[发明专利]多时间尺度协调的交直流电网动态安全预警方法及系统

说明书

本发明提供了一种多时间尺度协调的交直流电网动态安全预警方法及系统，本发明将关键输电断面作为动态安全预警的重点对象，同时将计及多属性动态安全约束的最大输电能力作为系统的动态安全性指标；根据为保障系统安全所需的应对措施类型将交直流电网安全态势划分为蓝色预警、黄色预警和红色预警；构建了6小时、1小时和15分钟的多时间尺度的动态安全预警框架，协调配合不同动作时序的应对措施；利用动态新增的样本数据，基于增量学习对最大输电能力评估模型进行在线更新，提高预警结果的准确性。

技术领域

本发明属于电力系统动态安全预警技术领域，具体涉及一种多时间尺度协调的交直流电网动态安全预警方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着远距离、大容量直流输电的应用，跨区交直流混联大电网已经形成，提升了大范围资源优化配置能力，但也存在局部故障影响全局安全运行的风险。交流系统中常规的短路故障可能引发近区直流换相失败，如果换流站交流母线电压跌落幅度过大或者故障没有被及时清除，则可能引发直流连续换相失败甚至导致直流闭锁。同时，新能源发电和新型负荷的接入使源荷双侧不确定性显著增强，电网未来运行场景更难以预测，增加了安全防控的难度。因此，需要研究交直流混联大电网的动态安全预警技术，对未来可能的不安全运行状态进行告警，指导后续的防控决策。

针对电网动态安全预警问题，有方法使用预先设定的严重度函数或者为保障系统安全所需要损失的负荷量表征系统的不安全程度，但是这两类方法难以为后续的防控决策提供充足的决策信息。为了克服该问题，基于控制代价的预警分级方法利用为保障系统安全所需要的控制措施类型区分运行状态的不安全等级，可以为后续的控制优化决策指明需要使用的控制措施类型，缩小优化决策的搜索空间，提高决策效率。

然而，现有基于控制代价的动态安全预警方法至少存在以下不足：(1)预警分级时只考虑了典型的预防控制措施，没有考虑典型的紧急控制措施和可能出现停电事故的极端情况。(2)不同安全防控措施具有不同的动作时序，现有方法没有与不同动作时序的防控措施相配合，提供多时间尺度的预警结果。(3)实际运行中训练样本的数目是动态增长的，现有方法没有充分利用这些新增的样本数据，对离线训练的动态安全评估模型进行更新。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种多时间尺度协调的交直流电网动态安全预警方法及系统，本发明将关键输电断面作为动态安全预警的重点对象，同时将计及多属性动态安全约束的最大输电能力(total transfer capability,TTC)作为系统的动态安全性指标；根据为保障系统安全所需的应对措施类型将交直流电网安全态势划分为蓝色预警、黄色预警和红色预警；构建了6小时、1小时和15分钟的多时间尺度的动态安全预警框架，协调配合不同动作时序的应对措施；利用动态新增的样本数据，基于增量学习对TTC评估模型进行在线更新，提高预警结果的准确性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种多时间尺度协调的交直流电网动态安全预警方法，包括以下步骤：

以关键输电断面作为动态安全预警的重点对象，将计及多属性动态安全约束的最大输电能力作为系统的动态安全性指标，考虑典型的预防控制和紧急控制措施，建立基于控制代价的预警分级体系，根据为保障系统安全所需的应对措施类型将不安全运行状态划分为蓝色预警、黄色预警和红色预警；

获取6小时预测信息进行预警计算，考虑可能出现的多重预想故障，展示红色预警结果，提示准备并适时启动长时间尺度预防控制；

获取1小时预测信息进行预警计算，考虑N-1和部分高风险N-2预想故障，同时展示蓝色和黄色预警结果，提示针对蓝色预警结果制定并及时实施常规预防控制方案，针对黄色预警结果预先制定紧急控制策略；