运行方式自适应的安控装置在线控制策略实现方法

摘要

一种运行方式自适应的安控装置在线控制策略实现方法，通过安控装置对运行方式的自动识别，与调度端在线计算得到的含多个运行方式的在线策略定值进行匹配和检验，而当运行方式发生变化、调度端尚未来得及计算并下发新的在线策略时装置能自动根据变化后的运行方式匹配装置内正在运行的对应的在线策略定值，一旦新的故障发生，安控装置可以按照与当前运行方式匹配的在线策略定值进行动作。本发明方法提高了安控装置在线策略定值对运行方式的适应性。

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，更具体地涉及一种运行方式自适应的安控装置在 线控制策略实现方法。

背景技术

安全稳定控制系统是保障电网安全稳定运行的重要组成部分，安全稳定控制策略则 是安全稳定控制系统的核心。方式计算人员或并行计算机系统根据研究电网拓扑和运行 情况，在大量稳定计算分析计算基础上，将计算得出的各个预想故障的控制策略及其相 关信息以特定格式存储在历史数据库中。控制策略表作为安全稳定控制策略的主要表现 方式，主要内容包括运行方式、故障方式、潮流方式、控制措施这四种类型信息，具体 描述如下：

（1）运行方式。选定某些电网元件（如机组、主变、线路）纳入运行方式集合， 每个元件的状态用布尔值表示，投运为“真”，故障停运或检修停运为“假”。当其中某 一个或某几个元件停运，即认为电网出现一种“元件停运状态”。

（2）故障方式。通过分别指定若干元件发生指定类型故障，构造预想故障集，例 如，双回线中一回线故障跳闸，短时间内另一回线无故障跳闸，或断面断开等。

（3）潮流方式。选定某些变量纳入潮流特征量集合，例如，线路或断面的有功功 率，枢纽变电站的母线电压等。这些变量组成的特征量集合的状态，决定了系统潮流方 式。

（4）控制措施。方式计算人员或并行计算机系统通过计算给出针对某一预想故障 的稳定控制量，例如，联切机组功率，或者联切负荷功率等。

目前，在国内外电网大量应用的是通过离线方式制定的离线控制策略表，根据各种 可能出现的运行方式下的预想故障类型，通过离线计算得出各种故障组合方式下为维持 系统稳定所需要的控制措施，分析归纳计算结果，整理生成策略表，存放在稳定控制装 置中，以备安控装置查找匹配稳定控制措施。

采用离线控制策略表存在的主要问题是:

（1）由于离线设计的控制策略表容量有限，不可能考虑实际电网的所有网络结构 和运行方式，因而在设计时只能按断面潮流和较严重的运行方式编制策略表，在实际运 行中很可能出现较大的过切，经济性能较差。

（2）离线设计的控制策略表主要针对正常运行时出现的运行方式，而对于多重故 障相继发生后的电网运行方式，则存在失配现象，导致稳定控制系统不能发挥作用，从 而影响电网运行的安全稳定。

国内外若干大停电事故反映了传统以“离线预决策，实时匹配”技术为基础的紧急 控制装置已经不能适应多重故障相继发生后的电网运行方式，迫切需要一种基于“在线 预决策，实时匹配”技术的在线安控系统。在线安控系统定时采集运行电网的运行工况， 定期（如5分钟）进行预想事故的计算分析，快速搜索给定故障集的、满足一定系统稳 定裕度值的、控制代价最小的控制策略，并下发至现场安控装置，作为下一个时间段内 的对策。一旦故障发生，现场安控装置按定期刷新的在线策略定值进行动作，与采用离 线控制策略的做法相比，在相同运行方式和故障方式下，通过使用在线刷新的潮流方式 定值，可以不切或少切机组或负荷，从而提高了经济运行性能，同时可以有效避免大停 电事故的发生。

为实现安控装置的策略定值更新，需要实现安控装置与调度端的通信。通讯方式可 以采取以太网互联方式，网络传输协议可以采用TCP/IP传输方式。在具体电网应用时 可采用综合数据网，也可选择2M专用通道。从网络传输可靠性和快速性要求出发，优 选2M专用通道。

通常在设计在线安控系统时，仅考虑调度端进行在线计算、生成在线控制策略时电 网所处的运行方式，这一做法存在一定的不足：当电网发生故障引起运行方式改变，由 于调度端需要根据故障触发重新进行在线策略计算，并下发新的在线策略定值；这一过 程通常需要数分钟，而在这段时间内一旦电网发生新的故障，将导致安控装置在启动时 没有与在线策略定值可匹配的运行方式，只能切换成离线策略定值方式，按照装置内部 的离线策略定值进行动作，从而牺牲了采用在线策略定值所带来的经济性和适应性。

发明内容

为了克服上述在运行方式发生变化、调度端尚未来得及计算并下发新的在线策略， 从而导致装置由于缺乏匹配的运行方式而只能切换成离线策略定值方式这一缺陷，本发 明提出一种运行方式自适应的安控装置在线控制策略实现方法，通过装置对运行方式的 自动识别，并与调度端在线计算得到的含多个运行方式的在线策略定值进行匹配，当运 行方式发生变化、调度端尚未来得及计算并下发新的在线策略时装置能自动根据变化后 的运行方式匹配装置内正在运行的相应的在线策略定值，提高了在线策略定值对运行方 式的适应性，从而能够充分发挥在线安控系统在提升电网安全、可靠、经济运行方面的 作用。

本发明具体采用以下技术方案。

一种运行方式自适应的安控装置在线控制策略实现方法，其特征在于，所述方法包 括如下步骤：

一、安控装置根据采集到的线路功率、压板状态、开关状态等信息进行电网运行方 式自动识别；

二、安控装置按设定周期间隔接受调度端计算并下发的在线控制策略定值；

三、安控装置根据对当前电网运行方式自动识别结果对接收的在线控制策略定值进 行检验，即判断在当前电网运行方式下，安控装置采集的电网参数是否满足在线控制策 略定值中所附加的策略生效条件，当满足所述策略生效条件时，安控装置工作于在线控 制策略定值方式，否则工作于离线控制策略定值方式；

四、当安控装置工作于在线控制策略定值方式时，如果电网运行方式发生变化，同 时调度端有新的在线策略定值下发，则返回步骤二；如果电网运行方式发生变化，而安 控装置尚未接受到新的在线控制策略定值，则装置自动识别新的运行方式，并返回步骤 三，即安控装置根据新的电网运行方式识别结果对安控装置内正在使用的在线控制策略 定值相关部分进行匹配，并进行检验是否满足所述策略生效条件；

五、当安控装置工作于在线控制策略定值方式时，如果安控装置采集的电网参数满 足当前电网运行方式所匹配的在线控制策略定值中的动作条件时，安控装置按与当前电 网运行方式所匹配的在线控制策略定值动作，否则，返回步骤一；此时，如果调度端正 在或即将下发新的在线控制策略定值，则安控装置将暂停在线控制策略定值的接受过 程，直至安控装置复归后重新接受调度端的在线策略定值；

六、当安控装置根据对当前电网运行方式自动识别结果对接收的在线控制策略定值 进行检验，不满足策略生效条件，安控装置运行于离线控制策略定值方式，如果安控装 置采集的电网参数满足当前电网运行方式所匹配的离线控制策略定值中的动作条件时， 安控装置按与当前电网运行方式所匹配的离线控制策略定值动作，否则，返回步骤一。

在步骤五中，安控装置暂停在线策略定值接受过程的做法，优选采用由安控装置主 动向调度端上送装置启动或复归状态量，通知调度端安控装置当前状态，保证安控装置 内部微处理器在装置动作时能够较少地受到外部干扰，从而提高装置动作的可靠性。

本发明的有益成果是通过安控装置对运行方式的自动识别，并与在线策略定值进行 匹配，提高了在线策略定值对运行方式的适应性，从而能够更好发挥在线安控系统在提 升电网安全、可靠、经济运行方面的作用。

附图说明

图1是运行方式自适应的安控装置控制过程示意图；

图2是双回线检修方式识别逻辑图；

图3是调度端与安控装置组成的在线安控系统示意图；

图4是安控装置启动时对调度端下发在线策略定值过程的处理方式。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

通过安控装置对运行方式的自动识别，与调度端在线计算得到的含多个运行方式的 在线策略定值进行匹配，当运行方式发生变化、调度端尚未来得及计算并下发新的在线 策略时装置能自动根据变化后的运行方式匹配装置内正在运行的相应的在线策略定值。

本发明以华北电网上都电厂在线安控装置作为实施例进行介绍。当上都电厂-承德 变500kV双回线路发生“N-1”故障时，另1回线路存在稳定问题，依据需要采取切除 上都电厂相应机组的控制措施。上都安控装置与调度中心负责在线计算的调度端通过 2M方式联接，用于上送测量数据，同时接收在线策略定值。

图1是运行方式自适应的安控装置控制过程示意图。结合图1，本发明方法各环节 具体设计步骤如下：

步骤一、安控装置根据采集到的线路功率、压板状态、开关状态等信息进行运行方式自 动识别。

以某500kV双回线为例，第I回线检修方式包含两种可能：1）线路的计划检修；2） 线路因为故障发生跳闸后自动转为该线检修方式。安控装置对该线路检修方式的自适应 识别具体逻辑如下：

1）线路的计划检修

为了便于装置区分线路跳闸是因为计划检修的人为操作，还是因为故障跳开，特别 设置了线路检修压板。在计划检修时，先将相应的检修压板投入，此时装置则识别为该 线路检修，转为检修方式，并不再执行与该线相关的控制逻辑。

2）线路发生故障跳闸

线路检修压板未投入情况下，当装置识别出线路跳闸时，则执行相关的控制逻辑， 之后等待装置整组复归（通常取5s）后，再切换运行方式为该线路检修方式。

上述描述对应的组合逻辑如图2所示。

本实施例中对线路串补的自适应判断则根据装置采集的“串补投入”压板状态来确 定串补实际投停状态，当“串补投入”压板投入时，串补投停状态为“1”，而当“串补 投入”压板退出时，串补投停状态为“0”。

步骤二、安控装置按设定周期间隔接受调度端计算并下发的在线策略定值。

图3是调度端与安控装置组成的在线安控系统示意图，由调度端根据运行方式和预 想故障计算出相应的控制策略，并下发给安控装置。

实施例中上都电厂上承线路串补投入、通道断面正常运行，调度端在线计算时考虑 的运行方式包括了串补退出这一可能的操作，生成的在线策略定值如表1。

表1 安控装置所接收的在线策略定值

  定值名称   本地显示(MW)   远方显示(MW)   上承串补投入功率低值   2400   2400   3机方式低值切机数   0   0   4机方式低值切机数   1   1   5机方式低值切机数   2   2   6机方式低值切机数   3   3   7机方式低值切机数   0   0   8机方式低值切机数   0   0   上承串补投入功率中值   2800   2800   3机方式中值切机数   1   1   4机方式中值切机数   2   2   5机方式中值切机数   3   3   6机方式中值切机数   4   4   7机方式中值切机数   0   0   8机方式中值切机数   0   0   上承串补投入功率高值   3200   3200   3机方式高值切机数   2   2   4机方式高值切机数   3   3   5机方式高值切机数   4   4   6机方式高值切机数   5   5   7机方式高值切机数   0   0

  定值名称   本地显示(MW)   远方显示(MW)   8机方式高值切机数   0   0   上承串补投入功率极限   3600   3600   上承串补检修功率低值   2000   2000   3机方式低值切机数   1   1   4机方式低值切机数   2   2   5机方式低值切机数   3   3   6机方式低值切机数   4   4   7机方式低值切机数   0   0   8机方式低值切机数   0   0   上承串补检修功率中值   2400   2400   3机方式中值切机数   2   2   4机方式中值切机数   3   3   5机方式中值切机数   4   4   6机方式中值切机数   5   5   7机方式中值切机数   0   0   8机方式中值切机数   0   0   上承串补检修功率高值   2800   2800   3机方式高值切机数   3   3   4机方式高值切机数   4   4   5机方式高值切机数   5   5   6机方式高值切机数   6   6   7机方式高值切机数   0   0   8机方式高值切机数   0   0   上承串补检修功率极限   3200   3200

步骤三、安控装置根据当前电网运行方式识别结果对接收的在线控制策略进行检验，并 根据在线控制策略是否满足策略生效条件，确定安控装置工作于在线策略定值方式或离 线策略定值方式。

判断在当前电网运行方式下，安控装置采集的电网参数根据是否满足在线控制策略 定值中所附加的策略生效条件，当满足所述策略生效条件时，确定安控装置工作于在线 控制策略定值方式或，否则工作于离线控制策略定值方式。

安控装置接收的在线策略定值中所附加的策略生效条件，优选采用在线策略定值中 体现潮流方式部分的断面功率档位上下限作为生效条件。

本实施例中，安控装置根据当前运行方式识别结果为串补投入、通道断面正常运行， 同时装置采集到的断面功率为3100MW，满足在线策略生效条件2400MW～3600MW。假定 装置在接收到上述策略定值前工作于离线策略定值方式，则经过生效条件检验，满足策 略定值有效性，装置切换至在线策略定值方式。

步骤四、当安控装置工作于在线控制策略定值方式时，如果电网运行方式发生变化，同 时调度端有新的在线策略定值下发，则返回步骤二；如果电网运行方式发生变化，而安 控装置尚未接受到新的在线控制策略定值，则装置自动识别新的运行方式，并返回步骤 三，即安控装置根据新的电网运行方式识别结果对安控装置内正在使用的在线控制策略 定值相关部分进行匹配，并进行检验是否满足所述策略生效条件。

本实施例中，由于装置已经处于在线策略定值方式，此时若进行串补退出操作，则装置 根据运行方式识别结果为串补退出方式，则对应的在线策略生效条件为断面功率范围 2000MW～3200MW。操作前实际断面功率为3100MW，如果操作后变为3150MW，仍 然满足生效条件，因此装置仍保持在线策略定值方式。

步骤五、当安控装置工作于在线控制策略定值方式时，如果安控装置采集的电网参数满 足当前电网运行方式所匹配的在线控制策略定值中的动作条件时，安控装置按与当前电 网运行方式所匹配的在线控制策略定值动作，否则，返回步骤一；此时，如果调度端正 在或即将下发新的在线控制策略定值，则安控装置将暂停在线控制策略定值的接受过 程，直至安控装置复归后重新接受调度端的在线策略定值。

本实施例中，安控装置处于启动状态时对调度端的下发在线策略定值处理方式如图 4。当安控装置进入启动状态时，向调度端发送安控装置启动状态量（值为1）；当安控 装置由启动状态复归时，向调度端发送安控装置启动状态量（值为0）。

当安控装置启动状态量为1时，安控装置不处理调度端下发的在线策略定值相关报文， 同时调度端暂停在线策略定值的下发过程，直至安控装置启动状态量恢复为0。

步骤六、当安控装置根据对当前电网运行方式自动识别结果对接收的在线控制策略定值 进行检验，不满足策略生效条件，安控装置运行于离线控制策略定值方式，如果安控装 置采集的电网参数满足当前电网运行方式所匹配的离线控制策略定值中的动作条件时， 安控装置按与当前电网运行方式所匹配的离线控制策略定值动作，否则，返回步骤一。

本实施例中，安控装置根据当前运行方式识别结果为串补退出、通道断面正常运行， 由于负荷波动原因装置采集到的断面功率为3250MW，而在线策略生效条件为2000MW～ 3200MW，对在线策略定值进行生效条件检验时不满足策略定值有效性，因此装置工作于 离线策略定值方式。此时，一旦电网发生故障，安控装置将按与当前串补退出方式所匹 配的离线控制策略定值进行动作。

以上实施例用以说明本发明方法通过装置对运行方式的自动识别，与调度端在线计 算得到的含多个运行方式的在线策略定值进行匹配，当运行方式发生变化、调度端尚未 来得及计算并下发新的在线策略时装置能自动根据变化后的运行方式匹配装置内正在 运行的相应的在线策略定值，提高了在线策略定值对运行方式的适应性，从而能够更好 发挥在线安控系统在提升电网安全、可靠、经济运行方面的作用。