基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法转让专利
申请号 : CN201010102611.9
文献号 : CN101789597A
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 陈琰 , 施绮 , 李灿 , 武彬 , 陈翔凯 , 黄钦 , 韦相 , 乐琳
申请人 : 华东电网有限公司 , 上海东云信息技术发展有限公司
摘要 :
本发明涉及一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，包括以下步骤：A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型。B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库。C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。本发明提高了电网稳定限额规则的可维护性，大大缩短了其维护周期。按本发明的方法通过对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，可以根据电网运行方式的变化自动实时得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，避免了电网监控过程过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
权利要求 :
1.一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型；
步骤B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库；
步骤C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。
2.根据权利要求1所述的基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，其特征在于，所述步骤A还包括以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系。
3.根据权利要求2所述的基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，其特征在于，所述步骤B还包括提供稳定规则库与调度管理系统的数据接口，还要提供稳定规则库的编辑功能。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，其特征在于，在电网运行过程中，稳定限额需要根据计划检修、运行方式的改变或电网故障引起网络拓扑的变化等自动实时选择正确的稳定控制断面及相应的稳定限额值进行监控。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，其特征在于，电网稳定限额的业务的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
说明书 :
技术领域
本发明涉及电力系统安全稳定限额管理方法，尤其涉及一种基于规则引擎技术进行电网稳定限额智能化管理的方法。
背景技术
电力系统安全稳定运行需满足诸多约束条件，包括：静态安全约束、静态稳定约束和暂态稳定约束。这些约束条件具体包括：节点电压约束、线路或变压器输送容量约束、发电机有功出力和无功出力约束等。如果电网运行状态不满足约束条件，则会威胁电网的安全稳定运行。电力系统各类稳定问题一般都会以某个稳定限额的形式体现，稳定限额是电网运行过程中为满足电力系统安全稳定需要，对一个或多个设备集合所允许的功率传输极限、功率因数、电压幅值限制等的规定。
《电力系统安全稳定导则》要求针对电网运行中可能出现的各种运行方式或扰动进行电力系统安全稳定计算，包括电网的静态安全分析、静态稳定分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、频率稳定分析等。根据系统的运行方式、预想故障条件、自动装置动作情况等各种复杂条件，计算电网安全稳定标准所允许的节点电压限额、断面输送功率限额、发电厂出力限额、功率因数限额等各种稳定限额。这些稳定限额是电网调度运行中的重要参数，运行状态一旦超出其稳定限额则会影响设备正常运行，或在发生故障时引起其他线路严重过载而引发连锁反应造成大面积停电。
因此，电网调度运行过程中需实时监视各元件、设备或稳定断面的运行参数，及时发现稳定限额越限情况，以采取稳定控制措施保证系统的安全稳定运行。
随着电网规模的扩大，新设备的大量应用，互联电网运行方式和电网稳定状况复杂多变；开放的电力市场环境下，挖掘电网输电潜力的需求迫切，电网运行更接近其稳定极限；智能电网构架下分布式发电系统的应用及潮流双向流动的需求等。以上因素均造成电网稳定限额调整频繁，限额制定工作也越来越精细和复杂。
目前在电网调度运行中稳定限额的管理主要存在以下两方面的问题：
一是难以对稳定规则进行形式化描述，造成电网检修、运行方式改变或电网结构变化时调度员人工梳理并录入稳定限额的工作量巨大，甚至已有的调度自动化系统软件在设计时未曾考虑到运行方式的变化而需要在代码层面进行重新开发以适应诸多稳定限额的变更。
二是现有电网监控系统过度依赖于人工经验，EMS系统虽然具备稳定限额越限报警功能，但具体限额仍需要调度员人工进行维护，即需调度员对当前电网运行方式进行分析和判断，根据运行方式和检修工作从稳定规则规定或检修申请单选取相应稳定限额和监视元件或潮流断面，并输入到电网调度自动化系统中以完成是否超越稳定限额的实时扫描，从而实现稳定限额越限报警和预防、校正控制。
稳定限额的多变，使得人工维护电网稳定限额的工作量越来越大，如果需要电网调度自动化系统提供商进行底层开发，则工作将愈加繁琐且维护周期更长。在电网检修或临时运行方式过多时，若稳定限额难以及时维护更新，就容易造成稳定限额与实际运行方式不符，给电网运行带来潜在风险。同时，过度依赖调度员人工经验进行运行方式判断和稳定限额监视断面选择也存在安全隐患，尤其当故障条件较为复杂时，容易造成监视断面的误选，从而丧失解决电网安全稳定问题的先机。而调度员过多关注稳定限额的维护和监视断面的选择等问题，也会导致其工作压力过大，不利于电网的安全稳定运行。此外，各级电网调度自动化系统以及在线预防控制系统都涉及稳定控制和运行方式信息，稳定信息的一致性和完整性如果难以保证，将使电网稳定运行存在极大隐患。
规则引擎由推理引擎发展而来，是一种嵌入在应用程序中的组件，实现了将业务决策从应用程序代码中分离出来，并使用预定义的语义模块编写业务决策。接受数据输入，解释业务规则，并根据业务规则做出业务决策。
有鉴于此，本发明旨在提供一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法。
《电力系统安全稳定导则》要求针对电网运行中可能出现的各种运行方式或扰动进行电力系统安全稳定计算，包括电网的静态安全分析、静态稳定分析、暂态稳定分析、电压稳定分析、频率稳定分析等。根据系统的运行方式、预想故障条件、自动装置动作情况等各种复杂条件，计算电网安全稳定标准所允许的节点电压限额、断面输送功率限额、发电厂出力限额、功率因数限额等各种稳定限额。这些稳定限额是电网调度运行中的重要参数，运行状态一旦超出其稳定限额则会影响设备正常运行，或在发生故障时引起其他线路严重过载而引发连锁反应造成大面积停电。
因此，电网调度运行过程中需实时监视各元件、设备或稳定断面的运行参数，及时发现稳定限额越限情况，以采取稳定控制措施保证系统的安全稳定运行。
随着电网规模的扩大，新设备的大量应用，互联电网运行方式和电网稳定状况复杂多变；开放的电力市场环境下，挖掘电网输电潜力的需求迫切，电网运行更接近其稳定极限；智能电网构架下分布式发电系统的应用及潮流双向流动的需求等。以上因素均造成电网稳定限额调整频繁，限额制定工作也越来越精细和复杂。
目前在电网调度运行中稳定限额的管理主要存在以下两方面的问题：
一是难以对稳定规则进行形式化描述，造成电网检修、运行方式改变或电网结构变化时调度员人工梳理并录入稳定限额的工作量巨大，甚至已有的调度自动化系统软件在设计时未曾考虑到运行方式的变化而需要在代码层面进行重新开发以适应诸多稳定限额的变更。
二是现有电网监控系统过度依赖于人工经验，EMS系统虽然具备稳定限额越限报警功能，但具体限额仍需要调度员人工进行维护，即需调度员对当前电网运行方式进行分析和判断，根据运行方式和检修工作从稳定规则规定或检修申请单选取相应稳定限额和监视元件或潮流断面，并输入到电网调度自动化系统中以完成是否超越稳定限额的实时扫描，从而实现稳定限额越限报警和预防、校正控制。
稳定限额的多变，使得人工维护电网稳定限额的工作量越来越大，如果需要电网调度自动化系统提供商进行底层开发，则工作将愈加繁琐且维护周期更长。在电网检修或临时运行方式过多时，若稳定限额难以及时维护更新，就容易造成稳定限额与实际运行方式不符，给电网运行带来潜在风险。同时，过度依赖调度员人工经验进行运行方式判断和稳定限额监视断面选择也存在安全隐患，尤其当故障条件较为复杂时，容易造成监视断面的误选，从而丧失解决电网安全稳定问题的先机。而调度员过多关注稳定限额的维护和监视断面的选择等问题，也会导致其工作压力过大，不利于电网的安全稳定运行。此外，各级电网调度自动化系统以及在线预防控制系统都涉及稳定控制和运行方式信息，稳定信息的一致性和完整性如果难以保证，将使电网稳定运行存在极大隐患。
规则引擎由推理引擎发展而来，是一种嵌入在应用程序中的组件，实现了将业务决策从应用程序代码中分离出来，并使用预定义的语义模块编写业务决策。接受数据输入，解释业务规则，并根据业务规则做出业务决策。
有鉴于此，本发明旨在提供一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法。
发明内容
本发明针对现有电网稳定限额数据采用人工维护和监视断面依赖人工经验选择等方法存在的不足，提供一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能管理方法。
本发明的一个目的在于利用规则引擎技术进行电网稳定业务规则模型的定义和稳定限额服务的管理，将业务规则从代码中分离出来，稳定限额规则的修改可以通过规则集成开发环境或规则编辑器修改规则库实现，从而增强了系统对新稳定限额规则的适应能力。
本发明的另一目的在于提供一种基于稳定限额业务规则对监控稳定断面及稳定限额自动分析、判断并实现电网稳定限额监控的智能化决策。
为了达到以上目的，本发明提出了电网稳定限额业务规则模型的概念，基于规则引擎技术对电网稳定限额服务进行标准化描述及存储，利用规则语言进行描述以方便理解，并且在电网运行方式变化时，能够反映稳定规则中稳定监控断面、稳定限额等关键元素的逻辑关系以及对应的启用条件。
本发明的技术解决方案如下：
一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，包括以下步骤：
步骤A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型；
步骤B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库；
步骤C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。
所述步骤A还包括以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系。
所述步骤B还包括提供稳定规则库与调度管理系统的数据接口，还要提供稳定规则库的编辑功能。
在电网运行过程中，稳定限额需要根据计划检修、运行方式的改变或电网故障引起网络拓扑的变化等自动实时选择正确的稳定控制断面及相应的稳定限额值进行监控。
电网稳定限额的业务的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系，建立电网稳定限额管理的标准化的数据模型并进行结构化存储。
本发明的电网稳定限额的业务规则不再以程序代码的形式驻留在系统中，规则的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明根据电网的运行状态和稳定规则进行稳定断面及稳定限额的方式分析和判断，自动实时选择恰当的稳定断面及相应的稳定限额值进行监控。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用规则引擎技术对稳定规则进行形式语言描述，提高了电网稳定限额规则的可维护性，大大缩短了其维护周期。
2、按本发明的方法通过对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，可以根据电网运行方式的变化自动实时得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，避免了电网监控过程过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
本发明的一个目的在于利用规则引擎技术进行电网稳定业务规则模型的定义和稳定限额服务的管理，将业务规则从代码中分离出来，稳定限额规则的修改可以通过规则集成开发环境或规则编辑器修改规则库实现，从而增强了系统对新稳定限额规则的适应能力。
本发明的另一目的在于提供一种基于稳定限额业务规则对监控稳定断面及稳定限额自动分析、判断并实现电网稳定限额监控的智能化决策。
为了达到以上目的，本发明提出了电网稳定限额业务规则模型的概念，基于规则引擎技术对电网稳定限额服务进行标准化描述及存储，利用规则语言进行描述以方便理解，并且在电网运行方式变化时，能够反映稳定规则中稳定监控断面、稳定限额等关键元素的逻辑关系以及对应的启用条件。
本发明的技术解决方案如下：
一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，包括以下步骤：
步骤A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型；
步骤B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库；
步骤C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。
所述步骤A还包括以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系。
所述步骤B还包括提供稳定规则库与调度管理系统的数据接口，还要提供稳定规则库的编辑功能。
在电网运行过程中，稳定限额需要根据计划检修、运行方式的改变或电网故障引起网络拓扑的变化等自动实时选择正确的稳定控制断面及相应的稳定限额值进行监控。
电网稳定限额的业务的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系，建立电网稳定限额管理的标准化的数据模型并进行结构化存储。
本发明的电网稳定限额的业务规则不再以程序代码的形式驻留在系统中，规则的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明根据电网的运行状态和稳定规则进行稳定断面及稳定限额的方式分析和判断，自动实时选择恰当的稳定断面及相应的稳定限额值进行监控。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用规则引擎技术对稳定规则进行形式语言描述，提高了电网稳定限额规则的可维护性，大大缩短了其维护周期。
2、按本发明的方法通过对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，可以根据电网运行方式的变化自动实时得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，避免了电网监控过程过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
附图说明
图1为本发明的基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法的流程图。
图2为本发明中的规则引擎中稳定限额启用条件的决策树的示意图。
图3为本发明中的非结构化存储的稳定限额示意图。
图4为本发明中的结构化存储的稳定限额示意图。
图2为本发明中的规则引擎中稳定限额启用条件的决策树的示意图。
图3为本发明中的非结构化存储的稳定限额示意图。
图4为本发明中的结构化存储的稳定限额示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，本发明的一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，包括以下步骤：
步骤A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型。
步骤B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库。
步骤C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，如图2所示，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。
所述步骤A还包括以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系。
所述步骤B还包括提供稳定规则库与调度管理系统的数据接口，还要提供稳定规则库的编辑功能。
本发明以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系，如图3和图4所示，建立电网稳定限额管理的标准化的数据模型并进行结构化存储。
本发明采用规则语言对稳定限额服务进行描述，保证稳定限额信息的一致性和完整性，并便于调度人员根据电网运行方式的改变及时描述并录入新的稳定限额规则，消除电网稳定运行存在的安全隐患。
本发明在电网运行过程中，利用电网稳定限额业务规则，根据计划检修、运行方式的改变或电网故障引起网络拓扑的变化等自动实时选择正确的稳定控制断面及相应的稳定限额值进行监控，消除目前电网调度自动化系统实时监控模块中过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
本发明的电网稳定限额的业务规则不再以程序代码的形式驻留在系统中，规则的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明根据电网的运行状态和稳定规则进行稳定断面及稳定限额的方式分析和判断，自动实时选择恰当的稳定断面及相应的稳定限额值进行监控。
综上所述，本发明采用规则引擎技术对稳定规则进行形式语言描述，提高了电网稳定限额规则的可维护性，大大缩短了其维护周期。按本发明的方法通过对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，可以根据电网运行方式的变化自动实时得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，避免了电网监控过程过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
参看图1，本发明的一种基于规则引擎技术的电网稳定限额智能化管理方法，包括以下步骤：
步骤A：基于规则引擎技术，定义电网稳定限额业务规则模型，建立全网统一的数据模型。
步骤B：对稳定监控断面及稳定限额的启动规则进行标准化定义，得到形式语言描述的稳定规则库。
步骤C：对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，如图2所示，根据电网运行方式和监控断面启用条件自动得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，实现电网运行的稳定监控。
所述步骤A还包括以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系。
所述步骤B还包括提供稳定规则库与调度管理系统的数据接口，还要提供稳定规则库的编辑功能。
本发明以规则语言准确描述电网运行方式、稳定监控断面及其对应的稳定限额间的逻辑与层次关系，如图3和图4所示，建立电网稳定限额管理的标准化的数据模型并进行结构化存储。
本发明采用规则语言对稳定限额服务进行描述，保证稳定限额信息的一致性和完整性，并便于调度人员根据电网运行方式的改变及时描述并录入新的稳定限额规则，消除电网稳定运行存在的安全隐患。
本发明在电网运行过程中，利用电网稳定限额业务规则，根据计划检修、运行方式的改变或电网故障引起网络拓扑的变化等自动实时选择正确的稳定控制断面及相应的稳定限额值进行监控，消除目前电网调度自动化系统实时监控模块中过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
本发明的电网稳定限额的业务规则不再以程序代码的形式驻留在系统中，规则的修改是利用规则集成开发环境或规则编辑器通过对规则库修改而实现。
本发明根据电网的运行状态和稳定规则进行稳定断面及稳定限额的方式分析和判断，自动实时选择恰当的稳定断面及相应的稳定限额值进行监控。
综上所述，本发明采用规则引擎技术对稳定规则进行形式语言描述，提高了电网稳定限额规则的可维护性，大大缩短了其维护周期。按本发明的方法通过对稳定规则库中的稳定规则进行扫描，可以根据电网运行方式的变化自动实时得到需要监控的稳定断面及其稳定限额，避免了电网监控过程过度依赖人工经验等因素对电网运行带来的潜在风险。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。