一种电网控制行为有效性在线评估方法 【技术领域】
本发明属于电网安全领域，特别是涉及一种电网控制行为有效性的在线评估方法，即对电网控制行为的在线诊断。
背景技术
近年来，国内外发生了多起大规模停电事故，其中许多大规模停电事故的扩散和传播都是由于控制行为的失利而导致。许多电网控制行为都是离线计算，在线执行的，由于实际的运行方式与离线计算时不可能完全匹配，因此往往导致实际运行中的控制不利。在这种情况下，加强对电网控制行为有效性的在线评估方法的研究，为调度人员提供有力的实时调度意见，对电网的安全稳定运行具有重大的意义。
目前对于电网控制行为评估主要采用在线仿真的方法，但是此方法计算速度慢，对算法和设备要求较高，很少应用于实践。
【发明内容】
本发明提供一种对电网控制措施有效性的在线评估方法。
它包括如下步骤：
(1)电网控制行为的在线识别；
(2)电网控制行为的在线诊断。
所述的电网控制行为的在线识别，包括以下步骤：
(1)读取n时刻的电流采样值i(n)；
(2)计算启动判据：
Δi(n)＝||i(n)-i(n-N)|-|i(n-N)-i(n-2N)||＞Iset (1)
其中N是每基频周期采样点数，Iset是门槛值；
(3)当启动判据连续三次成立时，进入步骤(4)；否则返回步骤(1)；
(4)进行故障诊断与分析，利用基于广域量测系统(WAMS)的电网故障快速诊断与分析方法判断扰动是否是故障；
(5)如果扰动是故障，则返回步骤(1)；否则进入步骤(6)；
(6)利用基于WAMS的电网控制行为类型判别方法判断控制行为类型，进入电网控制行为的在线诊断。
所述的电网控制行为的在线诊断，包括以下步骤：
(1)读取WAMS的扰动前后电压、电流、频率、相角等动态数据，不计暂态过程；
(2)计算扰动前后电网安全指标Ft-1与Ft：
F=[Σi(FUiHgiH)2n+Σi(FUiLgiL)2n+Σj(xjgj)2n]12n---(2)]]>
其中：母线i的电压等级为Uid，电压为Ui，最高、最低报警值和安全警戒值分别为：UiMaxA、UiMinA、UiMaxS、UiMinS，其中线路j的功率为Pj，报警值和安全警戒值分别为：PjA、PjS，BaseMVA为功率基准值，
FUiH=Ui-UiMaxAUidUi>UiMaxA0Ui<UiMaxA---(3)]]>
FUiL=UiMinA-UiUidUi<UiMinA0Ui>UiMinA---(4)]]>
giH=UiMaxS-UiMaxAUid---(5)]]>
giL=UiMinA-UiMinSUid---(6)]]>
xj=|Pj|-PjA|Pj|>PjA0|Pj|>PjA---(7)]]>
gj=PjS-PjA---(8)]]>
(3)若Ft-1＞Ft，则控制行为有利；若Ft-1≤Ft，则控制行为不利。
【具体实施方式】
下面是本发明的一个优选实施例，以下结合本附图对本发明实现的技术方案做进一步说明。
传统的基于仿真的电网控制行为有效性评估方法需要调度人员在需要的时候手工执行，而电网控制行为有效性的在线评估是无人干预、实时运行的。因此本方法将自动识别系统的控制行为，并对其有效性进行评估。
电网控制行为的在线识别主要依靠WAMS的量测数据，在线辨识电网的控制行为。
电网控制行为的在线识别的具体实施步骤如下：
(1)读取n时刻的广域量测系统(WAMS)的实时量测数据。
(2)计算启动判据公式(1)。
(3)当启动判据公式(1)连续三次成立时，进入步骤(4)；否则返回步骤(1)。
(4)将满足启动判据的时刻计为扰动发生时刻，进行故障诊断与分析，判断扰动是否是故障。
(5)如果扰动是故障，则返回步骤(1)；否则进入步骤(6)。
(6)识别控制行为类型，进入电网控制行为的在线诊断。
电网控制行为的在线诊断采用计算扰动前后系统指标的方式来对电网的控制行为进行诊断。
电网控制行为的在线诊断的具体实施步骤如下：
(1)读取广域量测系统(WAMS)的扰动前后数据，不计暂态过程。
(2)计算扰动前后电网安全指标公式(2)：
(3)若Ft-1＞Ft，则控制行为有利；若Ft-1≤Ft，则控制行为不利。
实施例
1、测试环境
为了验证基于WAMS的电网控制行为实时诊断方法的正确性，在某地区电网进行了切机扰动试验。试验内容是在区域内东电西送800MW的方式下，切系统内00SHAK电厂机组两台(2×200MW)。该区域内共有14个变电站PMU子站、2个发电厂PMU子站。
2、控制行为在线识别
根据各厂站的PMU量测信息，计算出各量测点的模式状态向量。
00SHAK发电厂模式状态向量见表5-2。
表5-200SHAK发电厂模式状态向量表
00GSQA变电站模式状态向量见表5-3。
表5-300GSQA变电站模式状态向量表
PMU量测点 ΔU(kV) Δf(Hz) 03723 0.101 -0.01
00SHTQ变电站模式状态向量见表5-4。
表5-400SHTQ变电站模式状态向量表
PMU量测点 ΔU(kV) Δf(Hz) 03841 0.071 -0.022
00GSTS变电站模式状态向量见表5-5。
表5-500GSTS变电站模式状态向量表
PMU量测点 ΔU(kV) Δf(Hz) 03891 0.197 -0.009
00SHYC变电站模式状态向量见表5-6。
表5-600SHYC变电站模式状态向量表
由表5-1可知，此次扰动为切机。
3、控制行为在线诊断
静态安全复合指标F=[Σi(FUiHgiH)2n+Σi(FUiLgiL)2n+Σj(xjgj)2n]12n.]]>
其中
FUiH=Ui-UiMaxAUidUi>UiMaxA0Ui<UiMaxA]]>
FUiL=UiMinA-UiUidUi<UiMinA0Ui>UiMinA]]>
giH=UiMaxS-UiMaxAUid]]>
giL=UiMinA-UiMinSUid]]>
xj=|Pj|-PjA|Pj|>PjA0|Pj|>PjA]]>
gj=PjS-PjA]]>
计算时取UiMaxA=1.02Uid,]]>UiMinA=0.98Uid,]]>UiMaxS=1.05Uid,]]>UiMinS=0.95Uid,]]>PjA取线路热稳极限的80％，PjS取线路热稳极限，同时线路始端Uid取110％倍的线路电压等级。
对于220kV线路，对应Uid、UiMaxA、UiMinA、UiMaxS、UiMinS取值见表5-7。
表5-7220kV线路参数表
Uid(kV) UiMaxA(kV) UiMinA(kV) UiMaxS(kV) UiMinS(kV) 242 246.84 237.16 254.1 229.9
代入PMU数据，有：
1)控制前
(1)00GSQA变电站
线路03723：
Ui＝242.944kV，Pj＝154.457MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
(2)00GSTS变电站
线路03891：
Ui＝246.579kV，Pj＝-207.3MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.1825.]]>
(3)00GSXF变电站
线路03841：
Ui＝248.089kV，Pj＝-151.2MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0.1720,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
(4)00SHYC变电站
线路30411：
Ui＝248.104kV，Pj＝154.253MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0.174,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
于是F=[Σi(FUiHgiH)2n+Σi(FUiLgiL)2n+Σj(xjgj)2n]12n=0.203.]]>
2)控制后
(1)00GSQA变电站
线路03723：
Ui＝243.090kV，Pj＝111.518MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
(2)00GSTS变电站
线路03891：
Ui＝247.405kV，Pj＝-171.6MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0.0778,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
(3)00GSXF变电站
线路03841：
Ui＝248.887kV，Pj＝-104.1MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0.2820,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
(4)00SHYC变电站
线路30411：
Ui＝248.416kV，Pj＝112.332MW，PjS=200MW,]]>
FUiHgiH=0.217,]]>FUiLgiL=0,]]>xjgj=0.]]>
于是F=[Σi(FUiHgiH)2n+Σi(FUiLgiL)2n+Σj(xjgj)2n]12n=0.2861.]]>
控制前Ft-1＝0.203，控制后Ft＝0.286，Ft-1＜Ft，所以此次切机动作不利。
上面通过特别的实施例内容描述了本发明，但是本领域技术人员还可意识到变型和可选的实施例地多种可能性，例如，通过组合和/或改变单个实施例的特征。因此，可以理解的是这些变型和可选的实施例将被认为是包括在本发明中，本发明的范围仅仅被附上的专利权利要求书及其同等物限制。