CN113283703B - 电网预防控制决策生成方法、***、存储介质及计算设备 - Google Patents

电网预防控制决策生成方法、***、存储介质及计算设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电网预防控制决策生成方法，包括获取电网所有的预想故障集；针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。同时公开了相应的***、存储介质及计算设备。本发明综合考虑预想故障集发生概率和预想故障集对电网的静态安全风险进行预想故障集筛选，根据筛选出的预想故障集，获得电网预防控制决策，提高自然灾害下多重严重故障场景故障集筛选的合理性，提高了电网预防控制决策的合理性。

Description

电网预防控制决策生成方法、***、存储介质及计算设备
技术领域
本发明涉及一种电网预防控制决策生成方法、***、存储介质及计算设备，属于电力***调度运行控制技术领域。
背景技术
输电走廊交直流线路的密集分布、交叉跨越和同杆架设，使得单一线路故障、不同电压等级线路之间的跨线故障引发多重严重故障的概率增加，再加上近年来地质灾害和雷电、台风、覆冰等自然灾害呈多发、频发、并发趋势，在极端恶劣天气、自然灾害等情形下，容易出现多回线路、多个设备由于耦合作用快速相继跳闸的多重严重故障，给交直流混联大电网的安全运行带来极大的威胁。如何动态筛选出多种灾害下的高风险多重故障，是生成电网预防控制决策的前提，对保障输电通道愈加密集、自然灾害频发趋势下大电网的安全稳定运行具有重要意义。
目前常见决策生成方法中的高风险故障集筛选均从工程实现的目的，如CN200810243660.7、CN201310132812.7，主要偏重于考虑安全稳定裕度，目前仍然缺少综合考虑故障集概率及静态安全裕度的方法。
发明内容
本发明提供了一种电网预防控制决策生成方法、***、存储介质及计算设备，解决了背景技术中披露问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
电网预防控制决策生成方法，包括：
获取电网所有的预想故障集；
针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，具体过程为，
根据故障支路负载率大小，确定预想故障集中所有故障支路的开断次序；
根据开断次序依次开断各故障支路，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功增量；
根据所有故障支路开断后各正常支路的有功增量，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功；
根据所有故障支路开断后各正常支路的有功，计算所有故障支路开断后的各正常支路的负载率，并将最大负载率作为电网负载率。
所有故障支路开断后各正常支路有功增量的计算公式为，
Figure BDA0003034797980000021
其中，
Figure BDA0003034797980000022
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功增量；k为预想故障集Bx中故障支路的数量；
Figure BDA0003034797980000023
为开断分布因子，表示故障支路Bx(l)开断后其上功率转移到正常支路Lj上的比例，xl、xj分别为故障支路Bx(l)和正常支路Lj的电抗，Xl-l分别为故障支路Bx(l)两端的自阻抗，Xj-l为正常支路Lj两端关于故障支路Bx(l)两端的互阻抗；
Figure BDA0003034797980000031
为预想故障集Bx中前序l-1个故障支路开断后，故障支路Bx(l)的有功潮流。
所有故障支路开断后各正常支路有功的计算公式为，
Figure BDA0003034797980000032
其中，
Figure BDA0003034797980000033
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功增量；
Figure BDA0003034797980000034
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功；
Figure BDA0003034797980000035
为正常支路Lj在预想故障集Bx开断前的初始有功。
所有故障支路开断后各正常支路负载率的计算公式为，
Figure BDA0003034797980000036
其中，
Figure BDA0003034797980000039
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的负载率；
Figure BDA0003034797980000037
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功；
Figure BDA0003034797980000038
为正常支路Lj的功率传输限额。
预想故障集对电网的静态安全风险为电网负载率与该预想故障集发生概率的乘积。
根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选，具体过程为，获取大于门槛值的所有静态安全风险，这些静态安全风险对应的预想故障集为筛选出的预想故障集。
电网预防控制决策生成***，包括：
获取模块：获取电网所有的预想故障集；
静态安全风险计算模块：针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
筛选模块：根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
分析模块：根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行电网预防控制决策生成方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行电网预防控制决策生成方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明综合考虑预想故障集发生概率和预想故障集对电网的静态安全风险进行预想故障集筛选，根据筛选出的预想故障集，获得电网预防控制决策，提高自然灾害下多重严重故障场景故障集筛选的合理性，提高了电网预防控制决策的合理性。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
电网预防控制决策生成方法，包括以下步骤：
步骤1，获取电网所有的预想故障集；
步骤2，针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
步骤3，根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
步骤4，根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
上述方法综合考虑预想故障集发生概率和预想故障集对电网的静态安全风险进行预想故障集筛选，根据筛选出的预想故障集，获得电网预防控制决策，提高自然灾害下多重严重故障场景故障集筛选的合理性，提高了电网预防控制决策的合理性。
上述方法中，预想故障集中包含一条或多条故障支路，例如以Bx表示一个预想故障集，Bx中第l条故障支路表示为Bx(l)，其中，l∈[1,k]，k为预想故障集Bx中故障支路的数量，在电网中除了预想故障集中的故障支路外，其余均为正常支路。
假设预想故障集中的故障支路依次开断，当第l个故障支路开断后，会有有功潮流(后续简称“有功”)转移到后续故障支路Bx(m)(m∈[l+1,k])和正常支路上，因此可根据上述有功的变化，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，具体过程如下：
11)根据故障支路负载率大小，确定预想故障集中所有故障支路的开断次序；
发生故障后，各故障支路有一定的开断次序，这里根据负载率的大小确定开断次序。
首次开断故障支路，为预想故障集中负载率最大的故障支路；
后续开断故障支路，需要计算前序故障支路开断后，潮流转移到其他所有故障支路及正常支路后各支路的潮流及负载率。后续故障支路中，负载率最大的故障支路为下一轮开断故障支路。
12)根据开断次序依次开断各故障支路，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功增量；
计算公式：
Figure BDA0003034797980000061
其中，
Figure BDA0003034797980000062
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功增量；
Figure BDA0003034797980000063
为开断分布因子，表示故障支路Bx(l)开断后其上功率转移到正常支路Lj上的比例，xl、xj分别为故障支路Bx(l)和正常支路Lj的电抗，Xl-l分别为故障支路Bx(l)两端的自阻抗，Xj-l为正常支路Lj两端关于故障支路Bx(l)两端的互阻抗；
Figure BDA0003034797980000064
为预想故障集Bx中前序l-1个故障支路开断后，故障支路Bx(l)的有功潮流；当l＝1时，
Figure BDA0003034797980000065
Figure BDA0003034797980000067
为故障支路Bx(l)的初始有功；当l>1时，
Figure BDA0003034797980000066
为故障支路Bx(l-1)开断后其上有功到故障支路Bx(l)上的开断分布因子。
13)根据所有故障支路开断后各正常支路的有功增量，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功；
即
Figure BDA0003034797980000071
其中，
Figure BDA0003034797980000072
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功；
Figure BDA0003034797980000073
为正常支路Lj在预想故障集Bx开断前的初始有功。
14)根据所有故障支路开断后各正常支路的有功，计算所有故障支路开断后的各正常支路的负载率，并将最大负载率作为电网负载率；
负载率为开端后有功与功率传输限额的比例，因此各正常支路的负载率为：
Figure BDA0003034797980000074
其中，
Figure BDA0003034797980000075
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的负载率；
Figure BDA0003034797980000076
为正常支路Lj的功率传输限额；
对所有正常支路负载率进行排序，获取最大负载率，将该最大负载率作为整个电网的负载率，即
Figure BDA0003034797980000077
其中，
Figure BDA0003034797980000078
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后的电网负载率，N为电网中支路的数量；在预想故障集Bx发生的情况下，其他预想故障集中的支路看成是正常支路。
预想故障集对电网的静态安全风险为电网负载率与该预想故障集发生概率的乘积，因此根据公式
Figure BDA0003034797980000079
可计算预想故障集对电网的静态安全风险，其中，
Figure BDA00030347979800000710
为预想故障集发生概率。
计算出静态安全风险后，根据预设门槛值对其进行筛选，获得大于门槛值的所有静态安全风险，这些静态安全风险对应的预想故障集为筛选出的预想故障集，定义这些筛选出的预想故障集为高风险故障集，根据筛选出的静态安全风险进行排序，获得高风险故障集集合。
假设电网发生高风险故障集集合中的故障，对电网进行安全稳定分析，即可获得电网预防控制决策。
如图1所示，上述电网预防控制决策生成方法，具体包括：
1)获取电网所有的预想故障集，即预想故障集集合；
2)计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率；
3)根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
4)判断静态安全风险是否大于门槛值，若是，则将对应的预想故障集加入高风险故障集集合，否则转至5)；
5)判断预想故障集集合是否遍历完成，若是，则根据静态安全风险进行排序，获得排序完成的高风险故障集集合，转至6)；若不是，则针对下一个预想故障集，转至2)；
6)根据高风险故障集集合，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
上述方法综合考虑预想故障集发生概率和预想故障集对电网的静态安全风险进行高风险故障集筛选，提高自然灾害下多重严重故障场景故障集筛选的合理性，提高了电网预防控制决策的合理性。
电网预防控制决策生成***，包括：
获取模块：获取电网所有的预想故障集；
静态安全风险计算模块：针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
筛选模块：根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
分析模块：根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行电网预防控制决策生成方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行电网预防控制决策生成方法的指令。
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 (8)

1.电网预防控制决策生成方法，其特征在于，包括：
获取电网所有的预想故障集；
针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
其中，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，包括根据故障支路负载率大小，确定预想故障集中所有故障支路的开断次序；根据开断次序依次开断各故障支路，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功增量；根据所有故障支路开断后各正常支路的有功增量，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功；根据所有故障支路开断后各正常支路的有功，计算所有故障支路开断后的各正常支路的负载率，并将最大负载率作为电网负载率；
所有故障支路开断后各正常支路有功增量的计算公式为：
Figure FDA0003741331800000011
其中，
Figure FDA0003741331800000012
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功增量，k为预想故障集Bx中故障支路的数量，
Figure FDA0003741331800000013
为开断分布因子，表示故障支路Bx(l)开断后其上功率转移到正常支路Lj上的比例，xl、xj分别为故障支路Bx(l)和正常支路Lj的电抗，Xl-l分别为故障支路Bx(l)两端的自阻抗，Xj-l为正常支路Lj两端关于故障支路Bx(l)两端的互阻抗，
Figure FDA0003741331800000014
为预想故障集Bx中前序l-1个故障支路开断后，故障支路Bx(l)的有功潮流；
根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
2.根据权利要求1所述的电网预防控制决策生成方法，其特征在于：所有故障支路开断后各正常支路有功的计算公式为，
Figure FDA0003741331800000021
其中，
Figure FDA0003741331800000022
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功；
Figure FDA0003741331800000023
为正常支路Lj在预想故障集Bx开断前的初始有功。
3.根据权利要求1所述的电网预防控制决策生成方法，其特征在于：所有故障支路开断后各正常支路负载率的计算公式为，
Figure FDA0003741331800000024
其中，
Figure FDA0003741331800000025
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的负载率；
Figure FDA0003741331800000026
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功；
Figure FDA0003741331800000027
为正常支路Lj的功率传输限额。
4.根据权利要求1所述的电网预防控制决策生成方法，其特征在于：预想故障集对电网的静态安全风险为电网负载率与该预想故障集发生概率的乘积。
5.根据权利要求1所述的电网预防控制决策生成方法，其特征在于：根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选，具体过程为，
获取大于门槛值的所有静态安全风险，这些静态安全风险对应的预想故障集为筛选出的预想故障集。
6.电网预防控制决策生成***，其特征在于，包括：
获取模块：获取电网所有的预想故障集；
静态安全风险计算模块：针对每个预想故障集，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，根据电网负载率和预想故障集发生概率，计算预想故障集对电网的静态安全风险；
其中，计算预想故障集中所有故障支路开断后的电网负载率，包括根据故障支路负载率大小，确定预想故障集中所有故障支路的开断次序；根据开断次序依次开断各故障支路，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功增量；根据所有故障支路开断后各正常支路的有功增量，计算所有故障支路开断后各正常支路的有功；根据所有故障支路开断后各正常支路的有功，计算所有故障支路开断后的各正常支路的负载率，并将最大负载率作为电网负载率；
所有故障支路开断后各正常支路有功增量的计算公式为：
Figure FDA0003741331800000031
其中，
Figure FDA0003741331800000032
为预想故障集Bx中所有故障支路开断后正常支路Lj的有功增量，k为预想故障集Bx中故障支路的数量，
Figure FDA0003741331800000033
为开断分布因子，表示故障支路Bx(l)开断后其上功率转移到正常支路Lj上的比例，xl、xj分别为故障支路Bx(l)和正常支路Lj的电抗，Xl-l分别为故障支路Bx(l)两端的自阻抗，Xj-l为正常支路Lj两端关于故障支路Bx(l)两端的互阻抗，
Figure FDA0003741331800000034
为预想故障集Bx中前序l-1个故障支路开断后，故障支路Bx(l)的有功潮流；
筛选模块：根据静态安全风险，对所有预想故障集进行筛选；
分析模块：根据筛选出的预想故障集，对电网进行安全稳定分析，获得电网预防控制决策。
7.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法。
8.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法的指令。
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