[发明专利]基于实时决策-实时控制模式的安全稳定控制系统及方法

说明书

本发明提供一种基于“实时决策，实时控制”模式的安全稳定控制系统（简称“在线实时稳定控制系统”），该系统采用基于隐式精细积分法、较小度最小有源前趋节点编号优化算法、多通道集稀疏矢量法、发电机节点电压预测、在线动态等值算法及提前终止计算算法的超实时暂态稳定仿真算法，采用功率缺额线搜索算法、系统阻尼特性判别、失稳能量及综合灵敏度的实时稳定控制决策算法，针对不同的失稳类型，采用相适应的控制策略快速优化算法以及高速通信技术，实现了“实时决策、实时控制”模式的安全稳定控制系统，根据电网实时运行状态和故障信息，完成精确的闭环自适应稳定控制。

技术领域

本发明设计基于“实时决策、实时控制”模式的安全稳定控制系统及控制方法，属于电力系统安全稳定控制技术领域。

背景技术

安全稳定控制系统是保证电网安全稳定运行的第二道防线，实际运行时根据控制策略来实现。根据控制策略采取技术路线的不同，将安全稳定控制系统决策方式分为三种：

(1)离线决策，实时匹配

技术人员通过离线仿真软件(如BPA、PSASP等)，基于预想故障集，进行大量的仿真计算，形成离线策略表，再由稳控设备厂家开发人员编程实现。当电力系统发生故障时，稳控装置通过判断运行方式、故障元件和类型，实时匹配离线策略表，查找并执行预先给出的控制措施，并动作出口。

(2)在线预决策，实时匹配

在线预决策系统定周期(典型时间取5分钟)地从数据采集与监控系统(SCADA)获取电网运行状态数据，基于预想故障集，进行当前运行方式下的稳定性评估，形成在线策略表，下发给稳控装置。当电力系统发生故障时，稳控装置通过判断运行方式、故障元件和类型，实时匹配在线策略表，查找并执行预先给出的控制措施，并动作出口。

(3)实时决策，实时控制

在线实时决策系统定周期(典型时间取5秒钟)地从现场稳控装置、SCADA获得电网运行状态生数据，开展状态估计，形成当前运行方式。该决策方式脱离策略表的概念，不需要事先计算。当电力系统发生故障时，稳控装置实时判断故障信息，立即上送在线实时决策系统，触发超实时仿真计算和稳定性综合评估，对于预测导致失稳的故障，决策系统实时决策，确定控制措施，并将控制措施下发给稳控装置，由稳控装置直接动作出口。

三种决策方式相比较，其中“离线决策、实时匹配”决策方式，技术最成熟，目前广泛采用，但仍存在离线计算量大，自适应差，对专业技术水平和调度运行经验依赖性强，存在策略失配或不准确的情况；“在线预决策，实时匹配”决策方式，可以明显提升稳控策略的精度，降低策略失配的概率，减少人工计算工作量，但由于预想故障不可能穷举，预想故障与真实发生的故障形式、故障位置不可能完全一致，那就存在控制措施精度不高的问题，对于多重故障、连锁故障或其它电力系统运行状态持续快速变化的情形，仍存在策略失配的风险；“实时决策，实时控制”决策方式不依赖于策略表，理论上不存在失配风险，但对计算速度和通讯实时性要求极高，目前仍处于热点研究阶段

现有技术中，CN105656207A公开了一种电力系统在线实时稳定控制系统及控制方法，包括厂站端的稳控装置、调度端的在线决策服务器和数据通信接口，提供了一种“实时决策、实时控制”的在线实时稳定控制系统，但在线实时决策服务器判断电力系统稳定性时，仅进行暂态稳定预测和紧急控制策略搜索，对失稳状态的没有进行稳控策略计算和优化，误差大，实际应用过程失稳后不能够及时进行稳控。同样，现有技术CN103166219A公开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，也仅公开了在线稳定决策系统，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；通过离线稳控策略表生成模块、在线稳控策略表生成模块生成稳控策略，对稳控策略没有进行基于实际数据优化，稳控不准确。

发明内容