CN112101708A - 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及*** - Google Patents

一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN112101708A
CN112101708A CN202010758192.8A CN202010758192A CN112101708A CN 112101708 A CN112101708 A CN 112101708A CN 202010758192 A CN202010758192 A CN 202010758192A CN 112101708 A CN112101708 A CN 112101708A
Authority
CN
China
Prior art keywords
short
operation mode
circuit
bus
circuit current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010758192.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杨学涛
宋墩文
李铮
刘开欣
郁舒雁
马世英
许鹏飞
杜三恩
刘道伟
陈勇
杨红英
冯静
谢家正
赵高尚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202010758192.8A priority Critical patent/CN112101708A/zh
Publication of CN112101708A publication Critical patent/CN112101708A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法和***，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；根据电网基础运行方式潮流数据和专家知识规则库，生成扩展运行方式集；根据扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；对短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，通过选择运行方式集中的短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。解决现有技术的消耗人力成本大、分析样本数量有限、难以获得优化决策方案等问题。

Description

一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及***
技术领域
本申请涉及电网分析与控制领域，具体涉及一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法，同时涉及一种融合专家知识的电网短路安全智能决策***。
背景技术
电网运行方式计划的制定对保证整个电网的安全、经济运行，保障用户优质、可靠的供电起到至关重要的作用。随着电网电气联络的加强，大规模新能源接入，电网结构快速变化及电气新设备的投运，电网逐步发展成为一个多源接入、高密度、多负荷类型的网络***，面临越来越多可变因素的影响，短路电流超标问题变得比较突出。在短路安全策略制定时，一方面，随着交直流电网结构越来越复杂，方式安排将变得异常繁琐与复杂，工作人员需要处理的信息量大大增加；另一方面，针对电网安全运行管理日益精细化需求、电力市场实际需求，面临开展更多场景运行方式的计算指定，例如新能源不同出力条件运行方式、大量检修运行方式、特殊天气条件下极端运行方式等方式的短路安全分析，带来工作量与工作强度的不断加大，人工按照以往工作方式工作效率低下、甚至似乎已不能胜任该项工作。
软件技术和仿真技术的发展为更加智能的运行方式安排提供了充分条件。除了模型种类更多，单元件模型更为准确外，在仿真计算模块的优化上，对电网潮流、短路电流等算法不断深入研究，单体处理程序运行的效率更高，运行可靠更强，运行的接口模式更为灵活，为电网短路安全智能决策提供更友好更高效的支撑。在电网短路安全措施分析中，涉及大量扫描计算，符合任务并行要求。在实施任务并行过程中，可采用两类任务并行处理技术即单机多核并行、多机多核并行。硬件技术作为计算机技术的重要分支，经过不断变革与完善，硬件呈现趋势包括体积越做越小、功能越来越精、性能越来越好、性价比越来越高、个性化越来明显。目前作为主流存储技术包括磁存储、光存储和半导体存储。对于复杂电网智能方式安排中运用并行计算技术时，网络性能是影响计算效率的关键因素之一，采用光纤介质及高性能交换机，可以获得几百MHZ甚至几十THz(多模、单模光纤)的传输带宽。
现在常规离线计算分析中，受计算力和时间限制，人工分析往往只能针对少量的典型运行方式数据，利用专有的电力***计算软件来进行电网仿真分析，然后借助经验知识调整制定电网短路安全措施和运行方式计划。采用以经验为主导确定运行方式及验证式仿真计算，存在如下缺点：对方式变化带来的影响，受到计算工具和人工计算力限制，存在分析迟滞效应；受专业认知约束，所得到运行方案样本数量有限，一些计算分析指标及重要分析内容，在没有高效方式安排工具情况下，可能被遗漏，难以得到确保电网安全的更多或更优可行运行方案；即使根据经验安排得到几个可行短路安全运行方式，目前也没有建立可量化的筛选评优指标。
目前有关电网运行方式短路安全决策软件的研究和开发还较少，有些软件提供了一些固定算法的方式辅助分析功能，但从应用角度出发，这些应用软件往往不符合电网运行方式安排人员实际工作流程，功能交互性差，实用性欠佳，难以真正起到决策支持的作用。
发明内容
本申请提供一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法和***，解决现有技术的消耗人力成本大、分析样本数量有限、实用性差、难以获得优化决策方案等问题。
本申请提供一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法，包括：
根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；
根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；
根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；
根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；
对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
优选的，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线，包括：
根据电网基础运行方式潮流数据、暂态稳定模型，以及故障类型，计算短路电流，获取交直流母线实际短路电流值；所述电网基础运行方式潮流数据，包括：发电机母线、交直流母线、交直流线路、变压器和FACTS设备的运行方式潮流数据；所述暂态稳定模型，包括：发电机、励磁***、电力***稳定器、调速器和原动机、新能源、直流控制***、电力电子设备、负荷暂态稳定模型；
若母线i的短路电流满足超标判据Ishort.i＞μiIinter.i，则将所述母线i作为短路电流超标母线；其中Ishort.i为交直流母线i实际短路电流值，Iinter.i为交直流母线i遮断电流值，μi为遮断电流系数。
优选的，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库，包括：
根据短路电流超标母线设置电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数；
将电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，作为正向规则生成条件；
将满足正向规则生成条件的线路集合，构成正向规则；
根据电网基础运行方式潮流数据，形成发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合；
根据发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合的并集，构成反向规则；
通过正向规则和反向规则共同构成专家知识规则库。
优选的，根据短路电流超标母线设置电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，包括：
设置电压范围条件(Vmin,Vmax)，其中Vmin、Vmax分别为短路电流超标母线链接线路电压等级下限和上限；
设置拓扑深度条件[Tmin,Tmax]，其中Tmin、Tmax分别为短路电流超标母线链接外延线路的级数下限和上限，Tmin、Tmax为整数；
设置单条母线最多开断相连线路条数Dmax，其中，Dmax条线路选取原则为按照该母线短路电流分支系数从大到小排序，选取靠前的Dmax条线路。
优选的，将满足正向规则生成条件的线路集合，构成正向规则，包括：
在基础运行方式潮流数据中查找同时满足正向规则生成条件的线路集合LFR，LFR中线路个数为NLFR；
线路集合LFR构成正向规则。
优选的，根据电网基础运行方式潮流数据，形成发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合，包括：
在电网基础运行方式潮流数据中，查找发电机母线直接链接的线路，形成发电机关联线路集合LGen；
在电网基础运行方式潮流数据中，查找变压器直接链接的线路，形成变压器关联线路集合LTran；
在电网基础运行方式潮流数据中，查找负荷母线直接链接的线路，形成负荷关联线路集合LLoad。
优选的，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集，包括：
将满足正向规则的线路集合中去除满足反向规则的线路集合，构成有效线路集合LEffe；
设置线路开断组合个数条件[Nmin,Nmax]，其中Nmin表示组合个数下限，Nmax表示组合个数上限，Nmin、Nmax为整数；
采用数学中的组合运算方法从LEffe中依次选取Nmin,Nmin+1,…,Nmax条线路，形成线路开断组合集SLcut，SLcut＝{S1,S2,…,Si,…,SM}，Si表示线路开断组合集SLcut中第i个线路开断组合，线路开断组合总个数为
Figure BDA0002612266410000041
其中C表示数学中的组合运算；
从SLcut中依次选取线路开断组合Si(i＝1～M)，在基础运行方式潮流数据中查找线路开断组合Si对应线路，并将对应线路设置为开断状态，保存为扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)，扩展运行方式集为SEO＝{EO1,EO2,…,EOM}。
优选的，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集，包括：
应用深度搜索算法分别计算基础运行方式潮流数据、扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)的电气岛个数，分别记为NLand.Base、NLand.EOi(i＝1～M)；
依次计算电气岛差值NLand.Diffi＝NLand.EOi-NLand.Base，若NLand.Diffi＝0，则对应的EOi通过孤岛检测，将通过孤岛检测的EOi构成拓扑有效方式集SRT；
针对拓扑有效方式集SRT中的每个EOi，进行短路电流计算，获得短路电流计算结果，若短路电流超标母线个数为0，则对应的EOi通过短路电流安全检测，将通过短路电流安全检测的EOi构成短路安全运行方式集SSCC。
优选的，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，包括：
对SSCC中的EOi依次计算短路电流评价指标Index(EOi)，
Figure BDA0002612266410000051
其中Ishort.i、Iinter.i、μi分别表示交直流母线i实际短路电流值，交直流母线i遮断电流值，遮断电流系数；P表示母线总条数；λ1和λ2表示加权系数，需满足λ1+λ2＝1；max表示取最大值；
对Index(EOi)从小到大排序，取前面NOpti个Index(EOi)对应的EOi构成短路安全优选运行方式集SOpti。
本申请同时提供一种融合专家知识的电网短路安全智能决策***，包括：
短路电流超标母线获取模块，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；
专家知识规则库生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；
扩展运行方式集生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；
短路安全运行方式集生成模块，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；
短路安全优选运行方式集生成模块，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
本申请提供一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法和***，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成由正向规则和反向规则构成的专家知识规则库；根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，通过选择所述运行方式集中的短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。解决现有技术消耗人力成本大、分析样本数量有限、实用性差、难以获得优化决策方案等问题。
附图说明
图1是本申请提供的融合专家知识的电网短路安全智能决策方法流程示意图；
图2是本申请提供的融合专家知识的电网短路安全智能决策***结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
下面结合图1提供的融合专家知识的电网短路安全智能决策方法流程示意图对本申请提供的方法进行详细说明。
步骤S101，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线。
在获取短路电流超标母线之前，首先需要在现有数据中对计算分析数据进行选择，在现有数据中选定基础运行方式潮流数据文件、暂态稳定模型文件中的数据。
然后，基于运行方式进行短路电流计算。根据电网基础运行方式潮流数据、暂态稳定模型，以及故障类型，计算短路电流，获取交直流母线实际短路电流值。可以基于SCCPC软件(电力***分析软件)，输入基础运行方式潮流数据、暂态稳定模型，故障类型设置为三相短路和单相短路，扫描计算全网短路电流，生成交直流母线实际短路电流值。
基于交直流母线实际短路电流值(标记母线i的实际短路电流值为Ishort.i)、交直流母线遮断电流值(标记母线i对应的遮断电流值为Iinter.i)、遮断电流系数(标记母线i对应的遮断电流系数为μi)，提取短路电流超标母线判据为：Ishort.i＞μiIinter.i，若母线i的短路电流满足超标判据Ishort.i＞μiIinter.i，则将所述母线i作为短路电流超标母线；其中Ishort.i为交直流母线i实际短路电流值，Iinter.i为交直流母线i遮断电流值，μi为遮断电流系数。
所述电网基础运行方式潮流数据，包括：发电机母线、交直流母线、交直流线路、变压器和FACTS设备的运行方式潮流数据；所述暂态稳定模型，包括：发电机、励磁***、电力***稳定器、调速器和原动机、新能源、直流控制***、电力电子设备、负荷暂态稳定模型。
步骤S102，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库。
本步骤用于规则库生成。专家知识规则库包括正向规则和反向规则两部分，正向规则生成的步骤如下：
根据短路电流超标母线设置电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，包括：设置电压范围条件(Vmin,Vmax)，其中Vmin、Vmax分别为短路电流超标母线链接线路电压等级下限和上限；设置拓扑深度条件[Tmin,Tmax]，其中Tmin、Tmax分别为短路电流超标母线链接外延线路的级数下限和上限，Tmin、Tmax为整数；设置单条母线最多开断相连线路条数Dmax，其中，Dmax条线路选取原则为按照该母线短路电流分支系数从大到小排序，选取靠前的Dmax条线路；
将电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，作为正向规则生成条件；
将满足正向规则生成条件的线路集合，构成正向规则。在基础运行方式潮流数据中查找同时满足正向规则生成条件的线路集合LFR，LFR中线路个数为NLFR；
线路集合LFR构成正向规则。
反向规则生成的步骤如下：
根据电网基础运行方式潮流数据，形成发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合；在电网基础运行方式潮流数据中，查找发电机母线直接链接的线路，形成发电机关联线路集合LGen；在电网基础运行方式潮流数据中，查找变压器直接链接的线路，形成变压器关联线路集合LTran；在电网基础运行方式潮流数据中，查找负荷母线直接链接的线路，形成负荷关联线路集合LLoad；
根据发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合的并集，即LGen∪LTran∪LLoad，构成反向规则。
最后由正向规则和反向规则两部分构成专家知识规则库。
步骤S103，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集。
本步骤用于扩展运行方式集生成。
将满足正向规则的线路集合中去除满足反向规则的线路集体，构成有效线路集合LEffe，即LEffe＝LFR-LGen∪LTran∪LLoad；
设置线路开断组合个数条件[Nmin,Nmax]，其中Nmin表示组合个数下限，Nmax表示组合个数上限，Nmin、Nmax为整数；
采用数学中的组合运算方法从LEffe中依次选取Nmin,Nmin+1,…,Nmax条线路，形成线路开断组合集SLcut，SLcut＝{S1,S2,…,Si,…,SM}，Si表示线路开断组合集SLcut中第i个线路开断组合，线路开断组合总个数为
Figure BDA0002612266410000081
其中C表示数学中的组合运算；
从SLcut中依次选取线路开断组合Si(i＝1～M)，在基础运行方式潮流数据中查找线路开断组合Si对应线路，并将对应线路设置为开断状态，保存为扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)，扩展运行方式集为SEO＝{EO1,EO2,…,EOM}。
步骤S104，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集。
本步骤用于短路安全运行方式集生成。
应用深度搜索算法分别计算基础运行方式潮流数据、扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)的电气岛个数，分别记为NLand.Base、NLand.EOi(i＝1～M)；
依次计算电气岛差值NLand.Diffi＝NLand.EOi-NLand.Base，若NLand.Diffi＝0，则对应的EOi通过孤岛检测，将通过孤岛检测的EOi构成拓扑有效方式集SRT；
针对拓扑有效方式集SRT中的每个EOi，进行短路电流计算，获得短路电流计算结果，若短路电流超标母线个数为0，则对应的EOi通过短路电流安全检测，将通过短路电流安全检测的EOi构成短路安全运行方式集SSCC。
步骤S105，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
本步骤用于短路安全优选运行方式集生成。
对SSCC中的EOi依次计算短路电流评价指标Index(EOi)，
Figure BDA0002612266410000091
其中Ishort.i、Iinter.i、μi分别表示交直流母线实际短路电流值，交直流母线遮断电流值，遮断电流系数；P表示母线总条数；λ1和λ2表示加权系数，需满足λ1+λ2＝1；max表示取最大值；
对Index(EOi)从小到大排序，取前面NOpti(其中NOpti由人工配置完成)个Index(EOi)对应的EOi构成短路安全优选运行方式集SOpti。
最后，从运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
下面再以某实际电网算例数据为例，对本专利的方法进行简要示例说明。
选定基础运行方式潮流数据DAT文件、暂态稳定模型SWI文件；进行基础运行方式短路电流计算，提取得到3条短路电流超标母线：
序号 母线名称 短路电流(kA) 遮断电流(kA) 遮断电流系数
1 JSZ21230 54.9574 50 1
2 JXB21230 51.4893 50 1
3 JQH21230 51.2604 50 1
规则库条件设置如下：
电压范围条件设置(Vmin,Vmax)＝(200,250)，拓扑深度条件设置[Tmin,Tmax]＝[1,2]，单条母线最多开断相连线路条数设置Dmax＝2；线路开断组合个数条件设置[Nmin,Nmax]＝[1,2]；
按照规则库条件，扩展运行方式集生成210组方式；
通过孤岛检测，短路安全运行方式集生成12组方式；
计算计算短路电流评价指标，筛选生成短路安全优选运行方式集，包含3组方式：
序号 方式名称 短路电流评价指标
1 JSZ21230_JXX21230_2_JSZ21230_JXX21230_1 0.4866
2 JQH21230_JSZ21230_2_JQH21230_JSZ21230_1 0.5376
3 JHJ21230_JQH21230_2_JHJ21230_JQH21230_1 0.5428
至此，筛选得到上述短路安全优选运行方式集的3个方式。
基于同一发明构思，本申请同时提供一种融合专家知识的电网短路安全智能决策***，如图2所示，包括：
短路电流超标母线获取模块，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；
专家知识规则库生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；
扩展运行方式集生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；
短路安全运行方式集生成模块，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；
短路安全优选运行方式集生成模块，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
优选的，还包括：计算分析数据选择模块，在现有数据中选定基础运行方式潮流数据文件、暂态稳定模型文件中的数据。与现有技术相比，本申请提供的方法和***的有益效果在于：
(1)专利建立了一套融合专家知识的电网运行方式短路安全智能决策方法，通过自动处理繁杂电网信息，生成较全面的海量运行方式，实现智能化电网运行方式短路安全决策；
(2)整个电网运行方式短路安全智能决策过程分成清晰的若干层次，下一层次利用上一次层次的结果，是递进式决策过程，也是运行方式自动优选的过程；
(3)提出建立了专家知识规则库，规则库的应用一方面可以有效模拟专家决策过程，得出更加符合电网实际的计算结果，另一方面降低了运行方式安排过程中的样本处理数量；
(4)提出建立了电网运行方式短路安全决策的优选指标，通过指标筛选，可以比较清晰的给出筛选的依据，方便运行方式人员参考决策；
(5)专利构建了电网运行方式短路安全智能决策***，专利的应用可以大量减少工作人员实际工作量和计算负担，提高方式安排工作的快速性、全面性、准确性和有效性，增强电网计算分析手段，提高电网安全运行水平。解决现有技术消耗人力成本大、分析样本数量有限、实用性差、难以获得优化决策方案等问题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法，其特征在于，包括：
根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；
根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；
根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；
根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；
对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线，包括：
根据电网基础运行方式潮流数据、暂态稳定模型，以及故障类型，计算短路电流，获取交直流母线实际短路电流值；所述电网基础运行方式潮流数据，包括：发电机母线、交直流母线、交直流线路、变压器和FACTS设备的运行方式潮流数据；所述暂态稳定模型，包括：发电机、励磁***、电力***稳定器、调速器和原动机、新能源、直流控制***、电力电子设备、负荷暂态稳定模型；
若母线i的短路电流满足超标判据Ishort.i＞μiIinter.i，则将所述母线i作为短路电流超标母线；其中Ishort.i为交直流母线i实际短路电流值，Iinter.i为交直流母线i遮断电流值，μi为遮断电流系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库，包括：
根据短路电流超标母线设置电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数；
将电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，作为正向规则生成条件；
将满足正向规则生成条件的线路集合，构成正向规则；
根据电网基础运行方式潮流数据，形成发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合；
根据发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合的并集，构成反向规则；
通过正向规则和反向规则共同构成专家知识规则库。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据短路电流超标母线设置电压范围条件、拓扑深度条件和单条母线最多开断相连线路条数，包括：
设置电压范围条件(Vmin,Vmax)，其中Vmin、Vmax分别为短路电流超标母线链接线路电压等级下限和上限；
设置拓扑深度条件[Tmin,Tmax]，其中Tmin、Tmax分别为短路电流超标母线链接外延线路的级数下限和上限，Tmin、Tmax为整数；
设置单条母线最多开断相连线路条数Dmax，其中，Dmax条线路选取原则为按照该母线短路电流分支系数从大到小排序，选取靠前的Dmax条线路。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将满足正向规则生成条件的线路集合，构成正向规则，包括：
在基础运行方式潮流数据中查找同时满足正向规则生成条件的线路集合LFR，LFR中线路个数为NLFR；
线路集合LFR构成正向规则。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据电网基础运行方式潮流数据，形成发电机关联线路集合、变压器关联线路集合和负荷关联线路集合，包括：
在电网基础运行方式潮流数据中，查找发电机母线直接链接的线路，形成发电机关联线路集合LGen；
在电网基础运行方式潮流数据中，查找变压器直接链接的线路，形成变压器关联线路集合LTran；
在电网基础运行方式潮流数据中，查找负荷母线直接链接的线路，形成负荷关联线路集合LLoad。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集，包括：
将满足正向规则的线路集合中去除满足反向规则的线路集合，构成有效线路集合LEffe；
设置线路开断组合个数条件[Nmin,Nmax]，其中Nmin表示组合个数下限，Nmax表示组合个数上限，Nmin、Nmax为整数；
采用数学中的组合运算方法从LEffe中依次选取Nmin,Nmin+1,…,Nmax条线路，形成线路开断组合集SLcut，SLcut＝{S1,S2,…,Si,…,SM}，Si表示线路开断组合集SLcut中第i个线路开断组合，线路开断组合总个数为
Figure FDA0002612266400000031
其中C表示数学中的组合运算；
从SLcut中依次选取线路开断组合Si(i＝1～M)，在基础运行方式潮流数据中查找线路开断组合Si对应线路，并将对应线路设置为开断状态，保存为扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)，扩展运行方式集为SEO＝{EO1,EO2,…,EOM}。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集，包括：
应用深度搜索算法分别计算基础运行方式潮流数据、扩展运行方式潮流数据EOi(i＝1～M)的电气岛个数，分别记为NLand.Base、NLand.EOi(i＝1～M)；
依次计算电气岛差值NLand.Diffi＝NLand.EOi-NLand.Base，若NLand.Diffi＝0，则对应的EOi通过孤岛检测，将通过孤岛检测的EOi构成拓扑有效方式集SRT；
针对拓扑有效方式集SRT中的每个EOi，进行短路电流计算，获得短路电流计算结果，若短路电流超标母线个数为0，则对应的EOi通过短路电流安全检测，将通过短路电流安全检测的EOi构成短路安全运行方式集SSCC。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，包括：
对SSCC中的EOi依次计算短路电流评价指标Index(EOi)，
Figure FDA0002612266400000032
其中Ishort.i、Iinter.i、μi分别表示交直流母线i实际短路电流值，交直流母线i遮断电流值，遮断电流系数；P表示母线总条数；λ1和λ2表示加权系数，需满足λ1+λ2＝1；max表示取最大值；
对Index(EOi)从小到大排序，取前面NOpti个Index(EOi)对应的EOi构成短路安全优选运行方式集SOpti。
10.一种融合专家知识的电网短路安全智能决策***，其特征在于，包括：
短路电流超标母线获取模块，根据电网基础运行方式潮流数据和暂态稳定模型进行短路电流计算，获取短路电流超标母线；
专家知识规则库生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述短路电流超标母线，生成专家知识规则库；
扩展运行方式集生成模块，根据电网基础运行方式潮流数据和所述专家知识规则库，生成扩展运行方式集；
短路安全运行方式集生成模块，根据所述扩展运行方式集和暂态稳定模型，进行扩展运行方式集的孤岛检测与短路电流计算校核，生成短路安全运行方式集；
短路安全优选运行方式集生成模块，对所述短路安全运行方式集进行短路安全评价指标计算，通过筛选生成短路安全优选运行方式集，从所述短路安全优选运行方式集中选择短路安全优选运行方式，对电网短路安全运行进行决策。
CN202010758192.8A 2020-07-31 2020-07-31 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及*** Pending CN112101708A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010758192.8A CN112101708A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010758192.8A CN112101708A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112101708A true CN112101708A (zh) 2020-12-18

Family

ID=73749846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010758192.8A Pending CN112101708A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112101708A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736871A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 精细化校核220kV及以下变电站短路电流的方法及***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112736871A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 精细化校核220kV及以下变电站短路电流的方法及***
CN112736871B (zh) * 2020-12-24 2024-05-10 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 精细化校核220kV及以下变电站短路电流的方法及***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bernardon et al. Multicriteria distribution network reconfiguration considering subtransmission analysis
CN108020750A (zh) 一种配电网停电范围分析方法和分析装置
CN107516896B (zh) 一种基于决策树剪枝算法的负荷恢复方案生成方法
CN111049266B (zh) 一种面向调控业务的智能化秒级复电方法和***
CN109428327B (zh) 基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及***
CN111026900A (zh) 配电网接线组生成及网架拓扑图生成方法和装置
CN109993665B (zh) 电力***在线安全稳定评估方法、装置及***
CN113300367B (zh) 电网关键断面在线快速识别方法、输电限额制定方法及装置
CN112398678A (zh) 适用于多源异构电网的运行方式拓扑结构特征提取方法
CN111931318B (zh) 一种基于图计算的供电路径分析方法及***
CN108667054A (zh) 一种储能规划方法及装置
CN110783913B (zh) 基于群的计及预想事故集最佳电网拓扑在线优化方法
CN114744616A (zh) 一种配电网恢复供电辅助决策方法
CN115293454A (zh) 一种考虑拓扑变化的电力***可靠性快速优化方法
CN116896082A (zh) 一种新能源基地运行风险在线分析方法、装置及存储介质
CN112101708A (zh) 一种融合专家知识的电网短路安全智能决策方法及***
CN112416344B (zh) 基于3d可视化技术的黑启动路径生成及***恢复决策***
Díaz-Dorado et al. Optimal planning of unbalanced networks using dynamic programming optimization
CN110048407B (zh) 分布式能源发电计划可行域优化分析方法
CN104935249B (zh) 光伏发电***稳定性的校验方法及装置
CN114113882B (zh) 一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及***
CN114465216A (zh) 一种基于mo-cgabc的主动配电网故障恢复方法
CN109787285B (zh) 用于决策新能源机群并网方案的方法及***
CN111864734A (zh) 一种串联结构微电网与电网交互稳定性评估方法
CN112182945A (zh) 可用于各种微电网结构验证的试验微电网构建与控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination