CN102638041A - 电力***调度操作在线安全稳定快速校核方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力***调度操作在线安全稳定校核方法，适用于调度运行人员下达调度命令前，针对实施调度操作后的电网，进行安全稳定性的在线快速评估，降低调度操作带来的安全隐患。本方法依据当前潮流水平，结合超短期预测信息，形成调度操作预计实施时刻的安全稳定校核断面；针对调度操作引起的***潮流及稳定水平的改变，结合当前的安全稳定评估结果、故障元件到调度操作元件之间的电气距离，自动生成校核故障集；最后通过操作风险评估并提供相应的操作处理预案，从而及时避免因调度命令不当带来的安全隐患。

Description

电力***调度操作在线安全稳定快速校核方法

技术领域

 本发明涉及一种电力***调度操作的校核方法，属于电力***分析技术领域。

背景技术

电力***调度操作是调整电网运行方式、处理电网异常和事故的基本手段，如何确保操作的安全性是电网调度日常工作中必须应对的问题。随着电网规模的不断扩大，电网之间的联系日趋紧密，一方面，调度操作不当对***安全稳定性的影响可能会扩大；另一方面，对调度员在各种复杂工况下的操作能力和事故状态下的快速反应能力提出了更高的要求。现有的操作***一般以倒闸操作防误校验和潮流分析为主，对于操作后电网的安全稳定状态主要依靠运行人员的主观经验来判断。因此迫切需要在调度命令下发前，快速评估调度操作后***的安全稳定性，有效降低调度操作给***造成的风险。

近年来，在线安全稳定分析与控制技术已取得了可观的应用成效，对于支撑电网安全稳定运行发挥了重要作用，为调度操作的在线安全稳定快速校核奠定了良好的基础。专利“电力***在线安全稳定评估预想故障集自适应筛选方法”（申请号为200810243660.7）以安全稳定裕度为指标，结合安全稳定模式和电网运行状态的变化程度，从预想故障全集中筛选出需要重新计算的预想故障子集，可减小当前时间断面下在线安全稳定评估用预想故障集的规模，提高在线安全稳定评估的计算速度。专利“电力***在线暂态安全稳定评估预想故障筛选方法”（申请号为201110279948.1）进一步考虑了元件投/退对安全稳定裕度与模式的影响，本发明应用了上述专利中的一些技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，缩短调度操作安全校核的计算时间，本发明提供了一种电力***调度操作在线安全稳定快速的校核方法，为评估调度操作风险提供技术支撑，及时发现调度操作可能带来的安全隐患，保证电网的安全稳定运行。

本发明方法主要包括如下步骤：

步骤一：根据电网实时运行方式信息和调度操作预计实施时刻，依据超短期负荷预测、发电计划和外送计划，形成用于调度操作安全稳定校核的基础断面；

步骤二：基于调度操作安全稳定校核基础断面和调度操作指令，对操作后的电网进行网络薄弱性分析，并形成潮流、稳定计算数据文件；

步骤三：依据电网当前运行状态的安全稳定裕度和模式，结合调度操作预计实施时刻电网运行状态的变化大小、故障元件到调度操作元件之间的电气距离，自动生成用于调度操作安全稳定校核的预想故障集；

步骤四：基于步骤二生成的潮流、稳定计算数据文件，以及步骤三生成的预想故障集，运用安全稳定性统一量化方法，综合评估调度操作后的电网安全稳定水平；针对调度操作导致电网安全稳定裕度不满足要求的情况，计算改善安全稳定水平的控制措施，并形成调度操作辅助决策建议。

进一步，步骤一中所述用于调度操作安全稳定校核的基础断面的形成方法为：以***当前时刻的潮流断面为基础，根据超短期负荷预测、发电计划和外送计划提供的有功计划，运用无功自动调整技术，形成与调度操作预计实施时刻电网运行工况最接近的潮流断面，作为调度操作安全稳定校核的基准断面；若调度操作预计实施时刻与当前时刻的时间间隔小于某一设定值，选择***当前时刻断面作为安全稳定校核的基准断面；

负荷无功调整方法是：保证各负荷母线功率因数与当前时刻潮流工况下功率因数相等，若当前时刻潮流工况下负荷母线有功为0，则按缺省的功率因数来计算；

发电机无功调整方法是：对于PV节点类型的发电机，其机端电压与当前时刻的机端电压一致；对于PQ节点类型的发电机，按等功率因数调整（若超出发电机无功限值，则按限值给出）；若当前时刻下机组停运，则取默认值。

进一步，步骤三中所述用于调度操作安全稳定校核的预想故障集的生成方法为：

（1）分别计算出预想故障全集中各个故障元件到调度操作元件的最小电气距离，若电气距离小于设定值，则将预想故障集中相应的故障作为必须进行安全校核的故障；

（2）针对步骤（1）筛选以后余下的预想故障，以反映电网安全稳定程度的安全稳定裕度为指标，结合调度操作后电网运行状态与电网当前运行状态之间的差异，筛选出需要进行安全校核的故障；

（3）将步骤（1）与（2）筛选出的故障合并作为用于调度操作安全校核的故障集。

进一步，步骤二中所述网络薄弱性分析的步骤如下：

（1）将节点/支路模型转化为电网络图的链表数据存储；

（2）基于图的边联通性分析，采用深度优先搜索算法寻找图的桥，得出电力网络中的薄弱通道；

（3）断开每座桥，采用广度优先搜索算法寻找各个连通分量，得到电网孤岛信息；对调度操作后出现电网孤岛的情况，给出告警信息提示调度员注意。

本发明提出的校核方法能够利用电网实时运行方式信息和计划信息，形成调度操作预计实施时刻的潮流断面，通过自动筛选预想故障，实现操作后电网静态、暂态和动态安全的快速评估和辅助决策，为调度运行人员制定调度操作命令提供技术支撑，及时地规避调度操作给***运行带来的风险。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图1的步骤1是形成用于调度操作安全校核的基础断面的流程。

根据电网实时运行方式信息和调度操作预计实施时刻，在超短期负荷预测、发电计划和外送计划提供的有功计划的基础上，运用无功自动调整技术，形成与调度操作预计实施时刻电网运行工况最接近的潮流断面，作为调度操作安全稳定校核的基准断面。如果调度操作实施需求紧迫（如事故处理），则选择***当前潮流断面作为安全稳定校核基础断面，例如调度操作预计实施时刻与当前时刻的时间间隔t小于某一设定值T，可选择***当前时刻断面作为安全校核的基准断面。T值的设定与计划数据刷新周期（一般在5-15分钟之间）和对校核结果精度的要求有关，T值取的较大则可简化数据处理过程，但不考虑计划数据，会使校核结果精度稍差。

负荷无功调整方法是：保证各负荷母线功率因数与当前时刻潮流工况下功率因数相等，若当前时刻潮流工况下负荷母线有功为0，则按缺省的功率因数来计算。

发电机无功调整方法是：对于PV节点类型的发电机，其机端电压与当前时刻的机端电压一致；对于PQ节点类型的发电机，按等功率因数调整（若超出发电机无功限值，则按限值给出）；若当前时刻下机组停运，则取默认值。

附图1的步骤2描述的是根据调度操作指令，对操作后的电网进行网络薄弱性分析，并形成操作后潮流、稳定计算数据文件。

基于图论进行网络拓扑和电网薄弱性分析步骤如下：

1、将节点/支路模型转化为电网络图的链表数据存储；

2、基于图的边联通性分析（若删去图中的一条边，一个连通的图分割成两个或两个以上的连通分量，则该边为图的一座桥，一个没有桥的连通图称为边连通图），采用深度优先搜索算法寻找图的桥，得出电力网络中的薄弱通道；

3、断开每座桥，采用广度优先搜索算法寻找各个连通分量，得到电网孤岛信息。对调度操作后出现电网孤岛的情况，给出告警信息提示调度员注意。

附图步骤3描述的是自动筛选用于调度操作安全稳定校核的预想故障集流程。

故障的自动筛选步骤如下：

（1）分别计算出预想故障全集中各个故障元件到调度操作元件的最小电气距离，若电气距离小于设定值（该设定值根据工程经验选取：该值取较大值时，筛选出的必须校核故障数较多，校核时间较长），则将预想故障集中相应的故障作为必须进行安全校核的故障；

（2）针对步骤（1）筛选以后余下的预想故障，以反映电网安全稳定程度的安全稳定裕度为指标，结合调度操作后电网运行状态与电网当前运行状态之间的差异，筛选出需要进行安全校核的故障：

（a）依据当前时刻电网运行状态的安全稳定裕度和安全稳定模式，确定对安全稳定裕度影响较大的设备；

（b）结合调度操作预计实施时刻电网运行状态相对于当前电网运行状态的变化大小，确定需要重新计算预想故障的安全稳定模式和裕度门槛值；

（c）依据每个预想故障的安全稳定裕度随时间增大可信度下降的特性，采用安全稳定裕度随时间增大而减小的裕度-时间函数，在当前时刻每个故障的安全稳定裕度的基础上，分别直接估算每个预想故障的安全稳定裕度；

（d）从预想故障全集筛选出估算的裕度小于裕度门槛值的预想故障。

（3）将步骤（1）与（2）筛选出的故障合并作为用于调度操作安全校核的故障集。

附图1的步骤4描述的是调度操作安全校核的计算功能和流程，调度员可根据实际需要选择计算任务，包括静态/暂态/动态安全稳定评估，输电断面极限功率计算和预防控制辅助决策。安全校核模块采用统一量化分析方法，进行静态安全、暂态和动态安全稳定性的综合量化评估；如果调度操作后的电网安全稳定水平满足要求，则进行输电断面极限计算；针对调度操作导致电网安全稳定性存在隐患的情况，计算提高安全稳定裕度的预防控制措施。

Claims (4)

1.一种电力***调度操作在线安全稳定快速校核方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据电网实时运行方式信息和调度操作预计实施时刻，依据超短期负荷预测、发电计划和外送计划，形成用于调度操作安全稳定校核的基础断面；

步骤二：基于调度操作安全稳定校核基础断面和调度操作指令，对操作后的电网进行网络薄弱性分析，并形成潮流、稳定计算数据文件；

步骤三：依据电网当前运行状态的安全稳定裕度和模式，结合调度操作预计实施时刻电网运行状态的变化大小、故障元件到调度操作元件之间的电气距离，自动生成用于调度操作安全稳定校核的预想故障集；

步骤四：基于步骤二生成的潮流、稳定计算数据文件，以及步骤三生成的预想故障集，运用安全稳定性统一量化方法，综合评估调度操作后的电网安全稳定水平；针对调度操作导致电网安全稳定裕度不满足要求的情况，计算改善安全稳定水平的控制措施，并形成调度操作辅助决策建议。

2.根据权利要求1所述的电力***调度操作在线安全稳定快速校核方法，其特征在于，所述步骤一中用于调度操作安全稳定校核的基础断面的形成方法为：以***当前时刻的潮流断面为基础，根据超短期负荷预测、发电计划和外送计划提供的有功计划，运用无功自动调整技术，形成与调度操作预计实施时刻电网运行工况最接近的潮流断面，作为调度操作安全稳定校核的基准断面；若调度操作预计实施时刻与当前时刻的时间间隔小于某一设定值，选择***当前时刻断面作为安全稳定校核的基准断面；

负荷无功调整方法是：保证各负荷母线功率因数与当前时刻潮流工况下功率因数相等，若当前时刻潮流工况下负荷母线有功为0，则按缺省的功率因数来计算；

发电机无功调整方法是：对于PV节点类型的发电机，其机端电压与当前时刻的机端电压一致；对于PQ节点类型的发电机，按等功率因数调整（若超出发电机无功限值，则按限值给出）；若当前时刻下机组停运，则取默认值。

3.根据权利要求1或2所述的电力***调度操作在线安全稳定快速校核方法，其特征在于，所述步骤三中用于调度操作安全稳定校核的预想故障集的生成方法为：

（1）分别计算出预想故障全集中各个故障元件到调度操作元件的最小电气距离，若电气距离小于设定值，则将预想故障集中相应的故障作为必须进行安全校核的故障；

（2）针对步骤（1）筛选以后余下的预想故障，以反映电网安全稳定程度的安全稳定裕度为指标，结合调度操作后电网运行状态与电网当前运行状态之间的差异，筛选出需要进行安全校核的故障；

（3）将步骤（1）与（2）筛选出的故障合并作为用于调度操作安全稳定校核的预想故障集。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述步骤二中网络薄弱性分析的步骤如下：

（1）将节点/支路模型转化为电网络图的链表数据存储；

（2）基于图的边联通性分析，采用深度优先搜索算法寻找图的桥，得出电力网络中的薄弱通道；

（3）断开每座桥，采用广度优先搜索算法寻找各个连通分量，得到电网孤岛信息；对调度操作后出现电网孤岛的情况，给出告警信息提示调度员注意。

Images