[发明专利]一种电网运行数据实时分析系统

摘要

本发明提供了一种电网运行数据实时分析系统，包括：该系统依据电网短期的预测数据形成预测潮流，结合电网当前运行状态估计结果，对电网运行状态的趋向进行综合分析。本发明提出了一种电网运行数据实时分析系统，帮助调度人员掌握电网预期的主要状态变化情况，能有效提升其应对电网运行控制需求，保障安全稳定运行。

主权项

1.一种电网运行数据实时分析系统，其特征在于：该系统依据电网短期的预测数据形成预测潮流，结合电网当前运行状态估计结果，对电网运行状态的趋向进行综合分析；所述电网运行数据实时分析系统所进行的数据分析包括预期潮流生成、状态安全估计、变化趋向分析和运行决策四个模块，其中预期潮流生成依据多断面潮流控制，在实时潮流数据的基础上叠加多种调度计划数据，形成未来的预测潮流数据，状态安全估计基于未来的预测潮流数据，实现对预期运行状态点的安全稳定状态估计，变化趋向分析基于预期状态安全估计中的分析结论，通过指标的定义和运行类型控制特征，判断电网运行状态的安全稳定变化情况，运行决策针对即将对稳定状态产生恶化影响的因素，计算调整策略，得出辅助控制决策结果；所述预期潮流生成通过趋向数据重组形成实时趋向分析，所述趋向数据重组面对的对象是基于计划、预测的电网运行类型，其基本算法采用多断面潮流控制，在求解电网潮流方程的同时将多个断面功率控制在指定数值；采用实时发电计划、短期负荷预报、新能源发电预测数据作为潮流计算的数据源之一，以匹配所述实时发电计划、短期负荷预报、新能源发电预测数据的潮流解，趋向数据重组采用多步控制的方法逐步逼近计划、预测值，即以实时数据为基础出发点，通过逐步调整发电、负荷，让潮流解中的发电量、负荷量不断逼近目标值，最终求得符合计划、预测数据的潮流解；在应用于实际电网运行的情况下，搜索趋向数据采取以下措施：1)对发电、负荷数据进行匹配优先级排序，在潮流调整过程中出现无法调整或循环调整时，放弃部分优先级低的数据匹配要求继续求解，以确保整体算法的鲁棒性；2)采用多断面控制把电网拆分为多个小电网进行多步迭代计算，降低坏数据的扩散效应，提升算法对坏数据的适应能力；所述变化趋向分析对运行类型控制进行数字化描述和解析，包括类型识别、越限判断和策略仿真；其中，类型识别基于当前电网的运行状态，对于运行约束中的各类方式要求进行匹配，找到其对应的运行约束条目；越限判断依据类型识别的结果，结合潮流数据对其中约束的各类电网控制要求进行判断，判断的范围包括断面或线路功率限额、电压上下限、开机台数约束要求；策略仿真依据类型识别的结果，结合潮流数据和分析计算中使用的假想故障集，判断各个故障条件下的安全控制动作情况，对仿真计算的故障动作设置进行重新生成，使得电网仿真能够正确模拟安全控制装置的动作策略；其中上述安全校核应用方面，屏蔽了实现数据交换所需的底层通信技术和应用处理的具体方法，从传输上支持应用请求信息和响应结果信息的传输；安全校核服务以接口函数的形式提供信息交互机制，满足各应用功能对安全校核服务的查询、监控、定位及在广域范围的服务访问和共享；安全校核应用调用电网运行数据分析系统的并行计算服务，通过标准接口实现与机群计算资源的交互；并行计算服务支持预分配与动态分配两种方式，安全校核的计算量根据应用的需求而动态变化，采用动态分配的方式；安全校核服务端收到计算请求后，根据计算内容预估计算量，然后结合计算的优先级与并行计算机群资源确定给本次计算分配的服务器数目，从而支持多任务并行计算；首先由计算覆盖时间段确定校核断面数目，然后针对每个校核断面都进行大量的基于设定故障集的各种安全分析；安全校核采用算例并行，将校核断面潮流计算任务和安全分析故障扫描的计算任务分配到并行计算机群的每个中央处理器核上；在潮流计算中输入的数据包括：电网模型、系统负荷预测和母线负荷预测、设备状态变化计划、发电计划、联络线计划、省总交换计划和调度操作信息；国内电网运行实行统一调度、分级管理的原则，各级电网负责调管范围内的计划编制和安全校核；首先由国调、分调制定跨区联络线计划和省总交换计划，然后由省调制定发电计划；在计划执行过程中，由调度员和联络线自动功率控制系统保证跨区和省间联络线功率与计划一致；所述基于多断面的潮流控制表示如下：Ptie(m)＝Σk∈mPk＝Pschedtie(m)式中：Ptie(m)和Pschedtie(m)分别为断面m的潮流有功功率和计划有功功率，k∈m表示属于断面m的所有支路，Pk为与断面m相关的支路有功功率；在精确控制跨区联络线和省间断面潮流中，根据各地区电网的实际情况，设定如下3种方式分配不平衡功率；1)由指定发电机组承担不平衡功率，设置主调频厂机组和具备自动发电控制功能的机组按机组容量比例承担不平衡功率；2)由母线负荷按预测值的比例承担不平衡功率；3)由指定的机组和母线负荷承担不平衡功率；当潮流出现不收敛的情况下，采用以下调整策略；1)用临近时段收敛的潮流结果作为不收敛时段的潮流计算初值；2)当电压迭代的误差较大时，调整电压控制的目标重新计算；将电压的上下限整体上移或下移0.01，0.02，0.03，形成多种电压控制目标组合，利用并行计算平台并发重新计算；3)当相角迭代的误差较大时，调整分布式平衡机的选定策略，增加机组或母线负荷共同承担有功不平衡功率；根据不同类型数据集本身的特性，将数据集包含的属性划分为非连续属性和连续属性，使用面向不同类型数据集上大规模分析规则计算的动态索引，支持分析规则的实时更新，其流程包括索引生成和实时匹配计算；生成索引时，首先对不同类型数据集的属性集进行分类：连续属性和非连续属性；然后，根据属性类型将输入的分析规则集划分为不同的运算符集合，基于不同的运算符集合生成分级索引：根据非连续属性上的运算符生成二叉搜索树作为第一层索引，在第二层，将所有连续属性映射为多维空间，根据连续性属性相关的运算符生成多维索引；非连续属性上的运算符都是非连续值，将生成的第一层索引快速定位到分析规则上，在分级索引的第二层，将属性相同的属性运算符按照维度划分生成索引，对实时到达的数据集元组t进行分析计算时，首先对t进行矢量提取和剪裁计算，量化后的矢量经过运算符属性分类处理后得到不同的运算符矢量，运用的分级索引的分析规则方法通过两级索引过滤得到满足条件的分析规则集；从结构上，分级索引包括3个组成部分以及3个操作；其中，3个组成部分分别是：(1)第一层的二叉搜索树分级索引，(2)第二层的多维矢量分级索引，(3)分析规则和运算符的关联表；基于分级索引的3个操作分别是：(1)搜索，(2)插入，(3)删除；分级索引是两层的分级索引；第一层是由非连续运算符生成的二叉搜索树索引，第二层是根据连续运算符对应的多维矢量生成的多维空间树，另外1个是分析规则与运算符的关联表，用来完成两层索引分析规则结果的快速组合；分级索引中的节点分为3类：首层节点top，第二层的中间节点mid和叶子节点leaf；在首层节点中包含以下元素：attr为首层二叉搜索树节点对应的非连续属性，value为该二叉搜索树节点对应的非连续值，weight为该节点代表的运算符的优先级，left，right为该节点的左右孩子节点；在中间节点中：branch代表着第二层索引对应的多维空间树结构的中间节点指针；在叶节点中：mbr为第二层叶子节点对应的多维矢量。