[发明专利]城市电网运行的自愈控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种用于运行的城市电网中，采用智能方法对继电保护、开关、安全自动装置、各种自动调节装置及其参数进行协调控制，从而实现城市电网的稳定、安全、可靠、经济运行的技术方案，属于电力系统理论、控制理论和人工智能的交叉技术应用领域。

背景技术

现代社会的发展使得城市电网向着电压等级复杂化、电源方式多样化、长短线路并存、架空线与电缆线并存、带弱环的开环运行方式、单负荷容量增大与动态负荷增多的方向发展，同时要求城市电网具有更高的供电安全性与可靠性，自愈控制技术就是在这一需求下应用到电网中的一种新的控制模式。自愈控制技术的诞生和发展是人工智能与控制理论发展的必然结果，和传统的控制模式相比，它具有自治性、智能性、适应性、协调性、主动性和社会性等优良特征，使被控对象具备很强的自我愈合、自我防治、自我免疫能力。

传统的输电网自动化系统分为三个层次，省级主网主要完成SCADA功能和EMS功能，地区电网和县级电网主要完成SCADA功能和PAS功能，而部分地区电网和大部分县级电网只具备SCADA功能。继电保护、备用电源自投装置、安全自动装置、自动调节装置等与自动化系统相对孤立，SCADA系统与PAS应用也不是一个整体，不同的PAS应用之间也是孤立运行，不存在相互协调，电网的各种信息存在于各个信息孤岛之中，整个电网的调节控制是各自为政，缺乏统一的调度。保护定值的整定与配合都是在离线状态下按最大方式整定、按最小方式校验，缺乏对保护的实时监视和管理。

鉴于自愈控制技术的上述优点，在通讯、网络等领域中纷纷提出了自愈控制方案，目前自愈控制在电网中的应用只针对于输电网，并且仅考虑对故障隐患的处理和故障后的恢复，也没有提出具体可行的控制策略。为了防止出现大面积停电，在被中断供电、解裂、切除后，城市电网要有自我恢复供电的能力，要求开展城市电网规划和改造工作，促进电网与城市的协调发展，建成坚强的城市电网，提高供电能力和可靠性，确保电网安全稳定运行，满足社会经济发展及人民生活水平不断提高的要求。这就需要我们研究并实现新的控制模式，实现一次系统、二次系统、网络和自动化的有效集成与协调控制。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种城市电网运行的自愈控制方法。城市电网自愈控制通过进行数据采集，自动判断城市电网当前所处的运行状态，并根据城市电网所处的运行状态，运用智能方法进行决策，实现对继电保护、开关、安全自动装置、自动调节装置的自动控制，在期望时间内促使城市电网转向更好的运行状态，使城市电网具备自愈能力，即使城市电网能够顺利渡过紧急情况、及时恢复供电，运行时满足安全约束，具有较高的经济性，对于负荷变化等扰动具有很强的适应能力。

技术方案：城市电网的自愈控制通过对城市电网状态的自动辨识，并根据实际条件进行控制决策，统一协调装置与调度自动化系统，协调紧急情况与非紧急情况、异常情况与正常情况下的电网控制，形成分散控制与集中控制、局部控制与整个城市电网的综合控制相协调的控制模式，体现出城市电网的自愈能力。为此，完整定义了城市电网的运行状态、以及各种运行状态与相应控制之间的关系。

本发明的城市电网运行的自愈控制方法采用基于自愈控制技术的城市电网一体化协调控制模式，信号的处理和控制策略的生产具有自适应性，无需外界干预自动完成控制过程，协调继电保护装置、开关、安全自动装置、自动调节装置的动作行为，具体步骤如下：

1)首先，电压电流互感器分别将城市电网各处的电压、电流信号变换为弱电信号，传感器将开关的动作特性、触头温度变换为弱电信号，继电保护装置接收到变换后的电压、电流信号后与当前保护定值区的定值进行比较，大于动作启动值时触发继电器将开关跳开以切除故障，备用电源自投装置接收到变换后的电压、电流信号和开关状态后与动作阀值比较，满足动作条件时触发继电器合上备用电源开关，所有变换后的弱电信号、继电保护装置和备用电源自投装置的动作情况、动作前后开关的状态以报文方式通过远程测控终端和电力通讯网络传送给前置模块；

2)前置模块接收到报文后对信号进行解析还原，并进行滤波处理，过滤错误信息后将信号传递给控制决策模块，控制决策模块将接收到的电压电流值与正常电压电流值进行比较、进行网络拓扑连通性检查，若负荷处的电压电流不在正常值范围内、且与电源不连通时，执行拓扑分析输出对非故障的失电负荷的恢复供电方案，并按遥控报文格式组织开关动作和保护定值区修改的控制信号，发送给前置模块；