基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，包括獲取電網(wǎng)的預測潮流；建立預想事故集：生成針對預想事故集的緊急控制輔助決策和控制目標和事故后電網(wǎng)預防控制輔助決策和控制目標；生成事故預案；選取事故預案作為匹配預案，完成電網(wǎng)事故預案的實現(xiàn)。本發(fā)明提供的這種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，依托在線安全穩(wěn)定分析系統(tǒng)，通過嚴謹?shù)某绷黝A測、科學的事故預想與斷面搜索、成熟的運行分析校核與控制輔助決策，設計了完整的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)流程，建立了電網(wǎng)事故前預案自動編寫、事故時預案即時彈出、全過程安全監(jiān)視的功能機制，促進了預案的質(zhì)量提升和應用高效，降低了調(diào)度員勞動強度及事故處理風險。
【專利說明】
基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領域，具體涉及一種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自 動化實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國家經(jīng)濟技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化程度已經(jīng)越來越高，如何讓電網(wǎng)穩(wěn) 定、自動的運行，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的主要研究方向之一。
[0003]在線安全穩(wěn)定分析系統(tǒng)（以下簡稱在線系統(tǒng)）以大數(shù)據(jù)、精確仿真、并行計算、自動 分析等為特點，具備安全分析與輔助決策功能，為電網(wǎng)實現(xiàn)事故前預案自動編寫、事故時預 案即時彈出、全過程安全監(jiān)視提供了良好平臺。在線平臺一方面基于電網(wǎng)目標潮流，能快 速、同步實施六類安全分析并給出相應的控制輔助決策；另一方面基于數(shù)據(jù)共享及功能程 序嵌入，能整合系統(tǒng)潮流預測、預想事故搜集、控制斷面搜索、事故監(jiān)視、預案匹配等模塊協(xié) 同運行。
[0004] 電網(wǎng)事故預案是指導事故處理、保障電網(wǎng)安全的重要機制，通常針對由系統(tǒng)檢修、 方式變化、氣候突變、特殊時期保電等引起的高風險運行工況，根據(jù)電網(wǎng)實際編寫相應的預 控及事故應對措施。傳統(tǒng)事故預案一般基于區(qū)域電網(wǎng)離線潮流，對電網(wǎng)進行N-1掃描或特定 多重故障的暫穩(wěn)、靜穩(wěn)分析，借助人工經(jīng)驗干預調(diào)整，形成控制決策。該過程工作量大，而且 受離線潮流及人員分析水平影響，難以保證預案的準確性、完整性及實施效果。且長久以 來，電網(wǎng)事故預案的編寫都依靠人工完成，而絕大部分預案最終并未得到實施，放松緊惕的 心理導致預案機制逐漸流于形式。與此同時，預案一般存檔管理，一旦發(fā)生事故無法第一時 間提供指導，不利于事故控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效提高事故預案的實現(xiàn)質(zhì)量、有效降低調(diào)度人 員工作強度和事故處理風險的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法。
[0006] 本發(fā)明提供的這種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，包括如下步 驟：
[0007] S1.獲取電網(wǎng)的預測潮流；
[0008] S2.結合電網(wǎng)事故的普遍規(guī)律和步驟S1獲取的電網(wǎng)預測潮流，通過N-1篩選法、概 率預測法、最速故障軌跡法和等效事故法建立預想事故集：
[0009] 概率預測法通過對設備因山火、冰凍、雷雨、大風、設備老化所致事故的分類統(tǒng)計， 結合與事故對應的氣溫、降雨量、風速、運行年限客觀因素數(shù)據(jù)，采用GM灰預測模型分別進 行事故風險關聯(lián)預測，并經(jīng)加權匯總評估該設備在目標方式下發(fā)生非停的風險概率，選取 高非停風險設備代入預想事故，以此建立電網(wǎng)N-1及N-2預想事故集；
[0010] 等效事故法通過對受特定設備結構、運行環(huán)境、保電要求限制的輸變電系統(tǒng)，根據(jù) 預想事故的影響，以等效事故對該類預想事故進行描述與鑒別，建立"N-2"或"N-多"預想事 故，形成等效預想事故集；
[0011] S3.根據(jù)步驟S2建立的預想事故集，逐一將預想事故集代入步驟S1得到的電網(wǎng)預 測潮流，搜索電網(wǎng)的控制斷面并分析，生成針對預想事故集的緊急控制輔助決策和控制目 標；
[0012] S4.針對事故后的電網(wǎng)，代入步驟S3得到的緊急控制輔助決策和控制目標，生成事 故后電網(wǎng)預防控制輔助決策和控制目標；
[0013] S5.根據(jù)步驟S2得到的預想事故集和步驟S3、步驟S4得到的控制輔助決策和控制 目標，生成事故預案；
[0014] S6.實際電網(wǎng)在運行中發(fā)生事故時，從步驟S5得到的事故預案中選取目標方式、故 障類型和故障設備與實際電網(wǎng)一致、負荷水平和潮流大小最接近實際電網(wǎng)潮流斷面的事故 預案作為匹配預案，指導事故處理，完成電網(wǎng)事故預案的自動化實現(xiàn)。
[0015] 步驟S1所述的獲取電網(wǎng)的預測潮流，為將電網(wǎng)負荷側等效至220kV母線，結合調(diào)度 所制訂的未來日前、周內(nèi)、月度周期的開機方式、發(fā)電計劃、檢修計劃，獲取預測潮流；同時 對全網(wǎng)220kV母線同步進行基于歷史數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)的分布負荷短期、超短期預測，獲取電 網(wǎng)日內(nèi)、日前預測潮流。
[0016] 步驟S2所述的概率預測法，具體包括如下步驟：
[0017] 步驟1)收集所有設備在目標環(huán)境下，對應的電網(wǎng)歷年同時期出現(xiàn)的每一設備的事 故記錄，以及目標發(fā)生事故時所處環(huán)境的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、風速和設備運行年 限數(shù)據(jù)；
[0018] 步驟2)將上述事故記錄折算為該設備相應類型的事故風險數(shù)據(jù):事故越嚴重，折 算的事故風險數(shù)據(jù)越大；
[0019] 步驟3)預測所有設備在目標環(huán)境下，所處的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、風速、設 備運行年限數(shù)據(jù)，采用GM灰度預測模型計算事故風險數(shù)據(jù)在目標環(huán)境下的預測數(shù)據(jù)，并取 預測數(shù)據(jù)的平均值作為該設備在目標方式下的非停風險概率；
[0020] 步驟4)根據(jù)步驟3)得到的各個設備的非停風險概率，選取電網(wǎng)設備帶入預想事故 集，建立N-1和N-2預想事故集。
[0021] 步驟1)所述的目標環(huán)境，包括火山、冰凍、雷雨、大風和設備老化;所述的事故記 錄，包括跳閘、跳閘重合、被迫停運、被迫退自動重合閘ZCH和無影響。
[0022] 步驟3)所述的采用GM灰度預測模型計算事故風險數(shù)據(jù)在目標環(huán)境下的預測數(shù)據(jù)， 具體包括如下步驟：
[0023]①將事故風險數(shù)據(jù)按時間排列為內(nèi):數(shù)據(jù)序列，以相應的最高氣溫A、最低氣溫B、降 雨量C、風速D、設備運行年限E的數(shù)據(jù)為因素序列，排列形成PSl-A、PSl-B、P Sl-C、PSl-D、PSl-E 序列組；
[0024]②以PSl*主序列，因素序列作為關聯(lián)序列，對主序列及因素序列的元素數(shù)據(jù)分別 作1-AG0累加生成P(1)、A(1)和緊鄰均值生成P(2)、A (2);
[0025]③根據(jù)GM(1，2)模型
[0026] P(1)(k)+aP(2)(k)=bA(1)(k)
[0027] 求取模型參數(shù)包n = (a，b)，其中n表示序列元素個數(shù)，1彡k彡n。
[0028] n = (aTa)_1aT0 ~-Pl2,(2) A(l)(2)" 「 n -P'2'(3) An,(3)
[0029] a = . v .' -P(2){n) Ain(n) _
[0030] P=[P(1)(2)P(1)(3)---P(1)(n)]T
[0031] ④確定近似時間響應式
[0033]以及累減還原式
[0034] Pl(k + l)^P,u(/c+l)-P,n(l)
[0035] 式中€(A + 1)即為所求的預測值。
[0036] 步驟4)所述的選取電網(wǎng)設備，可以采用比例選取法或閾值選取法。
[0037] 步驟S2所述的等效事故法，具體包括如下步驟：
[0038]步驟A.獲取電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)信息；
[0039] 步驟B.根據(jù)負荷預測及發(fā)電安排，提取目標電網(wǎng)主網(wǎng)架、保電區(qū)域、設備異常區(qū) 域、運行高風險區(qū)域的重負荷、大方式潮流斷面；
[0040] 步驟C.對保電線路及其輸電斷面、可能導致跳閘的異常設備、可能過載或被迫停 運的運行設備、存在動態(tài)穩(wěn)定問題的故障設備，結合包括事故跳閘伴隨的切機、切負荷、備 自投動作在內(nèi)的自動控制策略，建立N-2乃至"N-多"預想事故，形成等效預想事故集。
[0041] 步驟A所述的運行數(shù)據(jù)信息，包括電網(wǎng)結構圖、目標方式典型潮流，目標地區(qū)廠站 內(nèi)部接線方式、機組及開關設備功能狀態(tài)、聯(lián)切配置、備自投配置、需要保電的時段、區(qū)域、 線路及廠站，保供負荷及電能質(zhì)量需求、主網(wǎng)或地區(qū)電網(wǎng)中樞紐廠站及主要送電通道存在 的一次、二次設備異常狀況及影響范圍、自然災害、工程施工、負荷突變對電網(wǎng)造成的可以 預見的設備破壞、潮流劇變影響、電網(wǎng)本身存在的可能導致功角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)、系統(tǒng)振蕩 問題的典型故障類型及其穩(wěn)控策略。
[0042] 步驟S3所述的搜索電網(wǎng)的控制斷面，具體包括如下步驟：
[0043] 對于同一電壓等級的輸電線路斷面，主要步驟如下：
[0044] (1)選擇一個合并區(qū)域作為開始的搜尋區(qū)域；
[0045] (2)確定搜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路；
[0046] (3)選擇搜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合；
[0047] (4)進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的網(wǎng)絡:如果是，則確認是 輸電斷面，轉到步驟(1)進行下一次搜索;否則進行步驟(5);
[0048] (5)選擇搜索區(qū)域所有功率流入線路相連的其他合并區(qū)域，和本搜索區(qū)域合并為 新的搜索區(qū)域，轉到步驟(2);
[0049] 對于跨不同電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)斷面，主要步驟如下：
[0050] (1)選擇任一變電站作為開始的搜索區(qū)域；
[0051 ] (2)確定搜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路；
[0052] (3)選擇搜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合；
[0053] (4)不考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的 網(wǎng)絡;如果是，轉到步驟(5);否則，進行步驟(6);
[0054] (5)考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否是不含低電壓等級的高電 壓等級輸電斷面;如果是，則放棄；否則，確認是電磁環(huán)網(wǎng)輸電斷面，進而轉到步驟（1)進行 下個站的搜索；
[0055] (6)選擇搜索區(qū)域所有功率流入線路相連的站，和本搜索區(qū)域合并為新的搜索區(qū) 域，轉到步驟(2)。
[0056] 步驟S6所述的選取目標方式、故障類型和故障設備與實際電網(wǎng)一致，具體為事故 類型、故障設備和全網(wǎng)負荷等級要求與實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)一致;所述的選取負荷水平和潮流大 小最接近潮流斷面，具體為全網(wǎng)負荷量、火電開機方式、事故前停運設備和故障設備潮流方 向要求與實際電網(wǎng)的潮流斷面數(shù)據(jù)最接近。
[0057] 本發(fā)明提供的這種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，依托在線安全 穩(wěn)定分析系統(tǒng)，通過嚴謹?shù)某绷黝A測、科學的事故預想與斷面搜索、成熟的運行分析校核與 控制輔助決策，設計了完整的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)流程，建立了電網(wǎng)事故前預案自動 編寫、事故時預案即時彈出、全過程安全監(jiān)視的功能機制，促進了預案的質(zhì)量提升和應用高 效，降低了調(diào)度員勞動強度及事故處理風險。
【附圖說明】
[0058]圖1為本發(fā)明的方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0059] 如圖1所示為本發(fā)明的方法流程示意圖：
[0060] 本發(fā)明提供的這種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，包括如下步 驟：
[0061] S1.獲取電網(wǎng)的預測潮流：
[0062] 將電網(wǎng)負荷側等效至220kV母線，結合調(diào)度所制訂的未來日前、周內(nèi)、月度周期的 開機方式、發(fā)電計劃、檢修計劃，獲取預測潮流；同時對全網(wǎng)220kV母線同步進行基于歷史數(shù) 據(jù)、環(huán)境參數(shù)的分布負荷短期、超短期預測，獲取電網(wǎng)日內(nèi)、日前預測潮流；
[0063] S2.結合電網(wǎng)事故的普遍規(guī)律和步驟S1獲取的電網(wǎng)預測潮流，通過N-1篩選法、概 率預測法、最速故障軌跡法和等效事故法建立預想事故集：
[0064] N-1篩選法:通過全網(wǎng)靜穩(wěn)、暫穩(wěn)、短路電流、小干擾N-1校核掃描快速篩選出可能 導致設備過載、斷面越限、功角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)、短路電流超標、動態(tài)弱阻尼問題的N-1事故， 并剔除重復的、穩(wěn)控可控的事故，提取關鍵事故作為N-1危急事故集;具體包括如下步驟：
[0065] 步驟1)收集所有設備在目標環(huán)境(包括火山、冰凍、雷雨、大風和設備老化)下，對 應的電網(wǎng)歷年同時期出現(xiàn)的每一設備的事故記錄(包括跳閘、跳閘重合、被迫停運、被迫退 自動重合閘ZCH和無影響），以及目標發(fā)生事故時所處環(huán)境的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、 風速和設備運行年限數(shù)據(jù)；
[0066] 步驟2)將上述事故記錄折算為該設備相應類型的事故風險數(shù)據(jù):事故越嚴重，折 算的事故風險數(shù)據(jù)越大；
[0067] 步驟3)預測所有設備在目標環(huán)境下，所處的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、風速、設 備運行年限數(shù)據(jù)，采用GM灰度預測模型計算事故風險數(shù)據(jù)在目標環(huán)境下的預測數(shù)據(jù)，并取 預測數(shù)據(jù)的平均值作為該設備在目標方式下的非停風險概率;具體包括如下步驟：
[0068]①將事故風險數(shù)據(jù)按時間排列為內(nèi):數(shù)據(jù)序列，以相應的最高氣溫A、最低氣溫B、降 雨量C、風速D、設備運行年限E的數(shù)據(jù)為因素序列，排列形成PSl-A、PSl-B、P Sl-C、PSl-D、PSl-E 序列組；
[0069] ②以PSl*主序列，因素序列作為關聯(lián)序列，對主序列及因素序列的元素數(shù)據(jù)分別 作1-AG0累加生成P (1)、A(1)和緊鄰均值生成P(2)、A(2);
[0070] ③根據(jù)GM(1，2)模型
[0071] P(1)(k)+aP(2)(k)=bA(1)(k)
[0072] 求取模型參數(shù)包n = (a，b)，其中n表示序列元素個數(shù)，1彡k彡n。
[0073] n = (aTa)_1aT0 --嚴(2) A ⑴(2)' -P(2,(3) A0)(3)
[0074] a = . V . -Pr-\n) Am{n) ^
[0075] P=[P(1)(2)P(1)(3)---Pa)(n)] T
[0076] ④確定近似時間響應式
[0078]以及累減還原式
[0079] Psl(k + i) = P,l>(k+l)-Ptl'(k)
[0080] 式中+ 1)即為所求的預測值。
[0081] 步驟4)根據(jù)步驟3)得到的各個設備的非停風險概率，選取電網(wǎng)設備帶入預想事故 集，建立N-1和N-2預想事故集；
[0082] 其中，選取電網(wǎng)設備可以采用比例選取法或閾值選取法:采用比例選取法選取時， 可以按照設備總數(shù)選取一定百分比（如10%)的電網(wǎng)設備;采用閾值選取法選取時，可以按 照非停概率的高低選取，比如選取非停概率高于〇. 5的設備；
[0083] 概率預測法:通過對設備因山火、冰凍、雷雨、大風、設備老化所致事故的分類統(tǒng) 計，結合與事故對應的氣溫、降雨量、風速、運行年限客觀因素數(shù)據(jù)，采用GM灰預測模型分別 進行事故風險關聯(lián)預測，并經(jīng)加權匯總評估該設備在目標方式下發(fā)生非停的風險概率，選 取高非停風險設備代入預想事故，以此建立電網(wǎng)N-1及N-2預想事故集；
[0084] 最速故障軌跡法:通過搜索可能導致電網(wǎng)解列、失穩(wěn)或崩潰的最小連鎖故障集，確 定對電網(wǎng)安全威脅最大的電網(wǎng)多重連鎖事故；
[0085] 等效事故法:通過對受特定設備結構、運行環(huán)境、保電要求限制的輸變電系統(tǒng)，根 據(jù)預想事故的影響，以等效事故對該類預想事故進行描述與鑒別，建立"N-2"或"N-多"預想 事故，形成等效預想事故集;具體包括如下步驟：
[0086] 步驟A.獲取電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)信息，具體包括電網(wǎng)結構圖、目標方式典型潮流，目標 地區(qū)廠站內(nèi)部接線方式、機組及開關設備功能狀態(tài)、聯(lián)切配置、備自投配置、需要保電的時 段、區(qū)域、線路及廠站，保供負荷及電能質(zhì)量需求、主網(wǎng)或地區(qū)電網(wǎng)中樞紐廠站及主要送電 通道存在的一次、二次設備異常狀況及影響范圍、自然災害、工程施工、負荷突變對電網(wǎng)造 成的可以預見的設備破壞、潮流劇變影響、電網(wǎng)本身存在的可能導致功角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)、 系統(tǒng)振蕩問題的典型故障類型及其穩(wěn)控策略；
[0087] 步驟B.根據(jù)負荷預測及發(fā)電安排，提取目標電網(wǎng)主網(wǎng)架、保電區(qū)域、設備異常區(qū) 域、運行高風險區(qū)域的重負荷、大方式潮流斷面；
[0088] 步驟C.對保電線路及其輸電斷面、可能導致跳閘的異常設備、可能過載或被迫停 運的運行設備、存在動態(tài)穩(wěn)定問題的故障設備，結合包括事故跳閘伴隨的切機、切負荷、備 自投動作在內(nèi)的自動控制策略，建立N-2乃至"N-多"預想事故，形成等效預想事故集；
[0089] S3.根據(jù)步驟S2建立的預想事故集，逐一將預想事故集代入步驟S1得到的電網(wǎng)預 測潮流，搜索電網(wǎng)的控制斷面并分析，生成針對預想事故集的緊急控制輔搜索電網(wǎng)的控制 斷面時，可以采用以下方法：
[0090] 對于同一電壓等級的輸電線路斷面，主要步驟如下：
[0091] (1)選擇一個合并區(qū)域作為開始的搜尋區(qū)域；
[0092] (2)確定搜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路；
[0093] (3)選擇搜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合；
[0094] (4)進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的網(wǎng)絡:如果是，則確認是 輸電斷面，轉到步驟(1)進行下一次搜索;否則進行步驟(5);
[0095] (5)選擇搜索區(qū)域所有功率流入線路相連的其他合并區(qū)域，和本搜索區(qū)域合并為 新的搜索區(qū)域，轉到步驟(2);
[0096] 對于跨不同電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)斷面，主要步驟如下：
[0097] (1)選擇任一變電站作為開始的搜索區(qū)域；
[0098] (2)確定搜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路；
[0099] (3)選擇搜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合；
[0100] (4)不考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的 網(wǎng)絡;如果是，轉到步驟(5);否則，進行步驟(6);
[0101] (5)考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否是不含低電壓等級的高電 壓等級輸電斷面;如果是，則放棄；否則，確認是電磁環(huán)網(wǎng)輸電斷面，進而轉到步驟（1)進行 下個站的搜索；
[0102] (6)選擇搜索區(qū)域所有功率流入線路相連的站，和本搜索區(qū)域合并為新的搜索區(qū) 域，轉到步驟(2)。助決策和控制目標；
[0103] S4.針對事故后的電網(wǎng)，代入步驟S3得到的緊急控制輔助決策和控制目標，生成事 故后電網(wǎng)預防控制輔助決策和控制目標；
[0104] S5.根據(jù)步驟S2得到的預想事故集和步驟S3、步驟S4得到的控制輔助決策和控制 目標，生成事故預案；
[0105] S6.實際電網(wǎng)在運行中發(fā)生事故時，從步驟S5得到的事故預案中選取目標方式、故 障類型和故障設備與實際電網(wǎng)一致、負荷水平和潮流大小最接近實際電網(wǎng)潮流斷面的事故 預案作為匹配預案，在調(diào)度監(jiān)視畫面中自動彈出，以指導事故處理，從而完成電網(wǎng)事故預案 的全過程自動化實現(xiàn)。
[0106]所述的選取目標方式、故障類型和故障設備與實際電網(wǎng)一致，具體為事故類型、故 障設備和全網(wǎng)負荷等級要求與實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)一致;所述的選取負荷水平和潮流大小最接近 潮流斷面，具體為全網(wǎng)負荷量、火電開機方式、事故前停運設備和故障設備潮流方向要求與 實際電網(wǎng)的潮流斷面數(shù)據(jù)最接近。
[0107] 以下結合一個具體實施例對本發(fā)明方法進行進一步說明：
[0108] 將本發(fā)明方法應用于湖南省500kV五崗線、220kV奇變?nèi)z修重疊石廠機組全停 事故預案編制及管理。根據(jù)該方式典型負荷日全網(wǎng)分布負荷預測及開機方式、發(fā)電曲線、設 備停電情況，提取負荷高峰時刻全網(wǎng)預測潮流，統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1:
[0109] 表1目標方式預測潮流統(tǒng)計數(shù)據(jù)
[0111] 為建立基于上述目標方式的預想事故集，首先，采用在線系統(tǒng)的靜態(tài)安全、暫態(tài)穩(wěn) 定N-1故障掃描，篩選出全網(wǎng)存在靜穩(wěn)、暫穩(wěn)問題的N-1危急事故集;其次，根據(jù)歷年同期全 網(wǎng)設備故障、跳閘分類統(tǒng)計、預測及最速故障軌跡法分析結論，結合全網(wǎng)同桿并架及帶病運 行設備信息，經(jīng)在線平臺安全校核，篩選出全網(wǎng)存在靜穩(wěn)、暫穩(wěn)問題的N-2危急事故集。所得 預想事故集見下表2:
[0112] 表2預想危急事故集明細
[0114]將上述500kV崗變#1T跳閘事故導入在線系統(tǒng)，基于基態(tài)潮流的事故前六類分析、 按緊急控制輔助決策調(diào)整的事故后潮流六類分析結論見表3,據(jù)此生成的緊急控制、預防控 制輔助決策及其控制目標見表4。
[0115]表3崗#1T跳閘事故前、后六類分析
[0117]表4輔助決策及控制目標
[0118]
[0119] 表1、表2結合表4所示即為在目標方式下崗變#1T跳閘事故的控制預案，該預案根 據(jù)輔助決策先后執(zhí)行緊急控制、預防控制措施。在調(diào)度DTS系統(tǒng)調(diào)取目標方式潮流并模擬該 跳閘事故，經(jīng)事故監(jiān)視、預案匹配模塊甄別，系統(tǒng)準確彈出該事故控制預案，控制效果見表 5,表明控制預案能實現(xiàn)預防控制目標。
[0120] 表5事故預案控制效果
[0122] 本方法通過嚴謹?shù)某绷黝A測、科學的事故預想與斷面搜索、成熟的運行分析校核 與控制輔助決策實現(xiàn)了事故預案編制的全過程自動化，促進了預案的質(zhì)量提升和高效流 轉，大為降低了調(diào)度員勞動強度及事故處理風險。
[0123] 本方法通過事故監(jiān)視與預案匹配模塊，實現(xiàn)了電網(wǎng)事故時相應預案自動篩選、即 時彈出的功能，為調(diào)度員處理事故提供了快速、便捷的決策支持，有效提高了預案應用及電 網(wǎng)事故處理的效率。
【主權項】
1. 一種基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，包括如下步驟：51. 獲取電網(wǎng)的預測潮流；52. 結合電網(wǎng)事故的普遍規(guī)律和步驟Sl獲取的電網(wǎng)預測潮流，通過N-I篩選法、概率預 測法、最速故障軌跡法和等效事故法建立預想事故集： 概率預測法通過對設備因山火、冰凍、雷雨、大風、設備老化所致事故的分類統(tǒng)計，結合 與事故對應的氣溫、降雨量、風速、運行年限客觀因素數(shù)據(jù)，采用GM灰預測模型分別進行事 故風險關聯(lián)預測，并經(jīng)加權匯總評估該設備在目標方式下發(fā)生非停的風險概率，選取非停 風險設備代入預想事故，W此建立電網(wǎng)N-I及N-2預想事故集； 等效事故法通過對受特定設備結構、運行環(huán)境、保電要求限制的輸變電系統(tǒng)，根據(jù)預想 事故的影響，W等效事故對該類預想事故進行描述與鑒別，建立"N-2"或"N-多"預想事故， 形成等效預想事故集；53. 根據(jù)步驟S2建立的預想事故集，逐一將預想事故集代入步驟Sl得到的電網(wǎng)預測潮 流，捜索電網(wǎng)的控制斷面并分析，生成針對預想事故集的緊急控制輔助決策和控制目標；54. 針對事故后的電網(wǎng)，代入步驟S3得到的緊急控制輔助決策和控制目標，生成事故后 電網(wǎng)預防控制輔助決策和控制目標；55. 根據(jù)步驟S2得到的預想事故集和步驟S3、步驟S4得到的控制輔助決策和控制目標， 生成事故預案；56. 實際電網(wǎng)在運行中發(fā)生事故時，從步驟S5得到的事故預案中選取目標方式、故障類 型和故障設備與實際電網(wǎng)一致、負荷水平和潮流大小最接近實際電網(wǎng)潮流斷面的事故預案 作為匹配預案，指導事故處理，完成電網(wǎng)事故預案的自動化實現(xiàn)。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在于 步驟Sl所述的獲取電網(wǎng)的預測潮流，為將電網(wǎng)負荷側等效至220kV母線，結合調(diào)度所制訂的 未來日前、周內(nèi)、月度周期的開機方式、發(fā)電計劃、檢修計劃，獲取預測潮流；同時對全網(wǎng) 220kV母線同步進行基于歷史數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)的分布負荷短期、超短期預測，獲取電網(wǎng)日內(nèi)、 日前預測潮流。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在 于步驟S2所述的概率預測法，具體包括如下步驟： 步驟1)收集所有設備在目標環(huán)境下，對應的電網(wǎng)歷年同時期出現(xiàn)的每一設備的事故記 錄，W及目標發(fā)生事故時所處環(huán)境的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、風速和設備運行年限數(shù) 據(jù)； 步驟2)將上述事故記錄折算為該設備相應類型的事故風險數(shù)據(jù):事故越嚴重，折算的 事故風險數(shù)據(jù)越大； 步驟3)預測所有設備在目標環(huán)境下，所處的最高氣溫、最低氣溫、降雨量、風速、設備運 行年限數(shù)據(jù)，采用GM灰度預測模型計算事故風險數(shù)據(jù)在目標環(huán)境下的預測數(shù)據(jù)，并取預測 數(shù)據(jù)的平均值作為該設備在目標方式下的非停風險概率； 步驟4)根據(jù)步驟3)得到的各個設備的非停風險概率，選取電網(wǎng)設備帶入預想事故集， 建立N-I和N-2預想事故集。4. 根據(jù)權利要求3所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在于 步驟1)所述的目標環(huán)境，包括火山、冰凍、雷雨、大風和設備老化;所述的事故記錄，包括跳 閩、跳閩重合、被迫停運、被迫退自動重合閩ZCH和無影響。5. 根據(jù)權利要求4所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在于 步驟3)所述的采用GM灰度預測模型計算事故風險數(shù)據(jù)在目標環(huán)境下的預測數(shù)據(jù)，具體包括 如下步驟： ① 將事故風險數(shù)據(jù)按時間排列為Psi數(shù)據(jù)序列，W相應的最高氣溫A、最低氣溫B、降雨量 C、風速D、設備運行年限E的數(shù)據(jù)為因素序列，排列形成?51-4爪1-8、？51-(：、？51-0、？51-6序列 組； ② WPsi為主序列，因素序列作為關聯(lián)序列，對主序列及因素序列的元素數(shù)據(jù)分別作1- AGO累加生成pW、A<i>和緊鄰均值生成pW、A^ ; ③ 根據(jù)GM(1，2)模型 P(i)(k)+aP(2)(k)=bA("化） 求取模型參數(shù)包11 = (3,6)，其中11表示序列元素個數(shù)，1《4《11。 H = (QTa)-IaTp -_F"(2) - _ -尸。1(3) J…(3) a 二. . p=[P(i)(2)p(i)(3)...P(i)(n)]T ④ 確定近似時間響應式 P"> (A +1)=心("(1) _ 互,4(1)林 +1) V-姑 +' 之#)'巧.+1) V 幻' J 汪 W及累減還原式 爲巧+ 1)=戶…化+ 1)-戶…W) 式中f^U + 0即為所求的預測值。6. 根據(jù)權利要求3所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在于 步驟4)所述的選取電網(wǎng)設備，可W采用比例選取法或闊值選取法。7. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在 于步驟S2所述的等效事故法，具體包括如下步驟： 步驟A.獲取電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)信息； 步驟B.根據(jù)負荷預測及發(fā)電安排，提取目標電網(wǎng)主網(wǎng)架、保電區(qū)域、設備異常區(qū)域、運 行高風險區(qū)域的重負荷、大方式潮流斷面； 步驟C.對保電線路及其輸電斷面、可能導致跳閩的異常設備、可能過載或被迫停運的 運行設備、存在動態(tài)穩(wěn)定問題的故障設備，結合包括事故跳閩伴隨的切機、切負荷、備自投 動作在內(nèi)的自動控制策略，建立N-2乃至"N-多"預想事故，形成等效預想事故集。8. 根據(jù)權利要求7所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在于 步驟A所述的運行數(shù)據(jù)信息，包括電網(wǎng)結構圖、目標方式典型潮流，目標地區(qū)廠站內(nèi)部接線 方式、機組及開關設備功能狀態(tài)、聯(lián)切配置、備自投配置、需要保電的時段、區(qū)域、線路及廠 站，保供負荷及電能質(zhì)量需求、主網(wǎng)或地區(qū)電網(wǎng)中樞紐廠站及主要送電通道存在的一次、二 次設備異常狀況及影響范圍、自然災害、工程施工、負荷突變對電網(wǎng)造成的可W預見的設備 破壞、潮流劇變影響、電網(wǎng)本身存在的可能導致功角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)、系統(tǒng)振蕩問題的典型 故障類型及其穩(wěn)控策略。9. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征在 于步驟S3所述的捜索電網(wǎng)的控制斷面，具體包括如下步驟： 對于同一電壓等級的輸電線路斷面，主要步驟如下： (1) 選擇一個合并區(qū)域作為開始的捜尋區(qū)域； (2) 確定捜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路； (3) 選擇捜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合； (4) 進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的網(wǎng)絡：如果是，則確認是輸電 斷面，轉到步驟(1)進行下一次捜索;否則進行步驟(5); (5) 選擇捜索區(qū)域所有功率流入線路相連的其他合并區(qū)域，和本捜索區(qū)域合并為新的 捜索區(qū)域，轉到步驟(2); 對于跨不同電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)斷面，主要步驟如下： (1) 選擇任一變電站作為開始的捜索區(qū)域； (2) 確定捜索區(qū)域的所有功率流出線路和流入線路； (3) 選擇捜索區(qū)域的所有功率流出線路作為一個集合； (4) 不考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否將系統(tǒng)分為兩個獨立的網(wǎng) 絡;如果是，轉到步驟(5);否則，進行步驟(6); (5) 考慮低電壓等級網(wǎng)絡，進行網(wǎng)絡拓撲分析，判斷是否是不含低電壓等級的高電壓等 級輸電斷面;如果是，則放棄；否則，確認是電磁環(huán)網(wǎng)輸電斷面，進而轉到步驟（1)進行下個 站的捜索； (6) 選擇捜索區(qū)域所有功率流入線路相連的站，和本捜索區(qū)域合并為新的捜索區(qū)域，轉 到步驟(2)。10. 根據(jù)權利要求1或2所述的基于在線平臺的電網(wǎng)事故預案自動化實現(xiàn)方法，其特征 在于步驟S6所述的選取目標方式、故障類型和故障設備與實際電網(wǎng)一致，具體為事故類型、 故障設備和全網(wǎng)負荷等級要求與實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)一致;所述的選取負荷水平和潮流大小最接 近潮流斷面，具體為全網(wǎng)負荷量、火電開機方式、事故前停運設備和故障設備潮流方向要求 與實際電網(wǎng)的潮流斷面數(shù)據(jù)最接近。
【文檔編號】G06Q10/04GK105913148SQ201610222170
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】石輝, 路建明, 陳浩, 張思遠, 李京, 謝曉騫, 王陽光
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司