一种自适应解列控制方法及系统转让专利

申请号 : CN201710433394.3

文献号 : CN107017635B

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发明人 : 罗钢沈沉乔煌煌杨银国钱峰吴国炳李力谭伟易杨

申请人 : 广东电网有限责任公司电力调度控制中心清华大学

摘要 :

本发明公开一种自适应解列控制方法,所述方法包括当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列;根据广度优先搜索算法确定电磁环网;根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列;对解列后获得的各孤岛采取紧急措施,保证孤岛稳定运行。本发明综合考虑电磁环网约束条件,不仅能完善现有的自适应解列控制,还能提高电网的安全稳定性。

权利要求 :

1.一种自适应解列控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列;

根据广度优先搜索算法确定电磁环网;

根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;

按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列,获得多个孤岛;

对各所述孤岛进行处理,保证各所述孤岛稳定运行;

所述根据广度优先搜索算法确定电磁环网,具体步骤包括:获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对;

以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点;

任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径;其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数;

判断所述连通路径是否存在非最短路径,获得第一判断结果;

当所述第一判断结果为是时,判断在所述非最短路径上是否存在第二节点,获得第二判断结果;所述第二节点为220kV节点;

当所述第一判断结果和所述第二判断结果均为是时,确定所述非最短路径为电磁环网,并剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;

当所述第一判断结果和所述第二判断结果至少一个结果为否时,剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;

当所述第三判断结果为是时,重新选取第一节点对k;当所述第三判断结果为否时,选取所有的电磁环网;

所述根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式,具体步骤包括:根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离;

根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内;

判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内,获得第四判断结果;

当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式;

所述第一节点为500kV节点。

2.根据权利要求1所述的自适应解列控制方法,其特征在于,在所述根据广度优先算法确定电磁环网步骤前,还包括:基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式;所述第一节点为500kV节点。

3.根据权利要求1所述的自适应解列控制方法,其特征在于,所述节点电气距离公式为:Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij    (2);

其中,Zij,equ表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。

4.一种自适应解列控制系统,其特征在于,所述系统包括:第一确定模块,用于当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列;

第二确定模块,用于根据广度优先搜索算法确定电磁环网;

第三确定模块,用于根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;

解列模块,用于按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列,获得多个孤岛;

紧急措施采取模块,用于对各所述孤岛进行处理,保证孤岛稳定运行;

所述第二确定模块,具体包括:

第一节点对确定单元,用于获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对;

节点确定单元,用于以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点;

连通路径确定单元,用于任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径,其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数;

第一判断单元,用于判断所述连通路径是否存在非最短路径,获得第一判断结果;

第二判断单元,用于当所述第一判断结果为是时,判断在所述非最短路径上是否存在第二节点,获得第二判断结果;所述第二节点为220kV节点;

第三判断单元,用于当所述第一判断结果和所述第二判断结果均为是时,确定所述非最短路径为电磁环网,并剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;当所述第一判断结果和所述第二判断结果至少一个结果为否时,剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;

选取单元,用于当所述第三判断结果为是时,重新选取第一节点对k;当所述第三判断结果为否时,选取所有的电磁环网;

所述第三确定模块,具体包括:

节点间距离确定单元,用于根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离;

划分单元,用于根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内;

第四判断单元,用于判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内,获得第四判断结果;

电磁环网解列方式确定单元,用于当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式;

所述第一节点为500kV节点。

5.根据权利要求4所述的自适应解列控制系统,其特征在于,在第一确定模块和第二确定模块之间还包括:第四确定模块,用于基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式;所述第一节点为500kV节点。

6.根据权利要求4所述的自适应解列控制系统,其特征在于,所述节点电气距离公式为:Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij     (2);

其中,Zij,equ表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。

说明书 :

一种自适应解列控制方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统技术领域,特别是涉及一种自适应解列控制方法及系统。

背景技术

[0002] 电网在发生严重故障,结构完整性得不到保证的情况下,需要采取解列控制措施避免系统崩溃,解列断面的搜索是解列控制措施最重要的研究内容之一。在常规的电力系统中,一般情况下是不允许存在电磁环网的,仅在特殊的情况下是允许电力系统电磁环网运行,如电网规划时期、管理体制不健全时期、电网新旧交替初期,电磁环网的存在给电网的运行管理带来麻烦,也给电网的发展带来不确定因素。
[0003] 目前,现有的自适应解列控制方法包括基于有序二元决策图(ordered binary decision diagram,英文简称OBDD)的三阶段方法,基于慢同调的解列控制方法;基于有序二元决策图OBDD的三阶段方法考虑的约束条件有同步约束、功率平衡约束和静态稳定约束;而基于慢同调的解列控制方法考虑的约束条件有慢同调约束、弱连接约束、功率平衡约束。显然现有的自适应解列控制方法中只考虑了同调约束、孤岛功率平衡约束、静态稳定约束等约束条件,并没有考虑电磁环网这一约束条件,因此常规的自适应解列控制通常假设电网中并不存在电磁环网,只在高等级的线路上解列,这些方法考虑实际电网的解列策略时,将低电压等级的节点收缩到高电压等级节点,一般只考虑500kv线路上进行解列。但采用上述的自适应解列控制方法将高电压等级线路开断后,电网并没有真正解列成几个孤岛,仍然会导致电磁环网低电压等级线路潮流过大,故障进一步扩大。
[0004] 针对上述问题,如何将电磁环网约束条件应用到自适应解列控制方法是电力系统技术领域迫切需要解决的技术问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种自适应解列控制方法及系统,综合考虑电磁环网约束条件,以提高电网的安全稳定性。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了一种自适应解列控制方法,所述方法包括以下步骤:
[0007] 当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列;
[0008] 根据广度优先搜索算法确定电磁环网;
[0009] 根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;
[0010] 按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列,获得多个孤岛;
[0011] 对各所述孤岛进行处理,保证各所述孤岛稳定运行。
[0012] 可选的,在所述根据广度优先算法确定电磁环网步骤前,还包括:
[0013] 基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式;所述第一节点为500kV节点。
[0014] 可选的,所述根据广度优先搜索算法确定电磁环网,具体步骤包括:
[0015] 获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对;
[0016] 以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点;
[0017] 任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径;其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数;
[0018] 判断所述连通路径是否存在非最短路径,获得第一判断结果;
[0019] 当所述第一判断结果为是时,判断在所述非最短路径上是否存在第二节点,获得第二判断结果;所述第二节点为220kV节点;
[0020] 当所述第一判断结果和所述第二判断结果均为是时,确定所述非最短路径为电磁环网,并剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;当所述第一判断结果和所述第二判断结果至少一个结果为否时,剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;
[0021] 当所述第三判断结果为是时,重新选取第一节点对k;当所述第三结果为否时,选取所有的电磁环网。
[0022] 可选的,所述根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式,具体步骤包括:
[0023] 根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离;
[0024] 根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内;
[0025] 判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内获得第四判断结果;
[0026] 当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式。
[0027] 可选的,所述节点电气距离公式为:
[0028] Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij   (2);
[0029] 其中,Zij,eq表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。
[0030] 本发明还提供一种自适应解列控制系统,所述系统包括:
[0031] 第一确定模块,用于当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列;
[0032] 第二确定模块,用于根据广度优先搜索算法确定电磁环网;
[0033] 第三确定模块,用于根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;
[0034] 解列模块,用于按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列,获得多个孤岛;
[0035] 紧急措施采取模块,用于对各所述孤岛进行处理,保证孤岛稳定运行。
[0036] 可选的,在第一确定模块和第二确定模块之间还包括:
[0037] 第四确定模块,用于基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式;所述第一节点为500kV节点。
[0038] 可选的,所述第二确定模块,具体包括:
[0039] 第一节点对确定单元,用于获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对;
[0040] 节点确定单元,用于以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点;
[0041] 连通路径确定单元,用于任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径,其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数;
[0042] 第一判断单元,用于判断所述连通路径是否存在非最短路径,获得第一判断结果;
[0043] 第二判断单元,用于当所述第一判断结果为是时,判断在所述非最短路径上是否存在第二节点,获得第二判断结果;所述第二节点为220kV节点;
[0044] 第三判断单元,用于当所述第一判断结果和所述第二判断结果均为是时,确定所述非最短路径为电磁环网,并剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;当所述第一判断结果和所述第二判断结果至少一个结果为否时,剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;
[0045] 选取单元,用于当所述第三判断结果为是时,重新选取第一节点对k;当所述第三结果为否时,选取所有的电磁环网。
[0046] 可选的,所述第三确定模块,具体包括:
[0047] 节点间距离确定单元,用于根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离;
[0048] 划分单元,用于根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内;
[0049] 第四判断单元,用于判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内,获得第四判断结果;
[0050] 电磁环网解列方式确定单元,用于当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式。
[0051] 可选的,所述节点电气距离公式为:
[0052] Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij   (2);
[0053] 其中,Zij,eq表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。
[0054] 根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:首先判断电网是否需要解列;然后根据广度优先算法确定电磁环网;根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式;按照预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列;最后对解列后获得的各孤岛采取紧急措施,保证孤岛稳定运行。本发明综合考虑电磁环网约束条件,不仅能完善现有的自适应解列控制,还能提高电网的安全稳定性。

附图说明

[0055] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方式,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0056] 图1为本发明实施例自适应解列控制方法总体流程图;
[0057] 图2为本发明实施例基于OBDD的三阶段法求解框架图;
[0058] 图3为本发明实施例基于慢同调的解列控制方法求解框架图;
[0059] 图4为本发明实施例自适应解列控制方法局部流程图;
[0060] 图5为本发明实施例两节点间端口等值阻抗示意图;
[0061] 图6为本发明实施例自适应解列控制系统结构图;
[0062] 图7为本发明实施例7个节点连接图;
[0063] 图8为本发明实施例库湾到曲江具体距离图。

具体实施方式

[0064] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方式进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的多个其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0065] 本发明的目的是提供一种自适应解列控制方法及系统,综合考虑电磁环网约束条件,以提高电网的安全稳定性。
[0066] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0067] 本发明先明确几个具有物理意义的名词解释,具体包括:解列、电磁环网、电气距离。
[0068] 解列:当发电机和电力系统其他部分之间、系统的一部分和系统其他部分之间失去同步并无法恢复同步时,将它们之间的联系切断,分成相互独立、互不联系的两部分的技术措施,最终为维持电力系统稳定运行、防止事故扩大造成严重后果的重要措施。
[0069] 电磁环网:电磁环网也称为高低压电磁环网,是指通过两端变压器磁回路的联接,使得两组不同电压等级的线路并联运行的现象。电磁环网中高压线路的断开导致潮流的转移,很可能造成事故的进一步扩大。
[0070] 电气距离:电气距离常用来描述节点之间或者节点与系统之间联系的紧密程度,其定义方式非常多,可用等值阻抗矩阵中某些量之间的运算关系表示。如果某些节点之间电气联系紧密,电气距离小,则应该将这些节点划分到同一个孤岛上。
[0071] 图1为本发明实施例自适应解列控制方法总体流程图,如图1所示。本发明实施例为了方便论述,所以将500kV节点称为第一节点,将220kV节点称为第二节点。
[0072] 本发明自适应解列控制方法具体包括以下步骤:
[0073] 步骤100:当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列。
[0074] 步骤200:基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式。
[0075] 步骤300:根据广度优先搜索算法确定电磁环网。
[0076] 步骤400:根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式。
[0077] 步骤500:按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列获得多个孤岛。
[0078] 步骤600:对各所述孤岛进行处理,保证各所述孤岛稳定运行。
[0079] 下面对各个步骤进行详细介绍。
[0080] 步骤200:基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式。
[0081] 图2给出了基于OBDD的三阶段法求解框架图,如图2所示。所述基于有序二元决策图OBDD的三阶段法确定各第一节点之间的解列方式的具体步骤为:
[0082] 1)、调度中心进一步对当前的失稳模式进行分析,在线识别出同调机群。
[0083] 2)、确定各第一节点之间的解列方式。这一步是三阶段法最关键的一部分,其采用的是“搜索+校验”的思路。从图2中可知,为了得到合理的解列断面,搜索阶段采用的约束条件为同调机群约束以及孤岛功率平衡约束。前一个约束条件要求将异步机群隔离到不同的孤岛上,这是解列策略可行的必要条件。后一个约束条件要求内的电力供应与负荷要大致相等,以保证负荷的供电。加入约束条件后,解列策略空间大大缩少。然后对每一个满足约束条件的候选策略进行静态稳定校验,得到有稳态工作点的解即为合理的解列策略。
[0084] 图3为本发明实施例基于慢同调的解列控制方法求解框架图,如图3所示。基于慢同调的解列控制以电力系统线性化模型为基础。首先推导电力系统的状态方程组,得到状态矩阵,接着求取状态矩阵的特征根,进而对系统进行多时间尺度特性分析;如果系统的快慢模式分界线较为清晰,则系统适合解列。接着选取系统的慢模式组,对系统节点进行慢同调分群。解列断面选择的基本思路是,在电力系统发生大扰动导致系统失稳的情况下,将实际分群与慢同调分群结果进行对比,如果两者吻合,则可以在慢同调群之间的弱连接线路处解列,否则将根据机组实际分群情况确定解列断面。可见,所述基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式的具体步骤包括:
[0085] 1)、尽力系统线性化模型,进行特征分析。
[0086] 2)、选取系统慢模式,系统节点慢同调分群。
[0087] 3)、识别同调群之间弱连接线路。
[0088] 4)、故障后,根据具体的失稳模式确定各第一节点之间的解列方式。
[0089] 步骤300:根据广度优先搜索算法确定电磁环网。
[0090] 图4为本发明实施例自适应解列控制方法局部流程图,如图4所示。所述根据广度优先搜索算法确定电磁环网,具体步骤包括:
[0091] 步骤301:获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对。
[0092] 步骤302:以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点。
[0093] 步骤303:任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径,其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数。
[0094] 步骤304:判断所述连通路径是否存在非最短路径;若存在,则执行步骤305;否则执行步骤306;
[0095] 步骤305:判断在所述非最短路径上是否存在第二节点;若是,则所述非最短路径为电磁环网,并执行步骤306;否则执行步骤306。
[0096] 步骤306:剔除第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0;若是,则执行步骤303;否则选取所有的电磁环网。
[0097] 步骤400:根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式。
[0098] 图5为本发明实施例两节点间端口等值阻抗示意图,如图5所示。节点之间电气距离的定义方式很多,本发明节点i、j之间电气距离定义为两点之间的端口等值阻抗Zij,equ。在i、j组成的二端口网络中,输入单位电流eij,用两点之间端口电压Uij除以电流eij就能得到端口等值阻抗Zij,equ,具体详见以下公式:
[0099] Zij,equ=Uij/eij=Uij   (1);
[0100] 根据叠加原理,二端口等值阻抗用节点等值阻抗来表示,具体的节点电气距离公式为:
[0101] Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij   (2);
[0102] 其中,Zij,eq表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。
[0103] 所述所述根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式,具体步骤包括:
[0104] 步骤401:根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离。
[0105] 步骤402:根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内。
[0106] 步骤403:判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内,获得第四判断结果。
[0107] 步骤404:当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式。
[0108] 步骤500:按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列。
[0109] 由于电网中各个链路的重要度不同,所以本发明根据各链路的重要程度设定开关执行的时间和顺序,因此本发明按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列。
[0110] 步骤600:对各所述孤岛进行处理,保证各所述孤岛稳定运行。
[0111] 对解列后获得的孤岛采取进行处理,所述处理方法具体包括:切机切负荷、调整发电机频率。当孤岛内发电大于负荷的时候,切除部分发电机,当负荷大于发电的时候,切除部分负荷。当孤岛系统频率偏大或偏小时,调整发电机频率,维持孤岛频率稳定。
[0112] 图6为本发明实施例自适应解列控制系统结构图,如图6所示,所述系统包括:第一确定模块1、第四确定模块2、第二确定模块3、第三确定模块4、解列模块5、紧急措施采取模块6。
[0113] 第一确定模块1,用于当电网发生故障、在线监测系统失稳时,确定电网需要解列。
[0114] 第四确定模块2,用于基于有序二元决策图OBDD的三阶段法或基于慢同调的解列控制方法确定各第一节点之间的解列方式;所述第一节点为500kV节点。
[0115] 第二确定模块3,用于根据广度优先搜索算法确定电磁环网。所述第二确定模块,具体包括:第一节点对确定单元、节点确定单元、连通路径确定单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元、选取单元。
[0116] 第一节点对确定单元,用于获取n个第一节点,根据n个所述第一节点确定n(n-1)/2个第一节点对。
[0117] 节点确定单元,用于以各所述第一节点为初始起点,根据广度优先搜索算法依次确定与各所述第一节点相连的节点。
[0118] 连通路径确定单元,用于任意选取第一节点对k,根据与各所述第一节点相连的节点确定第一节点对k内的两个所述第一节点之间的连通路径,其中1≤k≤n(n-1)/2,k取整数。
[0119] 第一判断单元,用于判断所述连通路径是否存在非最短路径,获得第一判断结果。
[0120] 第二判断单元,用于当所述第一判断结果为是时,判断在所述非最短路径上是否存在第二节点,获得第二判断结果;所述第二节点为220kV节点。
[0121] 第三判断单元,用于当所述第一判断结果和所述第二判断结果均为是时,确定所述非最短路径为电磁环网,并剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果;当所述第一判断结果和所述第二判断结果至少一个结果为否时,剔除所述第一节点对k,判断剩余第一节点对的个数是否大于0,获得第三判断结果。
[0122] 选取单元,用于当所述第三判断结果为是时,重新选取第一节点对k;当所述第三结果为否时,选取所有的电磁环网。
[0123] 第三确定模块4,用于根据所述电磁环网确定电磁环网的解列方式。所述第三确定模块,具体包括:节点间距离确定单元、划分单元、第四判断单元、电磁环网解列方式确定单元。
[0124] 节点间距离确定单元,用于根据节点电气距离公式确定各所述电磁环网中的各所述第二节点分别到第一节点对k中的两个所述第一节点之间的距离。
[0125] 所述节点电气距离公式为:
[0126] Zij,equ=Zii+Zjj-2Zij   (2);
[0127] 其中,Zij,eq表示节点i、j之间的端口等值阻抗,Zii为节点i的自阻抗,Zjj为节点j的自阻抗,Zij为节点i、j之间的互阻抗。
[0128] 划分单元,用于根据距离最小规则将各所述第二节点划分到与各所述第二节点之间电气距离最小的所述第一节点所在的孤岛内。
[0129] 第四判断单元,用于判断电磁环网上的各个所述第二节点是否全部划分到同一孤岛内,获得第四判断结果。
[0130] 电磁环网解列方式确定单元,用于当所述第四判断结果表示为全部划分到同一孤岛内,则需要将与各所述第二节点之间电气距离最大的所述第一节点处变压器断开作为电磁环网的解列方式;当所述第四判断结果表示为没有全部划分到同一孤岛内,则将位于两个不同孤岛内的相连的两个所述第二节点之间断开作为电磁环网的解列方式。
[0131] 解列模块5,用于按照开关预设的时间和顺序对所述解列方式进行解列,获得多个孤岛。
[0132] 紧急措施采取模块6,用于对各所述孤岛进行处理,保证孤岛稳定运行。
[0133] 本发明中的自适应解列控制方法能够自动适应系统运行方式的变化,不管是拓扑结构的变化还是潮流状态的改变都具有很好适应性。
[0134] 案例1:
[0135] 自适应解列控制通过在初始的决策空间中不断加入约束条件,逐步得到解列策略。考虑的约束条件有同调约束、孤岛功率平衡约束、静态稳定约束等,基于OBDD的三阶段法可确定各第一节点之间的解列方式。工程实际中,解列装置一般安装于较高电压等级的线路上,即第一节点线路,因此基于OBDD的三阶段法只能确定第一节点线路是否开断。如果第一节点-第二节点线路之间存在电磁环网,而得到的解列策略刚好在电磁环网第一处断开,还需要给出相应第二节点线路的解列方式。
[0136] 图7给出了7个节点之间的连接图,以图7为例,本发明采用广度优先搜索发搜索与各第一节点相连的节点,假设V0、V1、V2、V3均为第一节点,即500kV节点,V4、V5、V6均为第二节点,即220kV节点,采用广度优先算法进行搜索,先搜索得到4个第一节点,并以4个第一节点为初始节点,即以V0、V1、V2、V3为初始节点,遍历相连节点。在遍历过程中,不再考虑已经找到的节点。以V0为例进行详细描述,第一次搜索找到V0相连节点{V1,V2,V4};第二次搜索,找到V2相连节点{V0,V1,V5},找到V1相连节点{V0,V2,V3},找到V4相连节点{V0,V6},除去已经找到的节点,第二次搜索找到的新节点有{V3,V5,V6};第三次搜索没有找到新节点,所以与V0相连的节点为{V1,V2,V4,V3,V5,V6}。同理可找到分别与V1、V2、V3相邻的节点为{V0,V2,V4,V3,V5,V6}、{V0,V1,V5,V3,V4,V6}、{V1,V0,V2,V4,V5,V6}。以V0、V2为第一节点对,确定第一节点对内的两个第一节点V0、V2之间的连通路径有3条,即V0-V2、V0-V1-V2、V0-V4-V6-V5-V2,因为V0-V4-V6-V5-V2连通路径不是最短路径且存在3个第二节点,所以V0-V4-V6-V5-V2为电磁环网。(因为V0-V2和V0-V1-V2之间的连通路径属于第一节点之间连通,所以第一节点之间的具体解列方式根据OBDD的三阶段法确定各第一节点之间的解列方式),同理可确定其他第一节点对内的第一节点之间是否存在电磁环网。
[0137] 采用节点电气距离公式(2)分别计算第二节点V4、V5、V6与第一节点V0、V2之间的电气距离,并将节点划分到电气距离更小的节点所在的孤岛内,比如第二节点V4、V6与V0之间的电气距离更小,说明第二节点V4、V6与V0之间联系更为紧密,则将这两个节点归到V0所在孤岛内,第二节点V5与节点V2之间的电气距离更小,则将这个节点归到第一节点V2所在孤岛内,因此将在第二节点V5与V6断开作为电磁环网的具体解列方式。(如第二节点V4、V5、V6均与V0之间的电气距离更小,说明第二节点V4、V5、V6均与V0之间联系更为紧密,则将这三个节点归到V0所在孤岛内,此时需要将V2-V5之间的变压器断开,这种情况在实际电网中几乎不可能发生,因为变压器的阻抗很小,V2、V5之间的电气联系很紧密,V5、V6均为电力线路,阻抗一般较大,所以V5一般情况下会属于V2。)。
[0138] 案例2:
[0139] 本发明中的具体实施例采用广东电网2015年夏大数据首先,采用广度优先搜索算法找到广东电网的电磁环网一共23处,其具体详见表1。
[0140] 表1广东电网的电磁环网
[0141]
[0142]
[0143] 根据表1,判断23处的节点是否需要断开。本发明以其中一处即库湾与曲江之间存在电磁环网为例进行分析。如果要将库湾、曲江划分到不同的孤岛上除了断开两者之间的第一节点线路,还需要断开第二节点线路。具体计算了月亮湾、朗新、韶关A厂分别与库湾、曲江节点的电气距离,如图8所示。
[0144] 表2第二通路上节点与两端第一节点电气距离
[0145]
[0146] 由表2和图8可知,月亮湾节点与库湾节点电气距离更小,联系更紧密,因此将月亮湾节点与库湾节点划分为同一孤岛;而朗新节点、韶关A厂与曲江电气距离更小,联系更为紧密,因此将朗新节点、韶关A厂与曲江电气划分为同一孤岛;因为月亮湾节点、朗新节点、韶关A厂为第二节点,所以需要将断开月亮湾-朗新双回线以及月亮湾-韶关A厂双回线断开。
[0147] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0148] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。