元表结构形式将稳控策略组织为(故障、运行方式、潮流水平、控制策略)映射表，并将控制策略分解为控制方式、控制量、控制量实施原则、控制对象队列、约束五个基本元素，归纳出直接型、顺序型、循环型、最优型四种基本的控制策略模型；2)根据预想故障的故障元件、故障类型，识别该预想故障是否被稳控策略考察；3)基于电力系统实时运行情况，汇集运行方式相关一次设备的投停状态，识别电网所处的运行方式；4)基于电网实际运行工况，汇集稳控装置监视断面的潮流，识别电网运行的潮流水平；5)根据故障、电网所处的运行方式及潮流水平，得出稳控装置应采取的控制策略；6)根据控制策略的控制量、控制量实施原则、控制对象、约束及相应的控制策略模型，搜索具体的控制策略。

上述步骤1)中，采用四元表结构形式将稳控策略组织为(故障、运行方式、潮流水平、控制策略)映射表，并将实现逻辑最为复杂的控制策略分解为控制方式、控制量、控制量实施原则、控制对象队列、约束五个基本元素，并归纳出确定型、顺序型、最优型四种基本的控制策略模型。

其中故障是指制定离线策略依据的电网严重故障，根据故障元件、故障类型对故障进行编码。单一故障的编码公式如下：

fltcode(elei)＝no(elei)＞＞K_no+flttype(elei)＞＞K_flttype，

其中，＞＞为移位操作符，no(ele_i)为故障元件i的设备编号，K_no为设备编号移位系数，flttype(elei)表示故障元件i的故障类型码，K_flttype为故障类型移位系数。

复合故障的编码公式如下：