CN106849058B - 基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法 - Google Patents

基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电网暂态稳定预防控制辅助决策技术领域，公开了一种基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法。本发明首先获取实用动态安全域信息、电网运行方式信息和控制代价信息，然后进行基于实用动态安全域的暂态稳定评估，接下来进行基于提高暂态稳定性的控制策略计算，交替迭代进行节点注入功率减少控制和节点注入功率增加控制的策略计算，最后进行实现电网功率平衡的追加控制策略计算。本发明充分利用离线和在线安全稳定评估、极限计算和控制辅助决策分析计算的成果，实现暂态稳定控制辅助决策的快速分析计算，不断提高暂态稳定预防控制辅助决策的准确度和效率，对于提高电网安全稳定运行水平和提高安全稳定控制效益都具有重要意义。

Description

基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法
技术领域
本发明属于电网暂态稳定预防控制辅助决策技术领域，具体而言，本发明涉及一种基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法。
背景技术
针对预想故障下存在的安全稳定问题，进行预防控制，是确保电力***安全稳定运行的重要技术手段之一，属于安全稳定控制的第一道防线。因此，有关预防控制的理论研究和工程应用技术一直备受关注。
安全域(security region，SR)方法是在逐点法基础上发展起来的新方法，从域的角度出发考虑问题，描述的是整体可安全稳定运行的区域。安全域是在功率(或控制变量)空间上，满足安全稳定性约束的运行点集；对于既定的网络结构和一定的故障/事故，在注入空间上它是唯一确定的。预防控制是通过改变运行工况，将运行在安全域以外的工况拉回到安全域内运行，从而避免发生故障后出现安全稳定问题。
相关研究表明，事故前***节点注入功率空间上保证暂态稳定的实用动态安全域(PDSR)，在工程关心的范围内，其稳定边界可用一个或少数几个超平面近似描述，在无功功率可就地平衡的情况下，PDSR临界超平面表达式可简化为：
其中，αi是超平面方程常系数，Pi是第i个节点的注入功率。
暂态稳定约束变成：
通常，暂态稳定预防控制辅助决策面临的困难是，稳定约束难以用解析表达述描述，优化控制策略的计算量大，许多方法都依赖于积分计算。基于实用动态安全域，暂态稳定约束可用简洁的超平面方程描述，从而在理论上为高效解决暂态稳定预防控制辅助决策问题，快速计算暂态稳定预防控制策略，提供了一种新思路。
基于实用动态安全域进行暂态稳定评估和控制策略优化的关键是，得到准确的实用动态安全域临界超平面。以往需要通过大量的离线分析计算，在一定程度上影响了实用动态安全域方法的工程应用。目前，电力***在线安全稳定分析(DSA)技术已在省级及以上电网调度中心普遍应用，在线化的暂态稳定评估、极限计算和预防控制辅助决策等功能，为自动动态修正实用动态安全域临界超平面创造了良好的条件。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于实用动态安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，可采用简洁的暂态稳定约束代数方程组——超平面方程集，快速计算暂态稳定预防控制策略，为高效解决暂态稳定预防控制辅助决策问题提供新的技术解决方案。
具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括下列步骤：
1)获取输入信息，所述输入信息包括实用动态安全域信息、电网运行方式信息、电网运行约束信息和安全稳定控制代价信息；
所述实用动态安全域信息与电网拓扑结构和预想故障关联，反映暂态稳定约束；
所述电网运行方式信息包括电网拓扑结构和节点注入功率、节点发电出力允许运行的最大值和最小值以及节点负荷允许运行的最小值；
所述安全稳定控制代价信息包括节点增加/减少单位发电出力的代价和节点调减单位负荷的代价；
2)基于实用动态安全域的暂态稳定评估：根据电网运行方式信息中的电网拓扑结构，结合实用动态安全域信息，针对预想故障集中的每个预想故障，搜索对应的全部暂态稳定约束超平面方程，并将节点注入功率信息带入每个暂态稳定约束超平面方程，如果全部暂态稳定约束都能满足，则该预想故障下暂态稳定，不需要进行预防控制；如果至少有1个暂态稳定约束不能满足，则该预想故障下暂态稳定存在问题，需要针对该预想故障进行预防控制；如果所有预想故障都是暂态稳定，则当前方式不需要进行暂态稳定预防控制，结束本方法；如果至少有1个预想故障存在暂态稳定问题，则需要进行预防控制辅助决策，进入步骤3)；
3)基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率减少的控制策略：首先识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，若暂态稳定约束关键超平面方程数量为0，则转至步骤5)，否则遴选节点注入功率减少的选候选控制对象，并计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子，然后计算节点注入功率减少控制量；
4)基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率增加的控制策略：首先识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，若暂态稳定约束关键超平面方程数量为0，则转至步骤5)，否则遴选节点注入功率增加的选候选控制对象，并计算候选控制节点注入功率增加的暂态稳定预防控制代价因子，然后计算节点注入功率增加的控制量，最后返回步骤3)进行下一次迭代；
5)计算实现功率平衡的追加控制策略：首先根据步骤3)得到的节点注入功率减少总控制量和步骤4)得到的节点注入功率增加总控制量，计算控制引起的功率不平衡情况；然后根据控制引起的功率不平衡情况，识别实现功率平衡的追加控制类型，分为增加节点注入功率控制或减少节点注入功率控制；接着根据实现平衡功率需要的追加控制类型，结合当前运行方式和步骤3)与步骤4)控制策略实施的引起节点注入功率变化、可调范围，遴选实现功率平衡追加控制的候选控制节点，并计算实现功率平衡追加控制的代价因子，最后计算实现功率平衡的追加控制策略。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤1)中，实用动态安全域信息以节点注入功率描述的超平面方程集表示，第k个预想故障对应的第j个超平面方程如公式(1)所示：
公式(1)中，N是电网中除平衡节点外的节点数；αi,k,j是第i个节点对应第k个预想故障第j个暂态稳定约束超平面方程的常系数；Pi是第i个节点的注入功率；其中：k＝1,…,NC，NC是预想故障数目；j＝1,…,Nk；Nk是第k个预想故障对应的暂态稳定约束超平面方程数目；
电网运行方式信息中第i个节点的注入功率用Pi1表示、发电出力允许运行的最大值和最小值分别用PGMAXi和PGMINi表示、负荷允许运行的最小值用PLMINi表示；
所述安全稳定控制代价信息中第i个节点的增加/减少单位发电出力的代价用CGIi/CGDi表示、调减单位负荷的代价用CLDi表示。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：
3-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集：根据本次迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集。如果本次迭代时的暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5)；其中，将本次迭代的次数记为l次，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi,l；
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi,l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(2)则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
本次迭代所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(3)：
其中，αFi,m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi,l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(4)则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验确定；本次迭代所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(5)：
其中，αEi,m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束次关键超平面方程的暂态稳定约束次关键超平面方程常系数；
3-2)遴选节点注入功率减少的选候选控制对象：针对步骤3-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定减少节点注入功率的候选控制节点；
确定减少节点注入功率的候选控制节点的方法为：对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，则根据步骤3-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程常系数进行后续分析，如果至少有1个暂态稳定约束关键超平面方程常系数大于0且都不小于0，则第i个节点列入减少节点注入功率的候选控制节点；
将得到的本次迭代所有减少节点注入功率的候选控制节点的个数记为NAl；
3-3)计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子：针对步骤3-2)得到的NAl个减少节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子；
第i个节点的暂态稳定预防控制代价因子CPi按公式(6)计算：
其中，
3-4)基于步骤3-3)的计算结果，选取暂态稳定预防控制代价因子最大的控制节点，将该节点记为ic，并计及该节点发电出力允许运行的最小值PGMINic，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic减少注入功率的控制量，并计算节点注入功率减少总控制量：
节点ic减少注入功率允许的控制量最大值应满足ΔPic,l＝Pic,l-PGMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最小值PGMINic，其中ΔPic,l为本次节点ic发电机减少出力；统计满足公式(7)的方程数NFcl：
如果NFcl＝NFl，则本次减少节点注入功率的控制策略为：本次节点ic发电机减少出力ΔPic,l＝Pic,l-PGMINic；
如果NFCl<NFl，则本次节点ic发电机减少出力ΔPic,l应满足以下公式：
ΔPic,l<Pic,l-PGMINic
根据ΔPic,l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic,l＝Pic,l-ΔPic,l，并更新节点注入功率减少总控制量TPD＝TPD+ΔPic,l。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤4)具体包括以下步骤：
4-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集：根据本次迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集；如果暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5；其中，将本次迭代的次数记为l次，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi,l；
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息Pi,l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(10)则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
本次迭代所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(11)：
其中，αFi,m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi,l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(12)则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验确定；本次迭代所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(13)：
其中，αEi,m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束次关键超平面方程的暂态稳定约束次关键超平面方程常系数；
4-2)遴选节点注入功率增加的选候选控制对象：针对步骤4-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定增加节点注入功率的候选控制节点；
确定增加节点注入功率的候选控制节点的方法为：对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，如果其注入功率仍有增加的空间，则根据步骤4-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程的常系数进行后续分析，如果至少有1个暂态稳定约束关键超平面方程常系数小于0且都不大于0，则第i个节点列入增加节点注入功率的候选控制节点；
将得到的本次迭代所有增加节点注入功率的候选控制节点的个数记为NAl；
4-3)计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子：针对步骤4-2)得到的NAl个增加节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子；
第i个节点的暂态稳定预防控制代价因子CPi按公式(14)计算：
其中
其中，对于发电机节点CIi＝CGIi，对于负荷节点CIi＝CLDi；
4-4)基于步骤4-3)的计算结果，选取暂态稳定预防控制代价因子最大的控制节点，将该节点记为ic，并计及该节点发电出力允许运行的最大值PGMAXic或负荷允许运行的最小值PLMINi，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic增加注入功率的控制量，并计算节点注入功率增加总控制量：
节点ic增加注入功率允许的控制量最大值应满足：当节点ic为发电机节点时ΔPic,l＝PGMAXic-Pic,l或节点ic为负荷节点时ΔPic,l＝-Pic,l-PLMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最大值PGMAXic，其中ΔPic,l为本次节点ic发电机增加出力或调减负荷；统计满足公式(15)的方程数NFcl：
其中，当节点ic为发电机节点时，Pic,l+＝PGMAXic；当节点ic为负荷节点时，Pic,l+＝-PLMINic；
如果NFcl＝NFl，则本次迭代增加节点注入功率的控制策略为：当节点ic为发电机节点时节点ic发电机增加出力ΔPic,l＝PGMAXic-Pic,l，或当节点ic为负荷节点时节点ic调减负荷ΔPic,l＝-Pic,l-PLMINic；
如果NFcl<NFl，则节点ic发电机增加出力或负荷调减负荷ΔPic,l应满足以下公式：
ΔPic,l<PGMAXic-Pic,l对应节点ic为发电机节点
ΔPic,l<-Pic,l-PLMINic对应节点ic为负荷节点
根据ΔPic,l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic,l＝Pic,l-ΔPic,l，并更新节点注入功率增加总控制量TPI＝TPI+ΔPic,l；
4-5)转至步骤3)。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤5)具体包括以下步骤：
5-1)根据步骤3)得到的节点注入功率减少总控制量TPD和步骤4)得到的节点注入功率增加总控制量TPI，计算控制引起的功率不平衡量ΔTPC：
ΔTPC＝TPD-TPI
如果|ΔTPC|>εP，则继续执行步骤5-2)；否则，控制策略计算结束；εP是***平衡机可接受的控制引起的不平衡量；
5-2)根据控制引起的功率不平衡情况ΔTPC，识别实现功率平衡的追加控制类型，如果ΔTPC<0，则实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制，如果ΔTPC>0，则实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制；
5-3)，根据实现平衡功率需要追加控制的类型，结合当前运行方式和步骤3)与步骤4)控制策略实施的引起节点注入功率变化及可调范围，遴选候选追加控制节点；
如果实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，且满足以下条件，则将第i个节点列入候选追加控制节点：
min{αi,k,j|k＝1,…,NC,j＝1,…,Nk}>0.0001
如果实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，如果其注入功率仍有增加的空间，且满足以下条件，将第i个节点列入候选追加控制节点：
max{αi,k,j|k＝1,…,NC,j＝1,…,Nk}<-0.0001
5-4)对步骤5-3)得到的候选控制节点，综合考虑控制代价和最大可调量，计算候选控制节点实现功率平衡追加控制的代价因子CPi：
其中，PCMAXi是候选控制节点的最大可调量，max{PCMAXi}所有候选控制节点允许可调量的最大值；
5-5)对步骤5-4)得到的候选控制节点实现功率平衡追加控制的代价因子按从大到小的顺序排列候选控制节点，依次按节点最大可调量确定追加控制量，直至追加控制总量等于步骤5-1)得到的控制引起的功率不平衡量ΔTPC。
本发明的有益效果如下：
1、本发明基于实用动态安全域信息进行暂态稳定预防控制辅助决策，各个环节的计算量小，整体效率高，暂态稳定评估只需进行超平面方程的代数不等式校核，遴选候选控制对象仅需进行超平面方程常系数符合判断，控制量计算仅需代数运算。
2、本发明在暂态稳定控制辅助决策的流程方面，分为提高暂态稳定性的控制和实现功率平衡的追加控制两个阶段，减少节点注入功率控制策略和增加节点注入功率控制策略的计算交替进行，物理意义清晰，贴近工程应用，便于理解，且提高计算效率。
3、本发明在计算控制性能代价比时，不仅考虑控制代价和对超越稳定约束超平面方程的控制效果等因素，而且计及对临界稳定约束的负面影响，从而避免控制引起增加新的失稳场景。
4、本发明对提高暂态稳定性的控制和实现功率平衡的追加控制的两个阶段，采取有针对性的策略计算控制性能代价，前一阶段侧重于提高稳定性和避免控制引起负面影响，后一阶段侧重于减少控制代价，控制目标清晰。
5、本发明在提高暂态稳定性控制策略的计算阶段，在迭代过程中根据控制策略实施后稳定约束变化情况，动态修正控制代价因子，从而使决策结果更趋于优化的目标。
6、本发明在提高暂态稳定性控制策略的计算阶段，在计算控制量时，采取措施避免过控，从而提高控制效益；在实现功率平衡追加控制的计算阶段，在计算控制量时，充分利用控制对象的可调控能力，从而减少控制对象数量。
7、本发明考虑了相关技术发展与应用现状，离线分析和在线安全稳定分析已经积累了大量的安全稳定评估、极限计算和预防控制辅助决策成果，并将进一步扩充，本发明可充分利用这些成果来不断提高暂态稳定预防控制辅助决策的准确度和效率，对于提高电网安全稳定运行水平和提高安全稳定控制效益都具有重要意义。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例1：
本发明的一个实施例，其步骤如图1所示。
参照图1，本发明提出的一种基于实用动态安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，包括以下步骤：
图1步骤1是：获取输入信息，所述输入信息有实用动态安全域信息、电网运行方式信息、电网运行约束信息和安全稳定控制代价信息。
所述实用动态安全域信息应与电网拓扑结构和预想故障关联，反映暂态稳定约束，以节点注入功率描述的超平面方程集表述，第k个预想故障对应的第j个超平面方程如公式(1)所示：
公式(1)中，N是电网中除平衡节点外的节点数；αi,k,j是节点i对应第k个预想故障第j个暂态稳定约束超平面方程的常系数；Pi是第i个节点的注入功率，发电出力为正，负荷为负；其中：k＝1,…,NC，NC是预想故障数目；j＝1,…,Nk；Nk是第k个预想故障对应的暂态稳定约束超平面方程数目。
所述电网运行方式信息包括电网拓扑结构和初始节点注入功率Pi,1，节点发电出力允许运行的最大值PGMAXi和最小值PGMINi，节点负荷允许运行的最小值PLMINi。
所述安全稳定控制代价信息包括节点增加、减少单位发电出力的代价CGIi、CGDi和节点调减单位负荷的代价CLDi。
图1步骤2是，基于实用动态安全域的暂态稳定评估。
以预想故障集中的第k个故障为例，根据电网运行方式信息中的网络拓扑信息，结合实用动态安全域信息，针对预想故障集中的第k个故障，搜索对应的Nk个暂态稳定约束超平面方程，并将初始节点注入功率信息Pi,1带入步骤1中公式(1)所示Nk个暂态稳定约束超平面方程，如果Nk个暂态稳定约束都能满足，则第k个预想故障下暂态稳定，不需要进行预防控制；如果至少有1个暂态稳定约束不能满足，则第k个预想故障下暂态稳定存在问题，需要针对第k个预想故障进行预防控制。
如果所有NC个预想故障都是暂态稳定，则当前方式不需要进行暂态稳定预防控制，终止本方法流程；如果至少有1个预想故障存在暂态稳定问题，则需要进行预防控制辅助决策，继续后续流程步骤3。
图1步骤3是，基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率减少的控制策略。
具体而言，步骤3可分为以下4个阶段：(3-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，(3-2)遴选节点注入功率减少的选候选控制对象，(3-3)计算节点注入功率减少的暂态稳定预防控制代价因子，(3-4)计算节点注入功率减少控制量。
步骤3-1：识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集。
根据本次(第l次)迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集。如果暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5。将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi,l
所述本次(第l次)迭代时的节点注入功率信息，对于第i个节点而言，从步骤2进入步骤3第一次计算节点减少注入功率控制策略时，节点注入功率信息Pi,l为步骤1输入信息中的初始节点注入功率Pi,1；后续迭代时的节点注入功率信息Pi,l是基于Pi,1并考虑其前各次迭代得到的控制量进行更新后的节点注入功率，包括节点注入功率减少控制和节点注入功率增加控制。
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是，将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi,l，带入暂态稳定约束超平面方程(即公式(1))的左边项，如果满足公式(2)，则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
令本轮次所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(3)：
其中，αFi,m是暂态稳定约束关键超平面方程常系数。
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是，将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi,l，带入暂态稳定约束超平面方程(即公式(1))的左边项，如果满足公式(4)，则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验ε可取小于0.0001的正数。
令本轮次所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(5)。
其中，αEi,m是暂态稳定约束次关键超平面方程常系数。
步骤3-2：遴选节点注入功率减少的选候选控制对象。
针对步骤3-1得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定减少节点注入功率的候选控制节点。
确定减少节点注入功率的候选控制节点的方法如下：
对于节点i，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，则根据步骤3-1得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程的常系数αi,m进行后续分析，如果至少有1个满足αFi,m>0，且都不满足αFi,m<0，则节点i列入减少节点注入功率的候选控制节点；否则，节点i不能作为候选控制节点。
依此得到本轮次所有NAl个减少节点注入功率的候选控制节点。
步骤3-3：计算减少节点注入功率的暂态稳定预防控制代价因子。
针对步骤3-2得到的NAl个减少节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子。
调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成负面影响是指，减少节点注入功率可能使1个或多个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项变大，从而降低暂态稳定性。
节点i的暂态稳定预防控制代价因子按公式(6)计算：
其中
步骤3-4：计算节点注入功率减少控制量。
基于步骤3-3的计算结果，选取控制性能代价比最大(即暂态稳定预防控制代价因子最大)的控制节点ic，计及该节点发电出力允许运行的最小值PGMINic，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic减少注入功率的控制量，并计算节点注入功率减少总控制量。
节点ic减少注入功率允许的控制量最大值应满足ΔPic,l＝Pic,l-PGMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最小值PGMINic，其中ΔPic,l为本次节点ic发电机减少出力；统计满足公式(7)的方程数NFcl：
如果NFcl＝NFl，则本次减少节点注入功率的控制策略为：本次节点ic发电机减少出力ΔPic,l＝Pic,l-PGMINic；
如果NFcl<NFl，则本次节点ic发电机减少出力ΔPic,l应满足以下公式：
即控制量
即控制量
ΔPic,l<Pic,l-PGMINic
在这种情况下，为了避免过控，节点ic发电机减少出力控制量受到限制，不能调控到其下限。为了提高计算效率，ΔPic,l可取偏大的值；为了提高优化性能，ΔPic,l可取偏小的值。
根据ΔPic,l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic,l＝Pic,l-ΔPic,l，并更新节点注入功率减少总控制量TPD＝TPD+ΔPic,l。
图1步骤4是，基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率增加的控制策略。
具体而言，步骤4可分为4个阶段：(4-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，(4-2)遴选节点注入功率增加的选候选控制对象，(4-3)计算点注入功率增加的暂态稳定预防控制代价因子，(4-4)计算点注入功率增加的控制量。
步骤4-1：识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集。
根据本次(第l次)迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集。如果暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5。将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi,l。
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息Pi,l，带入暂态稳定约束超平面方程(即公式(1))的左边项，如果满足公式(10)，则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
本次(第l次)迭代时的第i个节点的注入功率信息Pi,l是基于Pi,1并考虑其前各次迭代得到的控制量进行更新后的节点注入功率，包括节点注入功率减少控制和节点注入功率增加控制。
本轮次所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(11)：
其中，αFi,m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数。
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息Pi,l，带入暂态稳定约束超平面方程(即公式(1))的左边项，如果满足公式(12)，则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验ε可取小于0.0001的正数。
令本轮次所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(13)。
其中，αEi,m是暂态稳定约束次关键超平面方程常系数。
步骤4-2：遴选节点注入功率增加的选候选控制对象。
针对步骤4-1得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定增加节点注入功率的候选控制节点。发电机节点和负荷节点都有可能是增加节点注入功率的候选控制节点。
确定增加节点注入功率的候选控制节点的方法如下：对于节点i，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi，或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，基于Pi,l，如果其注入功率仍有增加的空间，则根据步骤4-1得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程的常系数αi,m进行后续分析，如果至少有1个满足αFi,m<0，且都不满足αFi,m>0，则节点i列入增加节点注入功率的候选控制节点；否则，节点i不能作为候选控制节点。
依此得到本轮次所有NAl个增加节点注入功率的候选控制节点。
步骤4-3：计算节点注入功率增加控制的暂态稳定预防控制代价因子。
针对步骤4-2得到的NAl个增加节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子。
节点i的暂态稳定预防控制代价因子按公式(14)计算。
其中
对于发电机节点CIi＝CGIi，对于负荷节点CIi＝CLDi。
步骤4-4：计算节点注入功率增加控制量。
基于步骤4-3的计算结果，选取控制性能代价比最大(即暂态稳定预防控制代价因子最大)的控制节点ic，计及该节点发电出力允许运行的最大值PGMAXic或负荷允许运行的最小值PLMINi，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic增加注入功率的控制量，并计算节点注入功率增加总控制量。
发电出力在节点注入功率中为正值，负荷在节点注入功率中为负值，发电增加出力和调减负荷都是增加节点注入功率的控制手段。
节点ic增加注入功率允许的控制量最大值应满足：当节点ic为发电机节点时ΔPic,l＝PGMAXic-Pic,l或节点ic为负荷节点时ΔPic,l＝-Pic,l-PLMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最大值PGMAXic，其中ΔPic,l为本次节点ic发电机增加出力或调减负荷；统计满足公式(15)的方程数NFcl：
其中，当节点ic为发电机节点时，Pic,l+＝PGMAXic；当节点ic为负荷节点时，Pic,l+＝-PLMINic。
如果NFcl＝NFl，则本轮次增加节点注入功率的控制策略为：节点ic发电机增加出力ΔPic,l＝PGMAXic-Pic,l，或节点ic调减负荷ΔPic,l＝-Pic,l-PLMINic，即控制策略实施后节点ic发电出力运行在其上限，负荷运行在其下限。
如果NFcl<NFl，则节点ic发电机增加出力或负荷调减负荷ΔPic,l应满足以下公式：
即控制量
即控制量
ΔPic,l<PGMAXic-Pic,l对应节点ic为发电机节点
ΔPic,l<-Pic,l-PLMINic对应节点ic为负荷节点
在这种情况下，为了避免过控，节点ic发电机增加出力或负荷调减控制量受到限制，不能调控到其发电出力上限和负荷下限。为了提高计算效率，ΔPic,l可取偏大的值；为了提高优化性能，ΔPic,l可取偏小的值。
根据ΔPic,l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic,l＝Pic,l-ΔPic,l，并更新节点注入功率增加总控制量TPI＝TPI+ΔPic,l。
步骤4结束后，转至步骤3。
图1步骤5为，计算实现功率平衡的追加控制策略。
具体而言，分为以下5个阶段：(5-1)根据步骤3得到的节点注入功率减少总控制量TPD和步骤4得到的节点注入功率增加总控制量TPI，计算控制引起的功率不平衡情况；(5-2)根据控制引起的功率不平衡情况，识别实现功率平衡的追加控制类型，分为增加节点注入功率控制，或减少节点注入功率控制。(5-3)根据实现平衡功率需要的追加控制类型，结合当前运行方式和步骤3与步骤4控制策略实施的引起节点注入功率变化、可调范围，遴选实现功率平衡的候选控制节点。(5-4)计算实现功率平衡追加控制的代价因子。(5-5)计算实现功率平衡的追加控制策略。
步骤5-1，根据步骤3得到的节点注入功率减少总控制量TPD和步骤4得到的节点注入功率增加总控制量TPI，计算控制引起的功率不平衡量ΔTPC：
ΔTPC＝TPD-TPI
如果|ΔTPC|>εP，则继续执行步骤5-2；否则，控制策略计算结束。
其中εP是***平衡机可接受的控制引起的不平衡量，可取为10MW。
步骤5-2，根据控制引起的功率不平衡情况ΔTPC，识别实现功率平衡的追加控制类型。
如果ΔTPC<0，则实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制；如果ΔTPC>0，则实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制。
步骤5-3，根据实现平衡功率需要追加控制的类型，结合当前运行方式和步骤3与步骤4控制策略实施的引起节点注入功率变化、可调范围，遴选候选追加控制节点。
进一步，如果实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于节点i，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，且满足以下条件：
min{αi,k,j|k＝1,…,NC,j＝1,…,Nk}>0.0001
则节点i列入节点减少注入功率的候选追加控制节点。
进一步，如果实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于节点i，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi，或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，如果其注入功率仍有增加的空间，且满足以下条件：
max{αi,k,j|k＝1,…,NC,j＝1,…,Nk}<-0.0001
则节点i列入节点注入功率增加的候选追加控制节点。
步骤5-4，计算候选控制节点实现功率平衡追加控制的代价因子。
对步骤5-3得到的候选控制节点，综合考虑控制代价和最大可调量，计算控制代价因子CPi
其中PCMAXi是候选控制节点的最大可调量，max{PCMAXi}所有候选控制节点允许可调量的最大值。
步骤5-5，计算实现功率平衡的追加控制策略。
对步骤5-4得到的追加控制代价因子按从大到小的顺序排列候选控制节点，依次按节点最大可调量确定追加控制量，直至追加控制总量等于步骤5-1得到的控制引起的功率不平衡量ΔTPC。即根据各轮次步骤3得到的节点注入功率减少的控制量和步骤4得到的节点注入功率增加的控制量，以及步骤5实现功率平衡的追加控制量，汇总得到节点注入功率控制量，从而形成暂态稳定预防控制辅助决策信息。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (5)

1.基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)获取输入信息，所述输入信息包括实用动态安全域信息、电网运行方式信息、电网运行约束信息和安全稳定控制代价信息；
所述实用动态安全域信息与电网拓扑结构和预想故障关联，反映暂态稳定约束；
所述电网运行方式信息包括电网拓扑结构和节点注入功率、节点发电出力允许运行的最大值和最小值以及节点负荷允许运行的最小值；
所述安全稳定控制代价信息包括节点增加/减少单位发电出力的代价和节点调减单位负荷的代价；
2)基于实用动态安全域的暂态稳定评估：根据电网运行方式信息中的电网拓扑结构，结合实用动态安全域信息，针对预想故障集中的每个预想故障，搜索对应的全部暂态稳定约束超平面方程，并将节点注入功率信息带入每个暂态稳定约束超平面方程，如果全部暂态稳定约束都能满足，则该预想故障下暂态稳定，不需要进行预防控制；如果至少有1个暂态稳定约束不能满足，则该预想故障下暂态稳定存在问题，需要针对该预想故障进行预防控制；
如果所有预想故障都是暂态稳定，则当前方式不需要进行暂态稳定预防控制，结束本方法；如果至少有1个预想故障存在暂态稳定问题，则需要进行预防控制辅助决策，进入步骤3)；
3)基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率减少的控制策略：首先识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，若暂态稳定约束关键超平面方程数量为0，则转至步骤5)，否则遴选节点注入功率减少的选候选控制对象，并计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子，然后计算节点注入功率减少控制量；
4)基于提高暂态稳定性的目的，计算节点注入功率增加的控制策略：首先识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集，若暂态稳定约束关键超平面方程数量为0，则转至步骤5)，否则遴选节点注入功率增加的选候选控制对象，并计算候选控制节点注入功率增加的暂态稳定预防控制代价因子，然后计算节点注入功率增加的控制量，最后返回步骤3)进行下一次迭代；
5)计算实现功率平衡的追加控制策略：首先根据步骤3)得到的节点注入功率减少总控制量和步骤4)得到的节点注入功率增加总控制量，计算控制引起的功率不平衡情况；然后根据控制引起的功率不平衡情况，识别实现功率平衡的追加控制类型，分为增加节点注入功率控制或减少节点注入功率控制；接着根据实现平衡功率需要的追加控制类型，结合当前运行方式和步骤3)与步骤4)控制策略实施的引起节点注入功率变化、可调范围，遴选实现功率平衡追加控制的候选控制节点，并计算实现功率平衡追加控制的代价因子，最后计算实现功率平衡的追加控制策略。
2.根据权利要求1所述的基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，其特征在于，所述步骤1)中，实用动态安全域信息以节点注入功率描述的超平面方程集表示，第k个预想故障对应的第j个超平面方程如公式(1)所示：
公式(1)中，N是电网中除平衡节点外的节点数；αi，k，j是第i个节点对应第k个预想故障第j个暂态稳定约束超平面方程的常系数；Pi是第i个节点的注入功率；其中：k＝1，...，Nc，Nc是预想故障数目；j＝1，...，Nk；Nk是第k个预想故障对应的暂态稳定约束超平面方程数目；
电网运行方式信息中第i个节点的注入功率用Pi1表示、发电出力允许运行的最大值和最小值分别用PGMAXi和PGMINi表示、负荷允许运行的最小值用PLMINi表示；
所述安全稳定控制代价信息中第i个节点的增加/减少单位发电出力的代价用CGIi/CGDi表示、调减单位负荷的代价用CLDi表示。
3.根据权利要求2所述的基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：
3-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集：根据本次迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集；如果本次迭代时的暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5)；其中，将本次迭代的次数记为l次，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi，l；
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi，l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(2)则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
本次迭代所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(3)：
其中，αFi，m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi，l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(4)则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验确定；本次迭代所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(5)：
其中，αEi，m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束次关键超平面方程的暂态稳定约束次关键超平面方程常系数；
3-2)遴选节点注入功率减少的选候选控制对象：针对步骤3-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定减少节点注入功率的候选控制节点；
确定减少节点注入功率的候选控制节点的方法为：对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，则根据步骤3-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程常系数进行后续分析，如果至少有1个暂态稳定约束关键超平面方程常系数大于0且都不小于0，则第i个节点列入减少节点注入功率的候选控制节点；
将得到的本次迭代所有减少节点注入功率的候选控制节点的个数记为NAl；
3-3)计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子：针对步骤3-2)得到的NAl个减少节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子；
第i个节点的暂态稳定预防控制代价因子CPi按公式(6)计算：
其中，
3-4)基于步骤3-3)的计算结果，选取暂态稳定预防控制代价因子最大的控制节点，将该节点记为ic，并计及该节点发电出力允许运行的最小值PGMINic，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic减少注入功率的控制量，并计算节点注入功率减少总控制量：
节点ic减少注入功率允许的控制量最大值应满足ΔPic，l＝Pic，l-PGMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最小值PGMINic，其中ΔPic，l为本次节点ic发电机减少出力；统计满足公式(7)的方程数NFcl：
其中，αFic，m是节点ic对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
如果NFcl＝NFl，则本次减少节点注入功率的控制策略为：本次节点ic发电机减少出力ΔPic，l＝Pic，l-PGMINic；
如果NFcl＜NFl，则本次节点ic发电机减少出力ΔPic，l应满足以下公式：
ΔPic，l＜Pic，l-PGMINic
根据ΔPic，l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic，l＝Pic，l-ΔPic，l，并更新节点注入功率减少总控制量TPD＝TPD+ΔPic，l。
4.根据权利要求3所述的基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括以下步骤：
4-1)识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集：根据本次迭代时的节点注入功率信息，结合实用动态安全域信息的超平面方程，识别暂态稳定约束关键超平面方程集和次关键超平面方程集；如果暂态稳定约束关键超平面方程数量NFl为0，则转至步骤5；其中，将本次迭代的次数记为l次，将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息记为Pi，l；
识别暂态稳定约束关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的注入功率信息Pi，l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(10)则该方程为暂态稳定约束关键超平面方程：
本次迭代所有NFl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束关键超平面方程集，NFl个暂态稳定约束关键超平面方程左边项表述为公式(11)：
其中，αFi，m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
识别暂态稳定约束次关键超平面方程的方法是：将本次迭代时的第i个节点的节点注入功率信息Pi，l，带入公式(1)的左边项，如果满足公式(12)则该方程为暂态稳定约束次关键超平面方程：
其中，ε是临界超平面裕度门槛值，根据工程经验确定；本次迭代所有NEl个暂态稳定约束关键超平面方程构成暂态稳定约束次关键超平面方程集，NEl个暂态稳定约束次关键超平面方程左边项表述为公式(13)：
其中，αEi，m是第i个节点对应第m个暂态稳定约束次关键超平面方程的暂态稳定约束次关键超平面方程常系数；
4-2)遴选节点注入功率增加的选候选控制对象：针对步骤4-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程，结合可调控节点的允许调控范围信息，确定增加节点注入功率的候选控制节点；
确定增加节点注入功率的候选控制节点的方法为：对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，如果其注入功率仍有增加的空间，则根据步骤4-1)得到的NFl个暂态稳定约束关键超平面方程的常系数进行后续分析，如果至少有1个暂态稳定约束关键超平面方程常系数小于0且都不大于0，则第i个节点列入增加节点注入功率的候选控制节点；
将得到的本次迭代所有增加节点注入功率的候选控制节点的个数记为NAl；
4-3)计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子：针对步骤4-2)得到的NAl个增加节点注入功率的候选控制节点，基于这些候选控制节点相关的暂态稳定约束关键超平面方程，结合调控代价，综合考虑调控效果和调控目标，并顾及调控可能对暂态稳定约束次关键超平面方程造成的负面影响，计算候选控制节点的暂态稳定预防控制代价因子；
第i个节点的暂态稳定预防控制代价因子CPi按公式(14)计算：
其中
其中，对于发电机节点CIi＝CGIi，对于负荷节点CIi＝CLDi；
4-4)基于步骤4-3)的计算结果，选取暂态稳定预防控制代价因子最大的控制节点，将该节点记为ic，并计及该节点发电出力允许运行的最大值PGMAXic或负荷允许运行的最小值PLMINi，考虑控制策略实施对暂态稳定约束超平面数量变化的影响，计算本次迭代节点ic增加注入功率的控制量，并计算节点注入功率增加总控制量：
节点ic增加注入功率允许的控制量最大值应满足：当节点ic为发电机节点时ΔPic，l＝PGMAXic-Pic，l或节点ic为负荷节点时ΔPic，l＝-Pic，l-PLMINic，即控制策略实施后该节点发电出力运行在其允许的最大值PGMAXic，其中ΔPic，l为本次节点ic发电机增加出力或调减负荷；统计满足公式(15)的方程数NFcl：
其中，αFic，m是节点ic对应第m个暂态稳定约束关键超平面方程的暂态稳定约束关键超平面方程常系数；
其中，当节点ic为发电机节点时，Pic，l+＝PGMAXic；当节点ic为负荷节点时，Pic，l+＝-PLMINic；
如果NFcl＝NFl，则本次迭代增加节点注入功率的控制策略为：当节点ic为发电机节点时节点ic发电机增加出力ΔPic，l＝PGMAXic-Pic，l，或当节点ic为负荷节点时节点ic调减负荷ΔPic，l＝-Pic，l-PLMINic；
如果NFcl＜NFl，则节点ic发电机增加出力或负荷调减负荷ΔPic，l应满足以下公式：
ΔPic，l＜PGMAXic-Pic，l对应节点ic为发电机节点；
ΔPic，l＜-Pic，l-PLMINic对应节点ic为负荷节点；
根据ΔPic，l，更新本次迭代后的节点注入功率Pic，l＝Pic，l-ΔPic，l，并更新节点注入功率增加总控制量TPI＝TPI+ΔPic，l；
4-5)转至步骤3)。
5.根据权利要求4所述的基于安全域的暂态稳定预防控制辅助决策方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括以下步骤：
5-1)根据步骤3)得到的节点注入功率减少总控制量TPD和步骤4)得到的节点注入功率增加总控制量TPI，计算控制引起的功率不平衡量ΔTPC：
ΔTPC＝TPD-TPI
如果|ΔTPC|＞εP，则继续执行步骤5-2)；否则，控制策略计算结束；εP是***平衡机可接受的控制引起的不平衡量；
5-2)根据控制引起的功率不平衡情况ΔTPC，识别实现功率平衡的追加控制类型，如果ΔTPC＜0，则实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制，如果ΔTPC＞0，则实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制；
5-3)，根据实现平衡功率需要追加控制的类型，结合当前运行方式和步骤3)与步骤4)控制策略实施的引起节点注入功率变化及可调范围，遴选候选追加控制节点；
如果实现功率平衡的追加控制类型为减少节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最小值PGMINi，如果其注入功率仍有减少的空间，且满足以下条件，则将第i个节点列入候选追加控制节点：
min{αi，k，j|k＝1，...，Nc，j＝1，...，Nk}＞0.0001
如果实现功率平衡的追加控制类型为增加节点注入功率控制，则按下述方法确定遴选候选追加控制节点：
对于第i个节点，根据其发电出力允许运行的最大值PGMAXi或者根据其负荷允许运行的最小值PLMINi，如果其注入功率仍有增加的空间，且满足以下条件，将第i个节点列入候选追加控制节点：
max{αi，k，j|k＝1，...，Nc，j＝1，...，Nk}＜-0.0001
5-4)对步骤5-3)得到的候选控制节点，综合考虑控制代价和最大可调量，计算候选控制节点实现功率平衡追加控制的代价因子CPi：
其中，PCMAXi是候选控制节点的最大可调量，max{PCMAXi}所有候选控制节点允许可调量的最大值；
5-5)对步骤5-4)得到的候选控制节点实现功率平衡追加控制的代价因子按从大到小的顺序排列候选控制节点，依次按节点最大可调量确定追加控制量，直至追加控制总量等于步骤5-1)得到的控制引起的功率不平衡量ΔTPC。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074955A (zh) * 2011-01-20 2011-05-25 中国电力科学研究院 基于知识发现技术的电力***稳定评估及控制方法
CN106056218A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 国电南瑞科技股份有限公司 计及过载和暂态稳定约束的设备月度检修计划优化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074955A (zh) * 2011-01-20 2011-05-25 中国电力科学研究院 基于知识发现技术的电力***稳定评估及控制方法
CN106056218A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 国电南瑞科技股份有限公司 计及过载和暂态稳定约束的设备月度检修计划优化方法

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