基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法及装置与流程

1.本发明涉及一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法及装置，属于电力调度自动化技术领域。


背景技术：

2.随着新型电力系统建设工作的快速推进，风电、光伏等新能源逐步转变为主力电源，负荷侧可调节资源规模逐步扩大，电网实际运行的不确定性因素越来越多，严重影响电网的安全稳定运行。
3.安全是新型电力系统的底线要求，新型电力系统应是充分保障能源安全和社会发展的高度安全性电力系统。当前我国多区域交直流混联的大电网结构日趋复杂，间歇性、波动性新能源发电接入电网规模快速扩大，新型电力电子设备应用比例大幅提升，极大地改变了传统电力系统的运行规律和特性，在特殊情况下容易出现电力安全供应问题。新型电力系统必须在理论分析、控制方法、调节手段等方面创新发展，应对日益加大的各类安全风险和挑战。
4.目前国内三公调度模式下的多周期发电计划优化技术趋于成熟，已普遍应用于国网省三级调度技术支持系统。伴随电力现货市场建设的快速推进，日前、日内、实时市场出清技术在国内一批试点单位长周期结算试运行，基本满足省级电力现货市场实际运行要求。然而，无论是三公调度模式下的发电计划编制，或者是电力现货市场模式下的优化出清，其最短执行周期为5分钟，最快计算流程为3分钟，无法应对新能源为发电主体环境下调节资源的快速决策。
5.本领域技术人员急需要解决现有发电计划和市场出清无法应对间歇式能源和用电需求实时波动带来的电网安全运行风险问题。


技术实现要素：

6.目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法及装置，为新型电力系统安全稳定运行提供快速有效的辅助决策手段。
7.技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：第一方面，一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法，包括以下步骤：获取安全校正辅助决策基础数据。
8.根据基础数据进行设备越限量消除，并获取机组出力调整量。
9.设备越限量消除成功后，根据机组出力调整量计算机组群调整需求量。
10.根据机组群调整需求量进行机组群内机组出力平衡调整。
11.调整成功后，将调整后的机组群内机组出力入库，同时发送至agc跟踪执行。
12.作为优选方案，所述安全校正基础数据包括：计算参数、越限设备数据、机组数据、
机组群数据和灵敏度数据。
13.作为优选方案，所述计算参数包括：计划消除越限时间、消除越限设备；所述越限设备数据包括越限设备、设备限额和设备实际潮流；所述机组数据包括机组基本信息、机组计算参数、机组当前实际出力、机组出力限值、机组爬坡速率和机组可调节状态；所属机组群数据包括机组群和机组群组成信息；所述灵敏度数据包括机组对线路、变压器或断面的潮流的发电转移分布因子。
14.作为优选方案，根据基础数据进行设备越限量消除，包括以下步骤：2-1、依据设备潮流和设备限额计算需要消除越限的设备潮流调整量。
15.2-2、根据机组当前实际出力及机组爬坡率和滑坡率，计算机组消除设备越限时间点的出力调整范围，并对机组出力调整范围、机组出力受阻区间和机组固有最大最小技术出力区间取交集，得到机组在消除设备越限时间点的最终的出力调整区间。
16.2-3、将机组对设备灵敏度设置为机组出力调整量的分配权重，叠加所有参与分配机组的权重，得到总的系统权重，将机组出力调整量的分配权重除以系统权重，即为机组出力调整比例。
17.2-4、设备潮流调整量乘以参与分配机组的机组出力调整比例，得到机组出力调整量，机组出力调整量的正负由设备潮流调整方向和机组对设备灵敏度正负确定。
18.2-5、机组出力调整量取得后，判断每台机组调整后出力是否落在出力调整区间内，并对越限机组进行出力修正。如果机组调整后出力大于出力调整区间右端点，机组出力重新设定为出力调整区间右端点，并标记此机组不再参与下一轮出力分配，将机组下调整量叠加到设备潮流剩余调整量供下一轮调整；如果机组调整后出力小于出力调整区间左端点，机组调整后出力设置为出力调整区间左端点，并标记机组不再参与下一轮调整，将机组上调整量叠加到设备潮流剩余调整量供下一轮调整。
19.2-6、如果设备潮流剩余调整量绝对值小于第一阈值，则消除了设备越限，进入2-10；如果设备潮流剩余调整量绝对值大于第一阈值，计算下一轮可调节机组个数，如果可调节机组个数大于零，进入2-7，否则进入2-8。
20.2-7、将设备潮流剩余调整量乘以参与分配机组的机组出力调整比例，得到机组调整量，叠加到机组上轮调整后出力，得到新的机组出力调整量，待所有机组调整结束，返加2-5和2-6。
21.2-8、设备潮流剩余调整量绝对值大于第一阈值，且无可调节机组，表明所有机组调整后依然存在越限，判断该设备是否容忍越限，如果容忍越限，且越限量小于容忍度，进入2-10，否则，进入步骤2-9。
22.2-9、设备潮流越限量未完全消除，且无机组可分配，设备潮流分配失败。
23.2-10、设备潮流越限消除成功。
24.作为优选方案，所述第一阈值设置为0.01mw。
25.作为优选方案，机组群调整需求量计算方法包括：依据机组出力调整量统计系统出力调整量，系统出力调整量取反号，即为机组群内机组出力调整的需求量。
26.作为优选方案，机组群内机组出力平衡调整，包括以下步骤：4-1、依据机组群内机组组成信息、机组对断面灵敏度信息筛选参与发用电平衡调
整的机组，若机组对越限设备灵敏度大于第二阈值，则不参与发用电平衡调整。
27.4-2、根据参与发用电平衡调整每台机组的机组当前实际出力及机组爬坡率和滑坡率，计算机组出力调整范围，并对机组出力调整范围、机组受阻出力区间和机组固有最大最小技术出力取交集，得到参与发用电平衡调整的机组出力调整区间。
28.4-3、将参与发用电平衡调整机组个数取倒数，即为机组出力调整比例。
29.4-4、将机组群内机组出力调整需求量乘以可调整机组的机组出力调整比例，得到机组出力调整量。
30.4-5、机组出力调整量取得后，判断每台机组调整后出力是否落参与发用电平衡调整的机组出力调整区间，如果机组调整后出力大于出力调整区间右端点，机组出力重新设定为出力调整区间右端点，并标记此机组不再参与下一轮出力分配，将机组下调整量叠加到机组群调整需求剩余量供下一轮调整；如果机组调整后出力小于出力调整区间左端点，机组调整后出力设置为出力调整区间左端点，并标记机组不再参与下一轮调整，将机组上调整量叠加到机组群调整需求剩余量供下一轮调整。
31.4-6、如果机组群调整需求剩余量绝对值小于第三阈值，则完成了机组群调整需求，进入4-10；如果机组群调整剩余量绝对值大于第三阈值，计算下一轮可调节机组个数，如果可调节机组个数大于零，进入4-7，否则进入4-8。
32.4-7、机组群调整剩余量乘以参与发用电平衡调整的机组出力调整比例，得到机组调整量，叠加到机组上轮调整后出力，得到新的机组出力调整量，待所有机组调整结束，返回4-5和4-6。
33.4-8、机组群调整需求剩余量绝对值大于第三阈值，且无可调节机组，表明所有机组调整后依然存无法实现发用电平衡，判断是否容忍发用电不平衡，如果容忍不平衡，且不平衡量小于容忍度，进入4-10，否则，进入4-9。
34.4-9、发用电不平衡，且无机组可分配，机组群调整需求分配失败。
35.4-10、机组群调整需求分配成功，满足发用电平衡需求。
36.作为优选方案，所述第二阈值设置为0.01mw，第三阈值设置为0.01mw。
37.作为优选方案，调整后机组出力异步写入实时库和商用库。
38.第二方面，一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策装置，包括以下模块：基础数据获取模块：用于获取安全校正辅助决策基础数据。
39.设备越限量消除模块：用于根据基础数据进行设备越限量消除，并获取机组出力调整量。
40.机组群调整需求量计算模块：用于设备越限量消除成功后，根据机组出力调整量计算机组群调整需求量。
41.机组出力平衡调整模块：用于根据机组群调整需求量进行机组群内机组出力平衡调整。
42.机组出力执行模块：用于调整成功后，将调整后的机组群内机组出力入库，同时发送至agc跟踪执行。
43.有益效果：本发明提供的基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法及装置，为适应未来新型电力系统不确定场景下的快速决策需求，通过指定特定机组群平衡系
统偏差，将机组划分为越限设备调整类机组和发用电平衡调整类机组，采用越限设备机组出力调整在先，发用电平衡机组出力调整在后，实现紧急情况下机组出力调整的快速决策，为未来新型电力系统不确定性场景下机组出力计划的快速调整提供辅助决策方法。
附图说明
44.图1为基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策流程图。
45.图2为设备越限量消除和机组出力调整流程图。
46.图3为机组群内机组出力平衡调整流程图。
具体实施方式
47.下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
48.如图1所示，一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策方法，包括以下步骤：步骤s1，获取安全校正辅助决策基础数据。
49.步骤s2，根据基础数据进行设备越限量消除，并获取机组出力调整量，设备越限量消除成功进入步骤s3，否则进入步骤s6。
50.步骤s3，根据机组出力调整量计算机组群调整需求量。
51.步骤s4，根据机组群调整需求量进行机组群内机组出力平衡调整，调整成功进入步骤s5，否则进入步骤s6。
52.步骤s5，将调整后的机组群内机组出力入库，同时发送至agc跟踪执行。
53.步骤s6，调整结束。
54.进一步的，步骤s1中所述安全校正基础数据包括：计算参数、越限设备数据、机组数据、机组群数据和灵敏度数据。
55.进一步的，所述计算参数包括：计划消除越限时间、消除越限设备；所述越限设备数据包括越限设备、设备限额和设备实际潮流；所述机组数据包括机组基本信息、机组计算参数、机组当前实际出力、机组出力限值、机组爬坡速率和机组可调节状态；所属机组群数据包括机组群和机组群组成信息；所述灵敏度数据包括机组对设备（线路、变压器或断面）潮流的发电转移分布因子。
56.灵敏度数据是获取最新电网物理模型和实时运行方式数据，采用pq解耦法计算得到。
57.进一步的，如图2所示，步骤s2中根据基础数据进行设备越限量消除，包括以下步骤：2-1、依据设备潮流和设备限额计算需要消除越限的设备潮流调整量。
58.2-2、计算每台参与分配调整机组在消除设备越限时间点的出力调整区间。根据机组当前实际出力及机组爬坡率和滑坡率，计算机组消除设备越限时间点的出力调整范围，并对机组出力调整范围、机组出力受阻区间和机组固有最大最小技术出力区间取交集，得到机组在消除设备越限时间点的最终的出力调整区间。
59.2-3、计算机组出力调整比例。将机组对设备灵敏度设置为机组出力调整量的分配权重，叠加所有参与分配机组的权重，得到总的系统权重，将机组出力调整量的分配权重除
以系统权重，即为机组出力调整比例。
60.2-4、根据机组出力调整比例计算机组出力调整量。设备潮流调整量乘以参与分配机组的机组出力调整比例，得到机组出力调整量，机组出力调整量的正负由设备潮流调整方向和机组对设备灵敏度正负确定。
61.2-5、机组出力修正。机组出力调整量取得后，判断每台机组调整后出力是否落在出力调整区间内，并对越限机组进行出力修正。如果机组调整后出力大于出力调整区间右端点，机组出力重新设定为出力调整区间右端点，并标记此机组不再参与下一轮出力分配，由于此机组调整后出力下调，故下调整量需要其他机组上调承担，因此，将机组下调整量叠加到设备潮流剩余调整量供下一轮调整；如果机组调整后出力小于出力调整区间左端点，机组调整后出力设置为出力调整区间左端点，并标记机组不再参与下一轮调整，由于机组调整后出力上调，上调整量应由其他机组下调承担，将机组上调整量叠加到设备潮流剩余调整量供下一轮调整。
62.2-6、如果设备潮流剩余调整量绝对值小于0.01mw，则消除了设备越限，进入2-10；如果设备潮流剩余调整量绝对值大于0.01mw，计算下一轮可调节机组个数，如果可调节机组个数大于零，进入2-7，否则进入2-8。
63.2-7、将设备潮流剩余调整量乘以参与分配机组的机组出力调整比例，得到机组调整量，叠加到机组上轮调整后出力，得到新的机组出力，待所有机组调整结束，返加2-5和2-6。
64.2-8、设备潮流剩余调整量大于0.01mw，且无可调节机组，表明所有机组调整后依然存在越限，判断该设备是否容忍越限，如果容忍越限，且越限量小于容忍度，进入2-10，否则，进入步骤2-9。
65.2-9、设备潮流越限量未完全消除，且无机组可分配，设备潮流分配失败。
66.2-10、设备潮流越限消除成功。
67.进一步的，步骤s3中机组群调整需求量计算依据机组出力调整量统计系统出力调整量，即发用电不平衡量，需反向调整机组群内机组出力，使得机组群内机组出力调整量与系统出力调整量绝对值相同，符号相反，保证系统发用电平衡，故系统出力调整量取反号，即为机组群内机组出力调整的需求量，称之为机组群调整需求。
68.进一步的，如图3所示，步骤s4机组群内机组出力平衡调整，包括以下步骤：4-1、依据机组群内机组组成信息、机组对断面灵敏度信息筛选参与发用电平衡调整的机组，若机组对越限设备灵敏度大于0.01mw，则不参与发用电平衡调整。
69.4-2、计算参与发用电平衡调整的每台机组的机组出力调整区间。根据机组当前实际出力及机组爬坡率和滑坡率，计算机组出力调整范围，并对机组出力调整范围、机组受阻出力区间和机组固有最大最小技术出力取交集，得到参与发用电平衡调整的机组出力调整区间。
70.4-3、计算参与发用电平衡调整的机组出力调整比例。采用平均分配方式，故可调整机组个数取倒数即为机组出力调整比例。
71.4-4、计算参与发用电平衡调整的机组出力调整量。机组群调整需求乘以可调整机组的机组出力调整比例，得到机组出力调整量。
72.4-5、机组出力修正。机组出力调整量取得后，判断每台机组调整后出力是否落参
与发用电平衡调整的机组出力调整区间，并对越限机组进行出力修正。如果机组调整后出力大于出力调整区间右端点，机组出力重新设定为出力调整区间右端点，并标记此机组不再参与下一轮出力分配，由于此机组调整后出力下调，故下调整量需要其他机组上调承担，因此，将机组下调整量叠加到机组群调整需求剩余量供下一轮调整；如果机组调整后出力小于出力调整区间左端点，机组调整后出力设置为出力调整区间左端点，并标记机组不再参与下一轮调整，由于机组调整后出力上调，上调整量应由其他机组下调承担，将机组上调整量叠加到机组群调整需求剩余量供下一轮调整。
73.4-6、如果机组群调整需求剩余量绝对值小于0.01mw，则完成了机组群调整需求，进入4-10；如果机组群调整剩余量绝对值大于0.01mw，计算下一轮可调节机组个数，如果可调节机组个数大于零，进入4-7，否则进入4-8。
74.4-7、机组群调整剩余量乘以参与发用电平衡调整的机组出力调整比例，得到机组调整量，叠加到机组上轮调整后出力，得到新的机组出力，待所有机组调整结束，返回4-5和4-6。
75.4-8、机组群调整剩余量大于0.01mw，且无可调节机组，表明所有机组调整后依然存无法实现发用电平衡，判断是否容忍发用电不平衡，如果容忍不平衡，且不平衡量小于容忍度，进入4-10，否则，进入4-9。
76.4-9、发用电不平衡，且无机组可分配，机组群调整需求分配失败。
77.4-10、机组群调整需求分配成功，满足发用电平衡需求。
78.进一步的，步骤s5调整后机组出力异步写入实时库和商用库，同时发送至agc跟踪执行。
79.实施例2：一种基于特定机组群平衡调整的安全校正辅助决策装置，包括如下模块：基础数据获取模块：用于获取安全校正辅助决策基础数据。
80.设备越限量消除模块：用于根据基础数据进行设备越限量消除，并获取机组出力调整量。
81.机组群调整需求量计算模块：用于设备越限量消除成功后，根据机组出力调整量计算机组群调整需求量。
82.机组出力平衡调整模块：用于根据机组群调整需求量进行机组群内机组出力平衡调整。
83.机组出力执行模块：用于调整成功后，将调整后的机组群内机组出力入库，同时发送至agc跟踪执行。
84.本发明方法适用于国分省三级调度设备越限情况下机组出力快速调整，具有计算效率高、适应性强的特点。本发明技术方案已在省级电网得到应用，应用效果符合预期。
85.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
86.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程
图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
87.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
88.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
89.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。