本发明公开了一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统及方法，以解决现有的自适应紧急控制采用的是针对故障时刻之前的运行状态的紧急控制在线策略，该策略所对应的运行时刻总是早于故障时刻，其实用性难以满足工程要求的技术问题。本发明提出了针对未来运行状态进行紧急控制优化决策计算，使得故障时刻的前后一段时间内均有与运行状态相对应的紧急控制优化策略，当故障时刻的用于搜索离线策略的“方式字”与距离故障时刻比较短的前后两个时刻的紧急控制优化策略的“方式字”都相同时，将该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障时刻的自适应紧急控制策略，实现了控制精度和可靠性的有机统一，提高了工程实用性。
1.一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统，其特征在于，由调度端中心站和厂站端控制站两部分组成，所述调度端中心站包括实时信息获取模块、紧急控制超前决策计算模块以及紧急控制优化策略下发模块，所述厂站端控制站包括实时信息上送模块、超前决策信息接受模块以及预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块；其中：所述实时信息获取模块负责按照设定的周期循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装置实时运行状态、实测信息和实时方式字S；若所述实时信息获取模块在相邻的前后两次接受到的实时方式字不同，则向紧急控制超前决策计算模块发送中止紧急控制超前决策计算指令；
所述紧急控制超前决策计算模块负责对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若所述紧急控制超前决策计算模块接受到实时信息获取模块发送来的中止紧急控制超前决策计算指令，则重新启动紧急控制超前决策计算模块；
所述紧急控制优化策略下发模块负责在所述紧急控制超前决策计算模块生成了超前决策信息时，将所述超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站；
所述实时信息上送模块负责按照设定的周期向调度端中心站实时上送紧急控制装置实时运行状态、实测信息以及实时方式字S；
所述超前决策信息接受模块负责接受调度端中心站下发的超前决策信息并保存；
所述预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块负责在发生预想故障时选取自适应紧急控制策略，并根据所选的自适应紧急控制策略对电力系统实施紧急控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块在发生预想故障时自适应紧急控制策略的选取具体为：若故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略。
3.一种电力系统安全稳定自适应紧急控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时信息上送的步骤：厂站端控制站按照设定的周期向调度端中心站实时上送紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和用于搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字S；
实时信息获取的步骤：调度端中心站按设定的周期循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和实时方式字S；
紧急控制超前决策计算的步骤：对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成超前决策信息；若在实时信息获取的步骤中前后两次接受到的实时方式字不同，则中止并重新启动紧急控制超前决策计算；
紧急控制优化策略下发的步骤：调度端中心站将紧急控制超前决策计算步骤生成的超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站；
接受超前决策信息的步骤：厂站端控制站接受调度端中心站下发的超前决策信息并保存；
预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤：若发生了需要防御的预想故障，且故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略；按照确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，在所述紧急控制超前决策计算的步骤中，电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算具体包括：
1)基于厂站端控制站上送的实时信息，以及调度自动化系统中的电力系统实时信息，生成当前时刻t0的电力系统中设备的投/停状态及其运行信息，作为电力系统在t0时刻的运行断面数据，并保存到历史数据库中，进入步骤2)；所述设备包括一次设备和二次设备；
2)从电力系统实时计划数据中选取运行断面数据所对应的时刻不早于t0+ΔT且距t0+ΔT最近的实时计划运行断面数据，将该实时计划运行断面数据所对应的时刻记为ts，进入步骤3)；
3)若ts-(t0+ΔT)小于设定时长，则将ts时刻的电力系统实时计划运行断面数据作为最终的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤8)，否则，将t0时刻的电力系统运行断面数据作为初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤4)；
4)基于初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据，对其中各个一次设备、二次设备分别进行投/停状态设置，生成设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤5)：
5)若历史数据库中有除t0时刻之外的电力系统运行断面数据，则从历史数据库中选取运行断面所对应的时刻距t0最近的历史运行断面数据，将该历史运行断面数据所对应的时刻记为th，进入步骤6)，否则，进入步骤7)；
6)分别针对设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
将经过上面计算得到的设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据，作为最终的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据，进入步骤8)；
7)分别针对设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
将经过上面计算得到的设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据，作为最终的t0+ΔT时刻的电网运行断面数据，进入步骤8)；
8)基于最终的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据，生成预想故障的可选紧急控制措施集，并针对预想故障进行安全稳定紧急控制优化策略计算，若在时长ΔT内能够在可选紧急控制措施集中计算出确保预想故障下电力系统安全稳定的紧急控制优化策略，则生成包括预想故障、紧急控制优化策略所对应的断面时刻tc、最终的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字 和紧急控制优化策略在内的超前决策信息，返回步骤1)，否则，返回步骤1)；其中，tc＝t0+ΔT。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤4)中，设置一次设备、二次设备的投/停状态的具体过程为：若设备在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态与在ts时刻的实时计划运行断面数据中投/停状态一致，则将设备在初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态保持不变；
否则，对于二次设备，则将其在初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中投/停状态设置为停运状态；对于一次设备，则针对预想故障，分别基于t0时刻的电力系统运行断面数据和在t0时刻的电力系统运行断面数据的基础上变更其投/停状态后得到的电力系统运行断面数据，进行安全稳定评估，若设备投/停状态变更后安全稳定裕度升高，则将设备在初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态，否则，将设备在初始的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在ts时刻的实时计划运行断面数据中的投/停状态。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤6)中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功，采用二次曲线拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤6)中，对母线的电压进行插值计算的过程为：分别针对设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在th时刻、t0时刻和ts时刻的3个运行断面数据中的电压，采用二次曲线拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的两个运行断面数据中是投运的，则基于母线在这两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤7)中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，采用线性拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征是，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤7)中，对母线的电压进行插值计算的过程为：分别针对设备投/停状态设置后的t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在t0时刻和ts时刻的两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在t0+ΔT时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
10.根据权利要求3到9中任意一项所述的方法，其特征是，所述预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤具体包括：
1)循环判断所防御的预想故障是否发生，若预想故障发生，记录预想故障发生时刻tf以及tf时刻用于搜索预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字 则进入步骤2)；
2)针对预想故障，当保存的超前决策信息中既有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，也有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则从紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t1，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 从紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t2，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 若t2-t1小于设定时长ΔT'且 和三者相同，则将 与 的并集作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)，否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)；
当保存的超前决策信息中没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，或者没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则将从离线策略表中搜索到的离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)；
3)按步骤2)确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
电力系统安全稳定自适应紧急控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统安全稳定紧急控制技术领域，具体地说，本发明涉及一种适用于《电力系统安全稳定导则》中第二道安全防线所防御的预想故障发生后、保障电力系统安全稳定的自适应紧急控制系统及方法。
背景技术
[0002] 现有的《电力系统安全稳定导则》中第二道安全防线通常采用的是离线整定的控制策略，该控制策略通常比较保守，控制量过大，当然也存在因离线整定的控制量不足而存在的安全隐患。为了降低因电力系统的实际运行状态与控制策略离线整定计算中所考虑的电力系统运行状态之间的差别所导致的离线整定的控制量过大或控制量不足的风险，基于电力系统的实际运行状态进行紧急控制在线策略计算，待故障发生后，根据设置的匹配判据，例如用于搜索离线策略的“实时方式字”与最新生成的在线策略所对应的电力系统运行状态中“实时方式字”相同，决定对电力系统采取在线策略还是离线策略进行控制。该自适应紧急控制方法已在一些实际工程中得到试点应用。由于该方法所给出的在线策略所对应的运行时刻总是早于故障发生时刻，在不能量化故障发生时刻的电力系统运行状态与在线策略所对应的电力系统运行状态两者之间的差异对在线策略的精度和可靠性的影响的条件下，其实用性难以满足工程要求。这也是该自适应紧急控制方法没有得到推广应用的关键原因。
发明内容
[0003] 本发明的目的是：针对现有的基于离线策略的紧急控制方法和基于在线策略的紧急控制方法在控制精度和可靠性方面的不足，结合现有调度自动化系统中实时计划已达到实用化要求的现状，提出一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统及方法，以满足工程应用的实用化要求。
[0004] 本发明所采用的技术原理为：离线策略表中“方式字”通常反映了预想故障下电力系统的安全稳定模式，离线策略表中的“断面潮流”是用于确定“方式字”不变条件下的控制量大小。若故障发生时刻的“实时方式字”与距离故障发生时刻比较短的前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的“实时方式字”都相同，则可以认为采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略，从而实现控制精度和可靠性的有机统一，提高安全稳定自适应紧急控制方法的工程实用性。
[0005] 本发明具体采用如下的技术方案：
[0006] 一种电力系统安全稳定自适应紧急控制系统，由调度端中心站和厂站端控制站两部分组成；该调度端中心站又包括实时信息获取模块、紧急控制超前决策计算模块、紧急控制优化策略下发模块；厂站端控制站又包括实时信息上送模块、超前决策信息接受模块、预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块；其中：
[0007] 实时信息获取模块负责按设定的周期循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装置实时运行状态、实测信息和实时方式字S；实时方式字是指当前时刻用于从离线策略表中搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的方式字；若实时信息获取模块相邻的前后两次接受到的实时方式字不同，则向紧急控制超前决策计算模块发送中止紧急控制超前决策计算指令。
[0008] 紧急控制超前决策计算模块负责按独立循环运行的方式，对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若紧急控制超前决策计算模块接受到实时信息获取模块发送来的中止紧急控制超前决策计算指令，则重新启动紧急控制超前决策计算模块。
[0009] 紧急控制优化策略下发模块负责在紧急控制超前决策计算模块生成了超前决策信息时，将超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站。
[0010] 实时信息上送模块负责按照设定的周期向调度端中心站实时上送紧急控制装置实时运行状态、实测信息、以及用于搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字S。
[0011] 超前决策信息接受模块负责接受调度端中心站下发的超前决策信息，并保存。
[0012] 预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块负责在发生预想故障时选取自适应紧急控制策略，并根据所选的自适应紧急控制策略对电力系统实施紧急控制。
[0013] 进一步，预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块在发生预想故障时自适应紧急控制策略的选取具体为：若故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略。
[0014] 一种电力系统安全稳定自适应紧急控制方法，具体包括如下步骤：
[0015] 实时信息上送的步骤：厂站端控制站按设定的周期向调度端中心站实时上送紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和用于搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字S；
[0016] 实时信息获取的步骤：调度端中心站按设定的周期循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和实时方式字S；
[0017] 紧急控制超前决策计算的步骤：对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若在实时信息获取的步骤中前后两次接受到的实时方式字不同，则中止并重新启动紧急控制超前决策计算；
[0018] 紧急控制优化策略下发的步骤：调度端中心站将紧急控制超前决策计算步骤生成的超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站；
[0019] 接受超前决策信息的步骤：厂站端控制站接受调度端中心站下发的超前决策信息，并保存；
[0020] 预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤：若发生了需要防御的预想故障，且故障发生时刻的实时方式字与距离故障发生时刻最近的前后两个时刻的紧急控制优化策略所对应的实时方式字都相同，则采用该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略；否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略；按照确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
[0021] 进一步，在紧急控制超前决策计算的步骤中，电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算具体包括：
[0022] 1)基于厂站端控制站上送的实时信息，以及调度自动化系统中的电力系统实时信息，生成当前时刻t0的电力系统中设备的投/停状态及其运行信息，作为电力系统在t0时刻的运行断面数据，并保存到历史数据库中，进入步骤2)；
[0023] 上述设备包括一次设备和二次设备；
[0024] 2)从电力系统实时计划数据中选取运行断面数据所对应的时刻不早于(t0+△T)且距(t0+△T)最近的实时计划运行断面数据，将该实时计划运行断面数据所对应的时刻记为ts，进入步骤3)；
[0025] 其中，△T为用于超前决策的未来运行断面数据所对应的时刻相对于t0的时长；
[0026] 3)若[ts-(t0+△T)]小于设定时长，则将ts时刻的电力系统实时计划运行断面数据作为最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤8)，否则，将t0时刻的电力系统运行断面数据作为初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤4)；
[0027] 4)基于初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，对其中各个一次设备、二次设备分别进行投/停状态设置，生成设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤5)：
[0028] 5)若历史数据库中有除t0时刻之外的电力系统运行断面数据，则从历史数据库中选取运行断面所对应的时刻距t0最近的历史运行断面数据，将该历史运行断面数据所对应的时刻记为th，进入步骤6)，否则，进入步骤7)；
[0029] 6)分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
[0030] 将经过上述处理后得到的设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，作为最终的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，进入步骤8)；
[0031] 7)分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
[0032] 将经过上述处理后得到的设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，作为最终的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，进入步骤8)；
[0033] 8)基于最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，生成预想故障的可选紧急控制措施集，并针对预想故障进行安全稳定紧急控制优化策略计算，若在时长△T内能够在可选紧急控制措施集中计算出确保预想故障下电力系统安全稳定的紧急控制优化策略，则生成包括预想故障、紧急控制优化策略所对应的断面时刻tc、最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字 和紧急控制优化策略在内的超前决策信息，返回步骤1)，否则，返回步骤1)；
[0034] 其中，tc＝(t0+△T)。
[0035] 进一步，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤4)中，设置一次设备、二次设备的投/停状态的具体过程为：
[0036] 若设备在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态与在ts时刻的实时计划运行断面数据中投/停状态一致，则将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态保持不变；
[0037] 否则，对于二次设备，则将其在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投/停状态设置为停运状态；对于一次设备，则针对预想故障，分别基于t0时刻的电力系统运行断面数据和在t0时刻的电力系统运行断面数据的基础上变更其投/停状态后得到的电力系统运行断面数据，进行安全稳定评估，若设备投/停状态变更后安全稳定裕度升高，则将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态，否则，将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在ts时刻的实时计划运行断面数据中的投/停状态。
[0038] 进一步，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤6)中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：
[0039] 基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功，采用二次曲线拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功。
[0040] 进一步，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤6)中，对母线的电压进行插值计算的过程为：
[0041] 分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在th时刻、t0时刻和ts时刻的3个运行断面数据中的电压，采用二次曲线拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的两个运行断面数据中是投运的，则基于母线在这两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
[0042] 进一步，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤7)中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：
[0043] 基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，采用线性拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功。
[0044] 进一步，在电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的步骤7)中，对母线的电压进行插值计算的过程为：
[0045] 分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在t0时刻和ts时刻的两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
[0046] 进一步，预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤具体包括：
[0047] 1)循环判断所防御的预想故障是否发生，若预想故障发生，记录预想故障发生时刻tf以及tf时刻用于搜索预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字 则进入步骤2)；
[0048] 2)针对预想故障，当保存的超前决策信息中既有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，也有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则从紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t1，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 从紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t2，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 若(t2-t1)小于设定时长△T'且和 三者相同，则将 与 的并集作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)，否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)；
[0049] 当保存的超前决策信息中没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，或者没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则将从离线策略表中搜索到的离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3)；
[0050] 3)按步骤2)确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
[0051] 通过采用上述技术方案，本发明取得了下述技术效果：
[0052] 本发明提出的针对未来运行状态进行紧急控制优化决策计算，使得故障发生时刻的前后一段时间内均有与运行状态相对应的紧急控制优化策略，当故障发生时刻的用于搜索离线策略的“实时方式字”与距离故障发生时刻比较短的前后两个时刻的紧急控制优化策略的“实时方式字”都相同时，将该前后两个时刻的紧急控制优化策略的并集作为故障发生时刻的自适应紧急控制策略，实现了控制精度和可靠性的有机统一，提高了自适应紧急控制的工程实用性。
附图说明
[0053] 图1是本发明方法中电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的流程图的步骤1-步骤4。
[0054] 图2是本发明方法中电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的流程图的步骤5-步骤8。
[0055] 图3是本发明方法中预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行的流程图。
具体实施方式
[0056] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0057] 实施例一
[0058] 本实施例的电力系统安全稳定自适应紧急控制系统，由调度端中心站和厂站端控制站两部分组成，以下按照安全稳定自适应紧急控制系统只防御1个预想故障进行说明，对于多个预想故障则可以分别针对每个预想故障进行与下述相同的处理；
[0059] 调度端中心站包括三个模块：实时信息获取模块、紧急控制超前决策计算模块以及紧急控制优化策略下发模块，其中：
[0060] 实时信息获取模块负责按设定的周期(通常设置为5秒)循环接受厂站端控制站上送的紧急控制装置实时运行状态、实测信息和实时方式字S；实时方式字是指当前时刻用于从离线策略表中搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的方式字，例如一个或多个设备的投停组合；若实时信息获取模块相邻的前后两次接受到的实时方式字不同，则向紧急控制超前决策计算模块发送中止紧急控制超前决策计算指令。
[0061] 紧急控制超前决策计算模块负责按独立循环运行的方式，首先分别基于电力系统当前运行状态和实时计划、针对距当前时刻的设定时长DT(通常设置为5分钟)所对应时刻的电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；若紧急控制超前决策计算模块接受到实时信息获取模块发送来的中止紧急控制超前决策计算指令，则重新启动紧急控制超前决策计算模块。
[0062] 紧急控制优化策略下发模块负责在紧急控制超前决策计算模块生成了超前决策信息时，将超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站。
[0063] 厂站端控制站也包括三个模块：实时信息上送模块、超前决策信息接受模块以及预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块，其中：
[0064] 实时信息上送模块负责按照设定的周期(通常设置为5秒)向调度端中心站实时上送装置实时运行状态、实测信息、以及用于搜索所防御的预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字S。
[0065] 超前决策信息接受模块负责接受调度端中心站下发的超前决策信息，并保存。
[0066] 预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行模块负责在发生预想故障时选取自适应紧急控制策略，并根据所选的自适应紧急控制策略对电力系统实施紧急控制。
[0067] 实施例二
[0068] 本实施例的电力系统安全稳定自适应紧急控制方法，采用上述的电力系统安全稳定自适应紧急控制系统对电力系统进行控制，具体包括实时信息上送的步骤、实时信息获取的步骤、紧急控制超前决策计算的步骤、紧急控制优化策略下发的步骤、接受超前决策信息的步骤以及预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行的步骤共六个步骤；通过实时信息上送，将厂站端控制站的紧急控制装置实时运行状态信息、实测信息和实时方式字S上送到调度端中心站；通过实时信息获取，由调度端中心站接受厂站端控制站上送的上述信息；通过紧急控制超前决策计算，对电力系统未来运行状态进行估计，再针对估计的电力系统未来运行状态进行预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算，生成在估计的电力系统未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略，得到包括预想故障、电力系统未来运行状态的时刻、电力系统未来运行状态中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字和紧急控制优化策略在内的超前决策信息；通过紧急控制优化策略下发，由调度端中心站将生成的超前决策信息下发给负责防御超前决策信息中预想故障的厂站端控制站；通过接受超前决策信息，由厂站端控制站接受调度端中心站下发的超前决策信息并保存；通过预想故障发生后紧急控制策略的选取与执行，选择并确定最终的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
[0069] 本实施例的电力系统未来运行状态的估计以及在该未来运行状态下预想故障的安全稳定紧急控制优化策略计算的流程图如图1、图2所示。
[0070] 图1中步骤1：基于实时信息获取模块接受的厂站端控制站上送的实时信息，以及调度自动化系统中的电力系统实时信息，生成当前时刻t0的电力系统中设备的投/停状态及其运行信息，作为电力系统在t0时刻的运行断面数据，并保存到历史数据库中，进入步骤2；所述设备包括一次设备和二次设备；
[0071] 图1中步骤2：从电力系统实时计划数据中选取运行断面数据所对应的时刻不早于(t0+△T)且距(t0+△T)最近的实时计划运行断面数据，将该实时计划运行断面数据所对应的时刻记为ts，进入步骤3；
[0072] 其中，△T为用于超前决策的未来运行断面数据所对应的时刻相对于t0的时长，通常设置为5分钟；
[0073] 图1中步骤3：若[ts-(t0+△T)]小于设定时长(通常设置为1分钟)，则将ts时刻的电力系统实时计划运行断面数据作为最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤8，否则，将t0时刻的电力系统运行断面数据作为初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤4；
[0074] 图1中步骤4：基于初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，对其中各个一次设备、二次设备分别进行投/停状态设置，生成设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，进入步骤5；
[0075] 其中，设置一次设备、二次设备的投/停状态的具体过程为：
[0076] 若设备在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态与在ts时刻的实时计划运行断面数据中投/停状态一致，则将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态保持不变；
[0077] 否则，对于二次设备，则将其在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投/停状态设置为停运状态；对于一次设备，则针对预想故障，分别基于t0时刻的电力系统运行断面数据和在t0时刻的电力系统运行断面数据的基础上变更其投/停状态后得到的电力系统运行断面数据，进行安全稳定评估，若设备投/停状态变更后安全稳定裕度升高，则将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在t0时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态，否则，将设备在初始的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的投/停状态设置为其在ts时刻的实时计划运行断面数据中的投/停状态；
[0078] 图2中步骤5：若历史数据库中有除t0时刻之外的电力系统运行断面数据，则从历史数据库中选取运行断面所对应的时刻距t0最近的历史运行断面数据，将该历史运行断面数据所对应的时刻记为th，进入步骤6，否则，进入步骤7；
[0079] 图2中步骤6：分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
[0080] 将经过上述处理后得到的设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，作为最终的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，进入步骤8；
[0081] 其中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：基于电力系统在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功，采用二次曲线拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功；
[0082] 对母线的电压进行插值计算的过程为：分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在th时刻、t0时刻和ts时刻的3个运行断面数据中的电压，采用二次曲线拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的两个运行断面数据中是投运的，则基于母线在这两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在th时刻的历史运行断面数据、t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
[0083] 图2中步骤7：分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据中投运的发电机、负荷、换流站和母线，基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功，以及母线在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；
[0084] 将经过上述处理后得到的设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，作为最终的(t0+△T)时刻的电网运行断面数据，进入步骤8；
[0085] 其中，对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算的过程为：基于电力系统在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中发电机、负荷和换流站的有功、无功以及母线的电压，采用线性拟合方法分别对发电机、负荷和换流站的有功、无功进行插值计算，得到发电机、负荷和换流站在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的有功、无功；
[0086] 对母线的电压进行插值计算的过程为：分别针对设备投/停状态设置后的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中投运的母线，若母线在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中都是投运的，则基于母线在t0时刻和ts时刻的两个运行断面数据中的电压，采用线性拟合方法对其电压进行插值计算，得到其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压；若母线只在t0时刻的当前运行断面数据和ts时刻的实时计划运行断面数据中的一个运行断面数据中是投运的，则将母线在该运行断面数据中的电压作为其在(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中的电压。
[0087] 图2中步骤8：基于最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据，生成预想故障的可选紧急控制措施集，并针对预想故障进行安全稳定紧急控制优化策略计算，若在时长△T内能够在可选紧急控制措施集中计算出确保预想故障下电力系统安全稳定的紧急控制优化策略，则生成包括预想故障、紧急控制优化策略所对应的断面时刻tc、最终的(t0+△T)时刻的电力系统运行断面数据中与预想故障的离线控制策略搜索相关的实时方式字 和紧急控制优化策略在内的超前决策信息，返回步骤1，否则，返回步骤1；其中，tc＝(t0+△T)。
[0088] 本实施例的预想故障发生后紧急控制策略的选取及执行的流程如图3所示。
[0089] 步骤1：循环判断所防御的预想故障是否发生，若预想故障发生，记录预想故障发生时刻tf以及tf时刻用于搜索预想故障的紧急控制离线策略的实时方式字 则进入步骤2；
[0090] 步骤2：针对预想故障，当保存的超前决策信息中既有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，也有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则从紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t1，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 从紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息中搜索到紧急控制优化策略所对应的断面时刻距离tf最近的超前决策信息，将其中的紧急控制优化策略所对应的断面时刻记为t2，实时方式字记为 紧急控制优化策略记为 若(t2-t1)小于设定时长△T'(通常设置为5分钟)且 和 三者相同，则将 与 的并集作为自适应紧急控制策略，进入步骤3，否则，将离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3；
[0091] 当保存的超前决策信息中没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻超前于tf的超前决策信息，或者没有紧急控制优化策略所对应的断面时刻滞后于tf的超前决策信息时，则将从离线策略表中搜索到的离线策略作为自适应紧急控制策略，进入步骤3；
[0092] 步骤3：按步骤2确定的自适应紧急控制策略，对电力系统实施紧急控制。
[0093] 本发明不限于上述实施例，一切采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本发明要求保护的范围。
