孫 丹

基于實時決策與實時控制模式的穩(wěn)控系統(tǒng)研究

孫 丹

（南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司，南京 211153）

本文提出一種基于實時決策與實時控制模式的穩(wěn)控系統(tǒng)，從硬件體系、軟件體系、關(guān)鍵技術(shù)和控制流程4個方面進行詳細介紹。系統(tǒng)硬件主要分為穩(wěn)控服務(wù)器、通信接口裝置和穩(wěn)控裝置；軟件主要分為8個模塊，即在線數(shù)據(jù)庫讀寫、離線數(shù)據(jù)庫讀取、高速通信、實時結(jié)線分析、建立基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、超實時暫穩(wěn)計算和在線實時穩(wěn)控策略計算模塊。系統(tǒng)采用超實時暫穩(wěn)仿真算法，針對失穩(wěn)故障，在線完成控制策略快速計算和控制命令下發(fā)，實現(xiàn)了穩(wěn)控系統(tǒng)的“實時決策與實時控制”。最后，通過某企業(yè)自備電網(wǎng)實際算例驗證了實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)的有效性和實用性。

實時決策與實時控制；穩(wěn)控系統(tǒng)；大機大負荷小網(wǎng)；超實時暫穩(wěn)計算

0 引言

安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第二道防線[1-2]。按照策略模式制定方式分類，穩(wěn)控系統(tǒng)可分為以下三種[3]。

1）離線決策與實時匹配：穩(wěn)控分析人員通過現(xiàn)有電力系統(tǒng)仿真軟件，基于預想故障集，進行大量仿真計算[4-6]，形成離線策略表[7-8]。穩(wěn)控開發(fā)人員針對不同穩(wěn)控工程根據(jù)策略表定制穩(wěn)控程序。

2）在線預決策[9]與實時匹配：在線預決策系 統(tǒng)[10]從調(diào)度自動化系統(tǒng)獲取電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，代替穩(wěn)控分析人員仿真過程，每隔固定時間形成在線策略表，下發(fā)給穩(wěn)控裝置。

3）實時決策與實時控制：在線實時決策系統(tǒng)[11-12]從調(diào)度自動化系統(tǒng)獲得電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，開展狀態(tài)估計。該決策方式脫離策略表的概念，不需事先計算。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)實時確定穩(wěn)控措施，下發(fā)給穩(wěn)控裝置。

離線決策與實時匹配模式，技術(shù)最成熟，目前得到廣泛采用，但存在策略失配或不準確的情況[13]。在線預決策與實時匹配模式，由于預想故障不可能窮舉，預想故障與真實發(fā)生的故障形式、故障位置不可能完全一致，仍存在控制精度不高和策略失配的問題。上述兩種模式都需要事先將控制措施保存在離線或在線策略表，待故障發(fā)生后進行實時匹配。文獻[14]提出一種在線實時穩(wěn)控系統(tǒng)，是基于實時決策、實時控制模式，該模式與上述兩種模式不同，不需事先計算，在故障發(fā)生后進行實時決策與實時控制，控制措施直接出口執(zhí)行，整個過程不依賴策略表，不存在失配問題，目前仍處于熱點研究階段。

“大機大負荷小網(wǎng)”型[15]電網(wǎng)具有技術(shù)力量薄弱、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量不足、運行情況惡劣等缺點。實際運行時，出現(xiàn)穩(wěn)控策略失配風險較大。當前，實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)主要基于此類電網(wǎng)研究。

本文從系統(tǒng)的硬件體系、軟件體系、關(guān)鍵技術(shù)和控制流程4個方面對提出的基于實時決策與實時控制模式的穩(wěn)控系統(tǒng)進行詳細介紹。

1 硬件體系

實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)硬件包括穩(wěn)控服務(wù)器、通信接口裝置和穩(wěn)控裝置，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

穩(wěn)控服務(wù)器安裝有實時決策與實時控制軟件，用于接收穩(wěn)控裝置采集的電網(wǎng)運行狀態(tài)信息（電網(wǎng)開關(guān)信息和功率信息），進行狀態(tài)估計，計算周期約為5s；接收穩(wěn)控裝置通過通信接口裝置上傳的實時故障信息，進行故障仿真及穩(wěn)控策略計算，并通過通信接口裝置下發(fā)實時計算的穩(wěn)控策略給各地穩(wěn)控裝置。

通信接口裝置上送穩(wěn)控裝置采集的實時故障信息給穩(wěn)控服務(wù)器，下發(fā)穩(wěn)控服務(wù)器控制措施到穩(wěn)控裝置。

穩(wěn)控裝置采集電網(wǎng)運行信息，通過網(wǎng)絡(luò)交換機定周期上送穩(wěn)控服務(wù)器；采集實時故障信息，通過通信接口裝置上送；穩(wěn)控裝置接收并執(zhí)行穩(wěn)控服務(wù)器通過通信接口裝置下發(fā)的穩(wěn)控命令。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

2 軟件體系

實時決策與實時控制軟件由8個模塊組成，包括在線數(shù)據(jù)庫讀寫模塊、離線數(shù)據(jù)庫讀取模塊、高速通信模塊、實時結(jié)線分析模塊、建立基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)模塊、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計模塊、超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算模塊和在線實時穩(wěn)控策略計算模塊。系統(tǒng)軟件體系如圖2所示，各模塊功能如下。

圖2 系統(tǒng)軟件體系

1）在線數(shù)據(jù)庫讀寫模塊：讀取和修改實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)包括開關(guān)-端點關(guān)聯(lián)表（開關(guān)兩側(cè)端點、開關(guān)狀態(tài)）、支路-端點關(guān)聯(lián)表（支路兩側(cè)端點）、量測信息。

2）離線數(shù)據(jù)庫讀取模塊：讀取離線數(shù)據(jù)庫中存放數(shù)據(jù)，離線數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)包括線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、元件暫態(tài)參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、發(fā)電機及負荷可控制特性。

3）高速通信模塊：按照規(guī)約與穩(wěn)控裝置進行通信，接收穩(wěn)控裝置上傳的實時故障信息，下發(fā)穩(wěn)控裝置能夠識別和執(zhí)行的命令。

4）實時結(jié)線分析模塊：根據(jù)在線數(shù)據(jù)庫和離線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，完成變電站結(jié)線分析、網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析、量測可用性檢查及網(wǎng)絡(luò)可觀測性分析，生成可直接用于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息（節(jié)點、線路、變壓器、注入型量測與線路潮流量測配置位置、誤差及量測值）。

5）建立基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)模塊：根據(jù)在線數(shù)據(jù)庫、離線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和實時結(jié)線分析生成的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，建立用于狀態(tài)估計、暫穩(wěn)計算、穩(wěn)控策略計算需要的基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并不斷刷新。

6）電力系統(tǒng)狀態(tài)估計模塊：根據(jù)基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)，基于加權(quán)最小二乘法完成電力系統(tǒng)狀態(tài)估計，得到系統(tǒng)所有節(jié)點的電壓、相位和系統(tǒng)潮流分布情況。

7）超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算模塊：根據(jù)基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)與電力系統(tǒng)狀態(tài)估計結(jié)果，經(jīng)由故障信息觸發(fā)，進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定超實時仿真分析。

8）在線實時穩(wěn)控策略計算模塊：根據(jù)基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)及超實時暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果，對失穩(wěn)故障計算穩(wěn)控策略，并輸出滿足規(guī)約的控制命令。

3 關(guān)鍵技術(shù)

實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)主要時間要求為：電力系統(tǒng)在發(fā)生故障后300ms內(nèi)（含開關(guān)動作時間）控制策略實施完畢，故障信息在20ms內(nèi)傳到穩(wěn)控服務(wù)器，服務(wù)器在200ms內(nèi)[16]完成控制策略和控制量計算，控制指令在20ms內(nèi)下發(fā)至相應穩(wěn)控裝置并開始執(zhí)行。

為了實現(xiàn)實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)功能，需要在故障清除后200ms內(nèi)做出緊急控制決策，因此對控制策略的計算速度提出了很高的要求。計算速度主要受限于：①超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算[17]模塊，負責超實時穩(wěn)定仿真計算，并對控制方案做出評價；②在線實時穩(wěn)控策略計算模塊，負責控制策略的快速計算。

3.1 超實時暫態(tài)穩(wěn)定仿真技術(shù)

考慮“大機大負荷小網(wǎng)”型電網(wǎng)特點，從以下兩個方面改進現(xiàn)有暫態(tài)穩(wěn)定仿真算法，縮短仿真時間，加快仿真速度：①利用節(jié)點編號優(yōu)化和稀疏矢量算法[18]減少仿真時求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程的計算量；②利用隱式精細積分算法[19]提高微分方程求解的精度。超實時仿真算法流程如圖3所示，具體步驟如下。

圖3 超實時仿真算法流程

1）確定故障和節(jié)點擾動操作時序。

2）判斷當前時步是否存在故障或節(jié)點擾動，若不存在，轉(zhuǎn)步驟4）。

3）根據(jù)當前故障或節(jié)點擾動，更新系統(tǒng)節(jié)點導納矩陣，重新求解因故障和節(jié)點擾動影響跳變的系統(tǒng)運行變量。

4）求解當前時步系統(tǒng)狀態(tài)變量。

5）利用節(jié)點編號優(yōu)化和稀疏矢量法求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，得到當前時步節(jié)點電壓。

6）求解元件功率，包括發(fā)電機、感應電動機負荷。

7）判斷當次迭代功角計算結(jié)果與上次迭代計算結(jié)果之間的差值，若小于最大允許誤差，則轉(zhuǎn)步驟8），否則轉(zhuǎn)步驟4）。

8）當前時步是否為仿真終止時刻，若是則結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟2），繼續(xù)計算下一時步狀態(tài)變量與運行變量。

3.2 快速緊急控制決策技術(shù)

實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時，如果穩(wěn)定，則在線穩(wěn)控策略計算結(jié)束，如果失穩(wěn)，則根據(jù)失穩(wěn)類型，結(jié)合具體算法確定控制量。分析當前控制量下的穩(wěn)定性，若前后兩次控制量修正大小在一定范圍內(nèi)且控制后系統(tǒng)穩(wěn)定，則輸出控制策略，否則繼續(xù)計算穩(wěn)控策略。

為縮短仿真時間、加快仿真速度，在穩(wěn)定性判別階段，判定失穩(wěn)模式后立刻終止超實時暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算[20]，進行在線實時穩(wěn)控決策，得到穩(wěn)控策略后直接下發(fā)執(zhí)行。基于不同的失穩(wěn)類型[21]，穩(wěn)控策略計算采用相適應的控制策略快速優(yōu)化算法。

4 控制流程

實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)主要包括以下步驟：

1）穩(wěn)控系統(tǒng)初始化階段，接收到第一批數(shù)據(jù)后，穩(wěn)控服務(wù)器根據(jù)穩(wěn)控裝置采集上送的電網(wǎng)運行狀態(tài)信息進行實時結(jié)線分析。系統(tǒng)初始化流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)初始化流程

全網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括節(jié)點、線路、變壓器抽頭、變電站開關(guān)信息，得到當前狀態(tài)的系統(tǒng)結(jié)線，經(jīng)過篩選得到有效量測數(shù)據(jù)。

2）穩(wěn)控服務(wù)器根據(jù)全網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)線及有效量測數(shù)據(jù)（電壓、節(jié)點功率、線路功率）進行狀態(tài)估計，估計系統(tǒng)運行變量。

3）穩(wěn)控服務(wù)器根據(jù)狀態(tài)估計得到的系統(tǒng)潮流，讀取網(wǎng)絡(luò)動態(tài)元件參數(shù)（發(fā)電機、勵磁、調(diào)速和動態(tài)負荷），進行暫穩(wěn)初值計算。

實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)持續(xù)運行階段，即初始化完成后系統(tǒng)控制流程如圖5所示。

4）穩(wěn)控服務(wù)器獲取穩(wěn)控裝置定時上送的信息，實時結(jié)線分析變位觸發(fā)，若發(fā)生開關(guān)變位，則根據(jù)上一次結(jié)線狀態(tài)，修正網(wǎng)絡(luò)結(jié)線。

5）穩(wěn)控服務(wù)器狀態(tài)估計定時觸發(fā)，完成一次狀態(tài)估計后開始計時，若到達定時，讀取該時刻量測數(shù)據(jù)，在上一次狀態(tài)估計結(jié)果的基礎(chǔ)上，進行新的狀態(tài)估計，刷新系統(tǒng)狀態(tài)，并進行暫態(tài)穩(wěn)定初值計算。

圖5 系統(tǒng)控制流程

6）穩(wěn)控服務(wù)器超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算變位觸發(fā)，若接收到穩(wěn)控裝置通過通信接口裝置上送的故障信號，進行超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算。

7）穩(wěn)控服務(wù)器判斷電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，若失穩(wěn)，則進行穩(wěn)控策略計算，基于不同的失穩(wěn)類型，采用相適應的控制策略快速優(yōu)化算法，得到優(yōu)化的控制措施。

8）穩(wěn)控服務(wù)器下發(fā)控制命令到穩(wěn)控裝置。

9）穩(wěn)控裝置接收控制命令并執(zhí)行。

實時結(jié)線分析模塊基于變位計算模式進行實時結(jié)線分析與超實時暫態(tài)穩(wěn)定計算，當接收到開關(guān)或保護動作后，開始計算。狀態(tài)估計采取定時計算，完成一次狀態(tài)估計后，認為在下一次狀態(tài)估計前，系統(tǒng)潮流保持不變。

實時結(jié)線分析觸發(fā)后，在分析完成后重新進行狀態(tài)估計，刷新系統(tǒng)狀態(tài)。當在狀態(tài)估計過程中接收到故障信息時，若該次狀態(tài)估計不是由結(jié)線變化觸發(fā)，則以上一次估計結(jié)果進行超實時暫穩(wěn)計算。

5 應用案例

5.1 概述

以某自備電網(wǎng)為實例來驗證實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)的有效性。自備電網(wǎng)最高電壓等級為220kV，網(wǎng)內(nèi)共五個電源點（V、W、X、Y、Z），均為火電，總裝機容量約為4 040MW，包含3臺660MW機組、4臺360MW機組、4臺150MW機組。電網(wǎng)分J和R兩個片區(qū)，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 某自備電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

5.2 故障1：單臺發(fā)電機跳閘

Z電廠一臺裝機360MW發(fā)電機發(fā)生跳閘，失去發(fā)電功率320MW，仿真時間20s，該故障情形下對應系統(tǒng)頻率響應曲線如圖7所示。

圖7 故障1系統(tǒng)頻率響應曲線

Z電廠穩(wěn)控裝置用時30ms判出機組跳閘后，將跳閘信息上送給穩(wěn)控服務(wù)器。故障信息傳送延時約10ms。穩(wěn)控服務(wù)器通過超實時仿真計算，判斷系統(tǒng)頻率將越下限（一次故障設(shè)為49.2Hz），頻率失穩(wěn)。在判定失穩(wěn)后立刻終止超實時暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算，進行在線實時穩(wěn)控決策，確定穩(wěn)控措施，需切E站負荷共216MW。穩(wěn)控服務(wù)器從接收到故障信息到完成控制策略和控制量計算用時42ms。穩(wěn)控服務(wù)器將控制命令下發(fā)至穩(wěn)控裝置，控制命令下發(fā)延時約11ms。E站穩(wěn)控裝置接收控制命令直接切負荷動作出口。

由圖7可以看出，故障發(fā)生后，穩(wěn)控系統(tǒng)不采取措施的情況下，系統(tǒng)頻率將快速下降，導致頻率失穩(wěn)。實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)在判定系統(tǒng)失穩(wěn)后，快速確定穩(wěn)控措施，使系統(tǒng)頻率維持在正常范圍內(nèi)。

5.3 故障2：超短時間（20ms）內(nèi)相繼故障

Z電廠一臺裝機360MW發(fā)電機發(fā)生跳閘，20ms內(nèi)V電廠一臺裝機660MW發(fā)電機相繼跳閘，共失去發(fā)電功率900MW，約占系統(tǒng)總?cè)萘?2%，仿真時間20s。該故障情形下對應系統(tǒng)頻率響應曲線如圖8所示。

圖8 故障2系統(tǒng)頻率響應曲線

穩(wěn)控服務(wù)器在接收到第一個跳閘信息后進行超實時仿真計算，仿真未結(jié)束時收到第二個跳閘信息，結(jié)合兩次故障重新進行超實時仿真計算，判斷系統(tǒng)頻率將越下限，頻率失穩(wěn)。需切D站與C站負荷共801MW，穩(wěn)控裝置執(zhí)行命令。穩(wěn)控裝置故障判別時間為28ms，故障傳送延時約11ms。穩(wěn)控服務(wù)器從接收到第一個故障信息到完成控制策略和控制量計算用時64ms?？刂泼钕掳l(fā)延時13ms。

由圖8可以看出，極短時間內(nèi)相繼故障發(fā)生后，穩(wěn)控系統(tǒng)不采取措施的情況下，系統(tǒng)頻率將急速下降進而系統(tǒng)失穩(wěn)。實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)結(jié)合兩次故障信息，在判定系統(tǒng)失穩(wěn)后，快速確定穩(wěn)控措施，使系統(tǒng)頻率維持在正常范圍內(nèi)。

5.4 故障3：短時間（10s）內(nèi)相繼故障

Z電廠一臺裝機360MW發(fā)電機發(fā)生跳閘，失去發(fā)電功率320MW，10s后V電廠一臺裝機660MW發(fā)電機跳閘，失去發(fā)電功率578MW。該故障情形下對應系統(tǒng)頻率響應曲線如圖9所示。

圖9 故障3系統(tǒng)頻率響應曲線

穩(wěn)控服務(wù)器在接收到第一個跳閘信息后進行超實時仿真計算，確定穩(wěn)控措施切E站共216MW負荷。穩(wěn)控切負荷后系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。在收到第二個跳閘信息后，針對第二次故障進行超實時仿真計算，判斷系統(tǒng)頻率將越下限（第二次故障設(shè)為49Hz），頻率失穩(wěn)。需切F站和D站負荷共523MW。穩(wěn)控裝置執(zhí)行命令。兩次故障穩(wěn)控服務(wù)器從接收到故障信息到完成控制策略和控制量計算分別用時43ms和49ms。穩(wěn)控裝置判斷故障用時約30ms，故障傳送延時約11ms，控制命令下發(fā)延時約10ms，不同故障情形下相差不大。

由圖9可以看出，第一次故障發(fā)生后，實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)與故障1中動作相同，使系統(tǒng)頻率維持在正常范圍內(nèi)。短時間內(nèi)第二次故障發(fā)生后，穩(wěn)控系統(tǒng)不采取措施的情況下，系統(tǒng)頻率仍將急速下降導致失穩(wěn)。實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)針對第二次故障信息，在判定系統(tǒng)失穩(wěn)后，快速確定穩(wěn)控措施，使系統(tǒng)頻率維持在正常范圍內(nèi)。

6 結(jié)論

本文基于“大機大負荷小網(wǎng)”型電網(wǎng)研究了實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)，從硬件體系、軟件體系、關(guān)鍵技術(shù)和控制流程4個方面對系統(tǒng)進行了詳細介紹。“實時決策與實時控制”型穩(wěn)控系統(tǒng)采用超實時暫穩(wěn)仿真算法，針對失穩(wěn)故障，在線完成控制策略快速計算和控制命令下發(fā)，實現(xiàn)了穩(wěn)控系統(tǒng)的“實時決策與實時控制”。最后通過某自備電網(wǎng)實際算例驗證了實時決策與實時控制模式穩(wěn)控系統(tǒng)的有效性和實用性。本文可為大規(guī)模電力系統(tǒng)在線實時穩(wěn)定控制系統(tǒng)的開發(fā)提供參考。

[1] 劉克天, 張鈞, 李軍, 等. 基于頻率偏移面積的功率缺額計算及低頻減載整定[J]. 電工技術(shù)學報, 2021, 36(5): 1040-1051.

[2] 楊麗, 李先允, 萬芳茹. 大電網(wǎng)緊急控制系統(tǒng)實驗驗證評估體系[J]. 電氣技術(shù), 2016, 17(6): 56-61.

[3] 湯涌. 基于響應的電力系統(tǒng)廣域安全穩(wěn)定控制[J]. 中國電機工程學報, 2014, 34(29): 5041-5050.

[4] 盧宇, 姜崇學, 汪楠楠, 等. 柔性直流電網(wǎng)站間協(xié)調(diào)控制功能及穩(wěn)控配合研究[J]. 電氣技術(shù), 2022, 23(4): 63-69.

[5] 趙明君, 南東亮, 郝紅巖, 等. 準東直流輸電工程的閉鎖故障和換相失敗故障研究[J]. 電氣技術(shù), 2018, 19(6): 73-79.

[6] 徐式蘊, 吳萍, 趙兵, 等. 提升風火打捆哈鄭特高壓直流風電消納能力的安全穩(wěn)定控制措施研究[J]. 電工技術(shù)學報, 2015, 30(13): 92-99.

[7] 羅劍波, 董希建, 崔曉丹, 等. 關(guān)于大型安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)可靠性研究的探討[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制, 2018, 46(8): 65-72.

[8] 劉映尚, 張建新, 徐光虎, 等. 南方區(qū)域復雜交直流互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)運行特性與安全穩(wěn)定控制[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2020, 14(5): 44-50.

[9] 柯德平, 馮帥帥, 劉福鎖, 等. 新能源發(fā)電調(diào)控參與的送端電網(wǎng)直流閉鎖緊急頻率控制策略快速優(yōu)化[J].電工技術(shù)學報, 2022, 37(5): 1204-1218.

[10] 畢兆東, 黃河, 王新寶, 等. 南方電網(wǎng)在線預決策系統(tǒng)[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制, 2011, 39(8): 112-118.

[11] 肖譚南. 電力系統(tǒng)超實時暫態(tài)穩(wěn)定仿真與實時決策緊急控制系統(tǒng)研究[D]. 杭州: 浙江大學, 2019.

[12] 甘國曉. 電力系統(tǒng)連鎖故障分析與緊急控制研究[D].杭州: 浙江大學, 2019.

[13] 李軼凡. 基于換相序技術(shù)的電力系統(tǒng)緊急控制方法研究[D]. 北京: 華北電力大學, 2021.

[14] 夏彥輝, 孫丹, 董宸, 等. 基于實時決策-實時控制模式的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)及方法[P]. 中國: CN108879952B,2020-04-17.

[15] 宋世偉, 劉偉航, 張玉雷, 等. 孤立電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的新控制技術(shù)及方案探討[J]. 電力與能源, 2019, 40(2): 221-226.

[16] 余文杰. 通信系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的影響研究[D]. 南京: 東南大學, 2016.

[17] XIAO Tannan, YU Zou, XIA Yanhui, et al. Design and tests of a super real-time simulation-based power system real-time decision-making emergency control system[J]. IET Generation,Transmission & Distribution, 2020, 14(9): 1714-1725.

[18] 王建全, 高一凡, 肖譚南, 等. 一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法[P]. 中國: CN104578054A, 2015-01-12.

[19] 趙志奇, 王建全. 隱式精細積分算法在電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析中的應用[J]. 機電工程, 2012, 29(5): 580-583.

[20] 黎萌. 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定時域仿真終止判據(jù)的研究[D]. 杭州: 浙江大學, 2015.

[21] 夏彥輝, 董宸, 孫丹, 等. 小規(guī)模電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時控制系統(tǒng)研制與應用[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制, 2018, 46(18): 67-73.

Research on stability control system based on real-time decision-making and control mode

SUN Dan

(Nanjing SAC Power Grid Automation Co., Ltd, Nanjing 211153)

A stability control system based on real-time decision-making and control mode is proposed in this paper. Four aspects are introduced in detail including hardware structure, software structure, key technologies and control flow. The hardware part of the system mainly includes stability control server, communication interface device and stability control device. The software part can be divided into eight modules, namely, online database reading and writing module, offline database reading module, high-speed communication module, real-time connection analysis module, establishment of basic calcu-lation data module, power system state estimation module, ultra-real-time transient stability calculation module and online real-time stability control strategy calculation module. The system adopts su-per-real-time transient stability simulation algorithm to complete the fast calculation of control strategy and the issuance of control commands online, which realizes the real-time decision-making and control. The actual example of an enterprise-owned power grid verifies the effectiveness and practicability of the system.

real-time decision-making and control; stability control system; small power grid with big generator and large load; ultra-real-time transient stability calculation

2022-08-12

2022-09-06

孫 丹（1989—），女，河北保定人，碩士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制研究工作。