[发明专利]基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制领域，具体涉及基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法。

背景技术

电力系统是一个复杂的非线性动态系统，存在着功角稳定、频率稳定、电压稳定等多种稳定性问题，电力系统稳定一旦被破坏将造成巨大的经济损失和灾难后果。电力系统安全稳定控制是保障电力系统稳定运行的经济有效手段，包括预防控制、紧急控制和恢复控制三部分，其中紧急控制是指电力系统由于扰动进入紧急状态或极端紧急状态后，为防止系统稳定破坏、运行参数严重超出规定范围、以及事故进一步的扩大引起大范围停电而进行的控制。电力系统紧急控制主要包括切除发电机、切除负荷、汽轮机快关汽门、高压直流功率调制、系统解列等多种措施。

目前，电力系统紧急控制系统主要采用搜索控制策略表的方法来确定紧急控制措施。当电力系统发生故障可能导致稳定破坏时，紧急控制系统根据当前运行状态、故障类型等信息搜索控制策略表，查找并执行对应的紧急控制措施。控制策略表的制定方法主要有“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种：

（1）离线预决策、实时匹配。控制策略表通过离线计算分析归纳，预先准备并存放在稳定控制装置中。这种方法在技术上易于实现，目前被国内外广泛采用。但由于电网运行工况是高维可变的，离线情况下无法考虑全部运行方式和故障的组合，实际系统中通常仅考虑典型运行方式，对预料之外的工况存在策略失配的可能；当电网运行工况发生较大变化时，需要重新计算策略表，对系统变化的适应性较差。

（2）在线预决策、实时匹配。在线情况下根据当前实际运行方式和预想故障集，定周期（如15分钟）地计算得到当前方式下的控制策略表，刷新稳定控制装置内原先存放的策略表。这种方法能够跟踪电网运行工况，对系统变化的适应性较强，但仍存在对“未定义预想故障”失配的可能。当刷新周期内电力系统发生连续故障时，该方法无法及时更新策略表。

以上两种方法都存在假想故障、预先决策的过程，本质上无法摆脱策略失配的理论局限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统及控制方法，控制系统能够实现大规模电网的超实时仿真，基于超实时仿真在线进行电网稳定决策和控制，得到与电网实际工况匹配的控制策略，并能在一个系统内同时实现预防控制决策和紧急控制决策，从不同层面对电网进行稳定控制，有效提高电网稳定性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于超实时仿真的电网在线稳定决策控制系统，其改进之处在于，所述控制系统包括数据处理模块10、在线稳定决策系统20、稳定控制装置和数据转换及通信接口50；

所述数据处理模块10安装于调度中心，用于从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站30获取电网状态信息，将电网状态信息整合得到电网运行数据，并将电网运行数据发送给所述在线稳定决策系统20；

所述在线稳定决策系统20安装于调度中心，用于对电网运行状态进行跟踪，定周期地基于预想故障集扫描判断电网薄弱环节，进行预防控制决策和紧急控制决策，生成稳控策略下发给稳定控制装置，并将全局电网信息下发给所述稳定控制装置；

所述稳定控制装置就地安装于变电站或发电厂；

所述数据转换及通信接口50连接在所述在线稳定决策系统20与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的稳控子站30和稳控执行站40之间，用于在线稳定决策系统20与稳定控制装置之间、以及稳定控制装置内部的数据通信。

其中，所述数据处理模块10采用数据处理器，将所述数据处理模块10从能量管理系统EMS、广域测量系统WAMS和稳定控制装置中的稳控子站30获取的电网状态信息进行多数据源整合后得到电网运行数据；数据处理模块10的数据刷新周期小于2分钟。

其中，所述在线稳定决策系统20包括并行计算平台、故障集模块、故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块；所述故障集扫描及暂态稳定判断模块、离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块、全局信息生成模块和调度辅助决策模块分别与所述并行计算平台进行通信；所述故障集模块与故障集扫描及暂态稳定判断模块进行通信；

所述在线稳定决策系统20支持“离线预决策、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”两种紧急控制决策，并为“实时计算、实时控制”紧急控制决策提供电网全局信息。