海上电网电站安稳策略构建方法及系统

摘要

一种海上电网电站安稳策略构建方法及系统，涉及电网安稳策略构建方法及系统，特别涉及海上或小电网的安稳策略构建方法及系统。方法包括以下步骤：确定电网最小单元子网并进行安稳策略构建；通过“自下而上”方法对最小单元子网派生的子网直至总电网进行安稳策略构建；以子网“状态和连接属性”为设别因子进行安稳策略触发。本发明具有良好的可扩充性和继承性，在电网电站扩容的时候，为安稳策略构建和控制程序的编制修正减少大量的工作量；同时此方法也具有良好的继承性，原来得到用户长期验证认可的安稳策略和控制程序可以原封不动地在新的安稳策略和程序中继承下来，这个是安稳策略构建和控制程序开发中的一个很重要的方面，使新的升级之后安稳策略和控制程序的稳定可靠运行有了重要的保证。

说明书

技术领域

本发明涉及电网安稳策略构建方法及系统，特别涉及海上或小电网的安稳 策略构建方法及系统。

背景技术

早先海上孤岛电站因为系统比较小，可以使用穷举的方式针对每个可能发 生的跳闸事件，和该事件可能带来的问题提出预防措施并生成安稳策略（在电 网总拓扑条件下进行穷举，也就是“自上而下”的安稳系统构建方法），一旦 跳闸事件发生可快速根据预案进行处理（可达到100ms），确保电力系统安全。

采用穷举“由上而下”的方法进行安稳策略构建，是以分析可能发生的“事 件”为安稳策略触发条件，这种方法针对确定的小规模的海上油田群电网电站 是切实有效的，如2-3个电站联网的时候；但是随着海上石油开采技术不断提 高，海上石油开采规模越来越大，海上电网的联网规模也越来越大，不断有新 的电站平台和负荷平台需要接入到已有电网中，传统的方法在扩充电网的时候 遇到了以下的问题：

1、由于采用的是由上而下的安稳策略构建方法，一定要知道总体网络结 构才可能进行穷举，所以整个安稳策略构建的第一步就需要确定总电网，而当 新的节点接入的时候，那么势必总电网发生了变化，那么就要重新确定这个第 一步的工作，紧接着必然需要重新对所有可能性数据进行重新计算和校核，最 终生成新的安稳策略，导致安稳策略重新构建的数据工作量巨大；

2、基于原有电网的安稳策略的控制程序，往往是已经运行较长时间并验 证有效的，如采用自上而下的方法重构安稳策略，即使是涉及到以前的验证了 的部分控制程序，因为适应的电网状态变化，也需要重新长期运行验证才能得 到确认，以前工作成果不能很好继承，一旦新程序数据有缺陷，将要付出很大 的代价；

3、传统的自上而下安稳策略构建方法还有一个问题就是相应安稳控制程 序的出厂测试困难，从上到下，以动作事件为识别因子进行安稳策略触发，相 应控制逻辑需要通过多重的嵌套的判断以适应不同的运行方式，容易遗漏或重 复，另外因为电网运行工况很多且设定复杂，很难保证和安稳程序的测试和检 验是否准确有效。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可扩充和继承的海上电网电站安稳策略 构建方法。

本发明的目的之二在于提供一种可扩充和继承的海上电网电站安稳策略 构建系统。

本发明为达到上述目的之一所采用的技术方案是：一种海上电网电站安稳 策略构建方法，包括以下步骤：

A、确定电网最小单元子网并进行安稳策略构建

B、通过“自下而上”方法对最小单元子网派生的子网直至总电网进行 安稳策略构建；

C、以子网“状态和连接属性”为识别因子进行安稳策略触发。

进一步地，所述通过“自下而上”方法对最小单元子网派生的子网直至总 电网进行安稳策略构建，

子网1和子网2组成电网a，电网a的安稳策略为子网1安稳策略和子网 2安稳策略的集合加上子网1和子网2交集的安稳策略；电网a加入子网3组 成电网b，其中子网3与子网2连接，电网b的安稳策略为电网a安稳策略加 上子网3安稳策略、子网2和子网3交集的安稳策略、子网1、子网2和子网 3交集的安稳策略；如此逐步构成大子网直至总电网。

进一步地，所述安稳策略包括触发条件（识别因子）、需卸载负荷量、动 作设备清单；触发条件为子网的状态和连接属性，动作设备清单为预先根据实 时需卸载量和负载优先级别罗列并生成的动态卸载设备表。

本发明为达到上述目的之二所采用的技术方案是：一种海上电网电站安稳 策略构建系统，包括：

确定最小单元子网并构建安稳策略模块，分析电网，排除那些单动力或者 是单负载的子网，形成最后具有实质操作意义的最小单元子网，并构建最小单 元子网的安稳策略；

派生网安稳策略构建模块，通过“自下而上”方法对最小单元子网以上各 个级别派生的子网直至总电网进行安稳策略构建；

安稳策略触发模块，以子网“状态和连接属性”为识别因子进行安稳策略 触发；

安稳策略执行装置，用于切断负荷维持电网安全。

进一步地，所述安稳策略包括触发条件（识别因子）、需卸载负荷量、动 作设备清单；触发条件即为子网的状态和连接属性，动作设备清单即为预先根 据实时需卸载量和负载优先级别罗列并生成的动态卸载设备表。

本发明具有良好的可扩充性和继承性，在电网电站扩容的时候，为安稳策 略构建和控制程序的编制修正减少大量的工作量；同时此方法也具有良好的继 承性，原来得到用户长期验证认可的安稳策略和控制程序可以原封不动地在新 的安稳策略和程序中继承下来，这个是安稳策略构建和控制程序开发中的一个 很重要的方面，使新的升级之后安稳策略和控制程序的稳定可靠运行有了重要 的保证。

附图说明

图1是本发明较佳实施例之海上电网电站安稳构建方法的步骤流程示意 图。

图2是本发明较佳实施例之海上电网电站安稳构建系统的结构示意图。

图3是本发明较佳实施例之三的网络示意图。

图4是本发明较佳实施例之四的网络示意图。

图5是本发明较佳实施例之五的网络示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种海上电网电站安稳策略构建方法，包括以下步骤：

步骤S11、确定电网最小单元子网并进行安稳策略构建；

步骤S12、通过“自下而上”方法对最小单元子网派生的子网直至总电网 进行安稳策略构建；

步骤S13、以子网“状态和连接属性”为识别因子进行安稳策略触发。

所述安稳策略包括触发条件、需卸载负荷量、动作设备清单，触发条件包 括子网的对外连接属性，动作设备清单包括预先根据实时需卸载量和负载优先 级别罗列并生成卸载设备表。

如图3所示，当已有网络NET1（已有安稳策略及控制程序并稳定运行的 电网），需要添加新的节点V8/V8’进入原来的网络的时候，采取本发明的方法， 新的电网网络NET2可以看成是由NET1和V8/V8’两个子网组成，即使在这 种添加不确定的情况下，图中展示V8有可能在V1、V2、V3、V5、V3/V7等 不同地方接入的情况，原来NET1内部一整套已经得到验证的安稳策略及控制 程序也可以全部继承到新的网络NET2中间来使用，现在只需处理NET1子网 和V8/V8’子网（或节点）相互之间联系的部分即可，安稳策略的制订和控制 程序的编程关注的是相对于子网来说是状态和连接属性，而不是某个连接的动 作事件，由此可大大节约安稳策略重构及相应安稳控制程序开发及测试的工作 量。

如果按照传统的方法，首先需要确定电网的总体网络结构，然后通过穷举 识别可能受影响事件，再对每个事件动作制订相应的应对策略来完成所有安稳 控制策略实现。因为同一个V8的接入点的差异，总网的分析基准存在很大的 差异，相应的安稳策略和具体实现也具很大差异。对于同一个V8或V8’在V3 和V7点的相同开关动作事件由于实际网络连接的差异，其处理方式和处理方 法有极大的不同，因而需要在该事件前提下罗列所有可能的电网状态和各种连 接的组合并生成相对应的控制程序，对于其中的任何单个连接如V2-V3解列 动作等，均需要根据实际网络情况再次进行穷举，原有安稳控制策略和代码基 本需要推倒重新来过。由此，相关编程及测试和调试工作需要重新来过。

从上面描述可以看出，本发明的方法带来效率的提高，和对原来成熟稳定 策略的很好继承性，也就是说本发明的方法具有很好的扩充性。

图4示例了一个电网网络NET1，图中显示它由子网NET_A、NET_B、 NET_C、NET_D来构成，它们相互之间通过连接线K1、K3、K4、K5来进行 连接。

从图4中举例分析NET_A子网和NET_D子网之间的连接线K3，假定 K3由接通变成断开的情况，因为海上电网本身容量就比较小，且燃气透平机 组过载能力比较差，一旦该连接有比较大的输送潮流，两侧电网就可能打破电 力平衡导致失稳，这个就要求控制系统在较短的时间内做出相应的安稳控制动 作（通常要求的时间是100ms以内），来确保电网安全。那么从图4中可以看 出K3的断开就影响到子网NET_A、NET_D，也有可能影响NET_A-NET_B、 NET_D，还有可能影响NET_A-NET_B-NET_C、NET_D等各种组合，本发明 的方法舍弃了传统的以“动作事件”为识别因子的方法，是通过子网的“状态 或连接属性变化（动作事件结果）”为识别因子来分析组成电网的该子网是否 需要执行安稳策略及控制的条件；子网间通过相应连接形成新的子网，对新的 子网，以其“状态和连接属性”作为新子网安稳策略及控制的触发条件与识别 因子，以次类推，电网安稳策略的构建过程，就是一个不断由小的子网逐步到 大的子网最后到总网的一个过程。

以图4为例，NET_A子网，它的“状态和连接属性”包括两个实际连接 K1、K3，连接到子网NET_C-NET_B-NET_D，网络NET_A状态和对外的连 接属性有几种情况：（1）对外有两个或者两个以上连接；（2）对外有一个连接； （3）对外没有连接。其子网内安稳策略构建时只需要考虑该子网对外连接属 性为0（对外无连接状态）的状态形成作为安稳控制的触发条件（识别因子）； 作为子网的NET_A的安稳策略与单一的连接属性K1、K3均无直接相关。同 理NET_B-NET_C-NET_D组成的子网，它同样有两个连接K1、K3，连接到 子网NET_A，这部分电网安稳策略的触发条件（识别因子）为该部分电网对 外连接总和为0（对外无连接状态）状态的形成，与单一开关K1、K3的动作 均不相关。

图5为假设在图4中子网NET_A与子网NET_C-NET_B-NET_D组成的 电网中增加一个连接K2，按照本发明自下而上的以状态和连接属性作为识别 因子的安稳策略构建方法，以上安稳策略不需要做任何的调整。

从“自下而上”的安稳策略构建方法上，首先假定只有子网NET_C和子 网NET_B组成电网NET_C-NET_B，其安稳策略为子网NET_C的稳定策略和 子网NET_B的稳定策略的集合再加上NET_C-NET_B的安稳策略；在子网 NET_C-NET_B增加子网NET_D组成的电网安稳策略构建时，新构建的电网 安稳策略增加部分为子网NET_D的安稳策略、子网NET_B-NET_D的安稳策 略及NET_C-NET_B-NET_D的安稳策略，其中对于子网NET_B来说，不管 与NET_C及NET_D的连接状态如何，都不会影响到子网NET_B本身的稳定 策略，同样原来子网NET_C以及子网NET_C-NET_B的安稳策略及触发条件 （识别因子）不需要任何修正，成为新电网中安稳策略的一部分，被很好的继 承下来。

由小子网逐步构成大子网最后形成总网，这样一个过程就是一个非常规整 的自下而上的安稳策略构建方法。

如图2，一种海上电网电站安稳策略构建系统，包括：

确定最小单元子网并构建安稳策略模块21，分析电网，排除那些单动力 或者是单负载的子网，形成最后具有实质操作意义的最小单元子网；

派生网安稳策略构建模块22，通过“自下而上”方法对最小子网以上各 个级别派生的子网直至总电网进行安稳策略构建；

安稳策略触发模块23，以子网“状态和连接属性”为识别因子进行安稳 策略触发；

安稳策略执行装置24，用于切断负荷维持电网安全。

确定最小单元子网并构建安稳策略模块21生成的安稳策略继承给派生网 安稳策略构建模块22，派生网安稳策略构建模块22根据确定最小单元子网并 构建安稳策略模块21生成的安稳策略通过“自下而上”方法对最小子网以上 各个级别派生的子网直至总电网进行安稳策略构建，根据构建好的安稳策略设 计控制系统并不间断连续扫描运行，当监测到子网“状态和连接属性”达到触 发条件时由安稳策略触发模块23发送动作信号给安稳策略执行装置24，安稳 策略执行装置24切断策略中设定的负荷来维持电网安全。

所述安稳策略包括触发条件（识别因子）、需卸载负荷量、动作设备清单； 触发条件即为子网的状态和连接属性，动作设备清单即为预先根据实时需卸载 量和负载优先级别罗列并生成的动态卸载设备表。

本发明是一种海上电网电站安稳策略构建方法及系统，一种“自下而上” 的海上电网电站安稳策略构建，以子网“状态和连接属性”变化为识别因子来 进行安稳策略触发，该方法舍弃了传统的“自上而下”的海上电网电站安稳策 略构建，以子网“动作事件”为识别因子来进行安稳策略触发的方法，此安稳 策略构建方法在电网电站扩容的时候，体现了极大的优势，为安稳策略构建和 控制程序的编制减少很多的工作量，同时此行安稳策略构建方法具有良好的继 承性，以前得到用户长期运行验证的安稳策略和控制程序，可以为后来升级之 后安稳策略和控制程序完全继承下来。此电网电站安稳策略构建方法和系统具 有良好的可扩充性和继承性。