在线动态安全评估及决策支持系统关键技术研究

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1、在线动态安全评估及决策支持系统关键技术研究李世明高波向德军鲁广明余志文广东电网有限责任公司电力调度控制中心中国电力科学研究院摘要：在线动态安全评估及决策支持系统以分布式并行计算平台为支撑运行平台，有效地整合日计划数据和年度月度检修计划数据和EMS模型数据、在线历史数据、电网离线分析数据，形成计划潮流数据，进行安全稳定分析。在此基础上，集成基态潮流分析、静态安全分析、连锁故障分析、暂（动态）态稳定分析、静态安全辅助决策等多种稳定分析计算功能，实现日计划和年度、月度检修计划的动态安全校核，并根据校核结果，给出迅速有效的控制

2、措施或调整策略。在线动态安全评估及决策支持系统由智能运行策划管理平台提交计算中请，计算完成后将计算结果返冋，由智能运行策划管理平台统一展示。关键词：动态安全;电网系统;潮流分析;作者简介：李世明（1984-）,四川隆昌人，硕士，工程师，研究方向：调度自动化系统运行与管理。0引言动态安全校核系统涉及面广，不仅涵盖了包括电网的运行与控制技术、电力系统分析与并行计算技术等多学科、多领域的技术，而且在实际的开发中还要考虑对电网中己有的能量管理系统（EMS）、离线检修管理和安全分析以及离线方式计算等现有资源的有效集成和充分利用。

3、因此，对动态安全校核系统的研究与开发是漫长而复杂的工程。本文开发的动态安全校核系统可实现广东电网计划检修的动态安全校核和稳定隐患监测，为提高广东电网运行决策及运行方式的科学性和预见性、提升电网的输送能力和安全稳定水平提供技术支撑。1多断面功率模型在传统的牛顿潮流算法的基础上进行动态安全校核的数据整合算法研究。牛顿潮流计算理论已经纯熟且在众多电力教材中已经详细介绍，在本文就不在重复介绍。数据整合算法不仅适合多机协调控制而且还适合单机控制。数据整合算法的具体步骤可包括：(1)对基于牛顿法的传统潮流方程进行修改和改进以满足多

4、断面功率控制的需求；(2)断面功率需要借助分布式平衡机模型实现控制；(3)求解模型的潮流方程并给出提高方程求解收敛性的方法。若一个断面由一个机组群控制，则附加功率体现着发电机的调控作用。第ni个断面由第i台机控制的有功功率方程和无功功率方程分别可由方程(1)、(2)表示：/卩、/J…Pg0)二fp(0+Q(也)•AP(m)•APw7(z)Qs(Z)=fq(0+0(加)•AQ5)•亠(0在公式(1)、(2)中，fp(i)、fq(i)与传统的潮流方程一致，表示发电机的节点拓扑约束。△卩罰(i)表示带权重的发电机有功可调出

5、力，其表达式为：皿心艸化(K))AI,u(i)也可由公式⑷表示：■—■■7、ZF.PH/K)•(/在公式(3)、(4)中，Pmax(i)为发电机i的有功出力上限值;Pmin(i)为发电机i的有功出力下限值;PgO(i)为未调整时的发电机的有功出力;Wp(i)表示发电机i的有功调节权重。同理，△Qvail(i)表示带权重的发电机无功可调出力，其表达式为：必⑴呷⑴・(2』)一2卫))在公式(5)中，Qmax(i)为发电机i的无功出力上限值;Qmin(i)为发电机i的无功出力下限值;QgO(i)为未调整吋的发电机的无功出力

6、;Wq(i)表示发电机i的无功调节权重。a(m)表示有功功率控制因子，B(m)表示无功功率控制因子，其中有功功率控制因子和无功功率控制因子均与m断面相关。有功、无功权重大小与发电机的调速器以及励磁调节器性能有关，代表着发电机承担负荷的快慢，口有功无功权重的数值是在每轮的计算Z前给定。当断面约束每增加一个，就会同时增加有功功率控制因子和无功功率控制因子两个变量。参与控制断面无功的发电机类型受系统节点无功注入表达式fq(i)的影响而变成PQ型。对应断面功率方程，新增雅可比矩阵的行。对每个断面而言，对每个断面，这两行中的非0

7、元素是该断面有无功功率方程对组成该断面所有线路端节点电压的实部和虚部的导数(公式均用直角坐标)，表示m断面雅可比矩阵行中与k线路对应的元素，即该断而功率方程对组成该断而的k线路I侧和J侧电压实部和虚部的导数。组成m断面的其余Nh条线路可依此类推。其它断而对应的雅可比阵行与此类似。在雅可比矩阵中，若某一断面由端点相同的两条线路组成，则可将该断面处由端点相同的两条线路组成的该节点电压的导数相加并作为该节点电压的雅克比元素，因此，可以将参与调控的发电机功率方程的雅可比矩阵做出相应修改。如果第m断面功率的功率受第i台发电机控制

8、，则参与调控的发电机功率方程的雅可比矩阵的增加对应于联络线端节点相对应的元素，而发电机对应的两行增加则对应于有功功率控制因子和无功功率控制因子对应的元素。基于上述建立的模型进行实际实验，在实验验证的过程屮发现存在以下问题：(1)当多个断面出现在某一个区域时，该区域内的发电机群控制多个断面屮的哪一个将会很难确定；(2)方程收敛性出现