一种调度培训系统中全业务模式教案的协调制作方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化调度技术领域，具体涉及一种调度培训系统中全业务模式 教案的协调制作方法。

背景技术

随着智能电网的发展，调度业务范围不断扩大，出现了许多新的需求。这些新需求的 出现对仿真平台提出了新的要求。传统的电力仿真平台所含培训模块较少，已不能满足对 调度各项业务仿真的需求，因此必须考虑针对调度业务的特点来考虑全业务的培训仿真。 传统的培训仿真在制作教案时，对于系统运行方式调整、系统负荷调整能够提供方便可靠 的手段，但对于联络线的调整，并没有有效的方法。在这种情况下进行的全业务模式培训 仿真的教案制作效率、可靠性将受到很大的影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种适用范围广、具有极强灵活性及可 操作性的调度培训系统中全业务模式教案的协调制作方法，能够有效的提高全业务培训仿 真时的教案制作效率，并提高全业务培训仿真的可靠性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种调度培训系统中全业务模式教案的协调制作方法，包括以下几个步骤：

(1)初始断面与发电负荷曲线的自动匹配计算；

(2)外网联络线的自动调节；

(3)电网内部区域联络线的协调计算。

前述的步骤(1)中，初始断面与发电负荷曲线的自动匹配计算包括如下步骤：

(1a)根据初始断面时刻以及系统各区域的发电负荷曲线，计算系统各区域的发电负荷 曲线初始断面时刻所对应的各区域发电负荷量；

(2a)计算初始断面中的区域发电负荷量与发电负荷曲线中的区域发电负荷量的差值， 并按区域对差值进行分配；

(3a)计算初始断面中的区域用电负荷量与发电负荷曲线中的区域用电负荷量的差值， 并按区域对差值进行分配；

(4a)重新计算潮流，得到调整后的断面潮流分布。

前述的步骤(1a)中，在初始断面时刻t，区域发电负荷量S_G按如下公式计算：

$S_G=S_{G_1}+(S_{G_2}-S_{G_1})\times \frac{\left({t-t}_1\right)}{(t_2-t_1)}---\left(1\right)$

其中，t₁为区域发电负荷曲线上，t之前一个点的时刻，t₂为区域发电负荷曲线上，t之 后一个点的时刻；为区域发电负荷曲线上，t₁时的系统发电负荷；为区域发电负荷 曲线上，t₂时的系统发电负荷。

前述的步骤(2a)中，区域发电负荷的分配分配按如下方式进行：

初始断面中，区域的发电负荷量S'_G按如下公式计算：

S'_G＝S_l'_ine+S'_g      (2)

其中，S_l'_ine为初始断面中的区域联络线注入量，S'_g为初始断面中的区域发电总加；

设差值ΔS_G为：ΔS_G＝S_G-S'_G，

如果ΔS_G＞0，按区域中机组上备用容量进行分配，如果ΔS_G＜0，按区域中机组 下备用容量进行分配，如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}={\mathrm{\Delta S}}_G\times \frac{s_{b_1}^{\prime }}{S_{B_1}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_G>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}={\mathrm{\Delta S}}_G\times \frac{s_{b_2}^{\prime }}{S_{B_2}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_G<0\end{array}\right)---\left(3\right)$

其中，Δw_un为区域发电负荷机组调节量，为初始断面中的区域机组上备用容量，为初始断面中的区域机组上备用容量之和，为初始断面中的区域机组下备用容量，为 初始断面中的区域机组下备用容量之和；

前述的步骤(3a)中，区域用电负荷的分配按如下方式进行：

设S′_sloss为初始断面中区域发电机组的厂用电之和，S_sloss为经过步骤(2a)后初始断面 中区域发电机组的厂用电之和，则

ΔS_L＝(ΔS_G-(S_sloss-S'_sloss))×(1.0-α)     (4)

其中，ΔS_L为区域用电负荷预计调节量，α为系统网损率；

则，区域中各负荷调节量按如下公式计算：

${\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{ld}}={\mathrm{\Delta S}}_L\times \frac{s_l^{\prime }}{S_L^{\prime }}---\left(5\right)$

其中，Δw_ld为区域用电负荷机组调节量，s_l'为初始断面中的区域负荷注入量，S'_L为初 始断面中的区域负荷注入量之和。

前述的步骤(2)中，外网联络线自动调节包括以下步骤：

(1b)计算经过所述步骤(1)后断面中的外网联络线注入量与初始断面时刻的外网联 络线计划的差值，设差值为ΔP；

(2b)根据差值ΔP，调节外网机组出力，调节方式如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_o}=-\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_1}}{W_{B_1}},\mathrm{\Delta P}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_o}=-\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_2}}{W_{B_2}},\mathrm{\Delta P}>0\end{array}\right)---\left(6\right)$

其中，为外网机组调节量，为所述步骤(1)后断面中的外网机组上备用容量， 为所述步骤(1)后断面中的外网机组上备用容量之和，为所述步骤(1)后断面中 的外网机组下备用容量，为所述步骤(1)后断面中的外网机组下备用容量之和；

(3b)根据差值ΔP，调节系统内机组出力，调节方式如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_i}=\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_1}^{\prime }}{W_{B_1}^{\prime }},\mathrm{\Delta P}>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_i}=\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_2}^{\prime }}{w_{B_2}^{\prime }},\mathrm{\Delta P}<0\end{array}\right)---\left(7\right)$

其中，为系统内机组调节量，为所述步骤(1)后后断面中的系统内机组上备 用容量，为所述步骤(1)后断面中的系统内机组上备用容量之和；为所述步骤(1) 后断面中的系统内机组下备用容量；为所述步骤(1)后后断面中的系统内机组下备用 容量之和；

(4b)重新计算潮流，得到调整后的断面潮流分布。

前述的步骤(3)中，电网内部区域联络线的协调计算包括如下步骤：

(1c)启动AGC功能模块，计算系统内各区域的ACE；

(2c)根据各区域自身ACE的大小，调节各区域内的机组出力；

(3c)重新计算潮流，并重新计算系统内各区域ACE；

(4c)如各区域ACE的绝对值小于门槛值ε则调整结束；如大于等于ε，则进入步骤 (2c)，直到各区域ACE的绝对值小于门槛值ε为止。

前述的步骤(2c)中，电网内部各区域的机组调节按照如下方式进行：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}=-P_{\mathrm{ACE}}\times \frac{s_{b_1}^{\prime }}{S_{B_1}^{\prime }},P_{\mathrm{ACE}}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}=-P_{\mathrm{ACE}}\times \frac{s_{b_2}^{\prime }}{S_{B_2}^{\prime }},P_{\mathrm{ACE}}>0\end{array}\right)---\left(8\right)$

其中，Δw_un为电网内部各区域机组调节量，P_ACE为各区域ACE的值。

前述的步骤(4c)中，门槛值ε为小于1.0的正数。

本发明提出的调度培训系统全业务模式下的教案协调制作方法适用范围广，具有极强 的灵活性与可操作性，可以有效的提高全业务培训仿真时的教案制作效率，并提高全业务 培训仿真的可靠性。

附图说明

图1为初始断面时刻抽象电网示意图；

图2为本发明的全业务模式教案的协调制作过程流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附 图和具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图2所示，本发明的调度培训系统全业务模式下的教案协调制作方法包括以下三个 步骤：

(1)进行全业务模式培训仿真时，初始断面与负荷曲线的自动匹配计算；

(2)进行全业务模式培训仿真时，外网联络线的自动调节；

(3)进行全业务模式培训仿真时，电网内部区域联络线的协调计算。

步骤(1)中，全业务培训仿真时，初始断面与负荷曲线的自动匹配计算按照如下步骤 进行，包括：

(1a)根据初始断面时刻以及系统各区域的发电负荷曲线，计算系统各区域的发电负 荷曲线在初始断面时刻所对应的各区域发电负荷量。在初始断面时刻t，区域发电负荷量 S_G按如下公式计算：

$S_G=S_{G_1}+(S_{G_2}-S_{G_1})\times \frac{\left({t-t}_1\right)}{(t_2-t_1)}---\left(1\right)$

t₁：区域发电负荷曲线上，t之前一个点的时刻；

t₂：区域发电负荷曲线上，t之后一个点的时刻；

区域发电负荷曲线上，t₁时的系统发电负荷；

区域发电负荷曲线上，t₂时的系统发电负荷；

(2a)计算初始断面中的区域发电负荷量与发电负荷曲线中的区域发电负荷量的差值， 并按区域对差值进行分配。初始断面中，区域的发电负荷量S'_G按如下公式计算

S'_G＝S′_line+S'_g     (2)

S′_line：初始断面中的区域联络线注入量；

S'_g：初始断面中的区域发电总加；

设差值ΔS_G＝S_G-S'_G，如果ΔS_G＞0，按区域中机组上备用容量进行分配，如果 ΔS_G＜0，按区域中机组下备用容量进行分配，公式如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}={\mathrm{\Delta S}}_G\times \frac{s_{b_1}^{\prime }}{S_{B_1}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_G>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}={\mathrm{\Delta S}}_G\times \frac{s_{b_2}^{\prime }}{S_{B_2}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_G<0\end{array}\right)---\left(3\right)$

Δw_un：区域发电负荷机组调节量；

初始断面中的机组上备用容量；

初始断面中的区域机组上备用容量之和；

初始断面中的机组下备用容量；

初始断面中的区域机组下备用容量之和；

(3a)计算初始断面中的区域用电负荷与发电负荷曲线中的区域用电负荷的差值，并 按区域对差值进行分配。设S′_sloss为初始断面中区域发电机组的厂用电之和，S_sloss为经过 步骤(2a)后初始断面中区域发电机组的厂用电之和，则

ΔS_L＝(ΔS_G-(S_sloss-S'_sloss))×(1.0-α)     (4)

ΔS_L：区域用电负荷预计调节量；

α：系统网损率；

因此，区域中各负荷调节量可按如下公式计算：

${\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{ld}}={\mathrm{\Delta S}}_L\times \frac{s_l^{\prime }}{S_L^{\prime }}---\left(5\right)$

Δw_ld：区域用电负荷机组调节量；

s_l'：初始断面中的区域负荷注入量；

S'_L：初始断面中的区域负荷注入量之和；

(4a)重新计算潮流，得到调整后的断面潮流分布。

步骤(2)中，全业务培训仿真时，外网联络线的自动调节按照如下步骤进行，包括：

(1b)计算经过步骤(4a)后断面中的外网联络线注入量与初始断面时刻的外网联络 线计划的差值，设差值为ΔP；其中，外网联络线注入量可以从步骤(4a)后的潮流断面 中直接获得，初始断面时刻的外网联络线计划可以从历史计划中直接获取。

(2b)根据差值ΔP，调节外网机组出力。外网机组出力调节方式如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_o}=-\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_1}}{W_{B_1}},\mathrm{\Delta P}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_o}=-\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_2}}{W_{B_2}},\mathrm{\Delta P}>0\end{array}\right)---\left(6\right)$

外网机组调节量；

步骤(4a)后断面中的外网机组上备用容量；

步骤(4a)后断面中的外网机组上备用容量之和；

步骤(4a)后断面中的外网机组下备用容量；

步骤(4a)后断面中的外网机组下备用容量之和；

(3b)根据差值ΔP，调节系统内机组出力。系统内机组出力调节方式如下：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_i}=\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_1}^{\prime }}{W_{B_1}^{\prime }},\mathrm{\Delta P}>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_i}=\mathrm{\Delta P}\times \frac{w_{b_2}^{\prime }}{w_{B_2}^{\prime }},\mathrm{\Delta P}<0\end{array}\right)---\left(7\right)$

系统内机组调节量；

步骤(4a)后断面中的系统内机组上备用容量；

步骤(4a)后断面中的系统内机组上备用容量之和；

步骤(4a)后断面中的系统内机组下备用容量；

步骤(4a)后断面中的系统内机组下备用容量之和；

(4b)重新计算潮流，得到调整后的断面潮流分布。

步骤(3)中，全业务培训仿真时，电网内部区域联络线的协调计算按照如下步骤进行， 包括：

(1c)启动AGC(自动发电控制(Automatic Generation Control))功能模块，计算 系统内各区域的ACE(区域控制误差(Area Control Error))。

(2c)根据各区域自身ACE的大小，调节各区域内的机组出力。电网内部各区域的机 组调节按照如下方式进行：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}=-P_{\mathrm{ACE}}\times \frac{s_{b_1}^{\prime }}{S_{B_1}^{\prime }},P_{\mathrm{ACE}}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{\mathrm{un}}=-P_{\mathrm{ACE}}\times \frac{s_{b_2}^{\prime }}{S_{B_2}^{\prime }},P_{\mathrm{ACE}}>0\end{array}\right)---\left(8\right)$

Δw_un为电网内部各区域机组调节量，P_ACE为各区域ACE的值。

(3c)重新计算潮流，并重新计算系统内各区域ACE。

(4c)如各区域ACE的绝对值小于门槛值ε(ε为小于1.0的正数)，则调整结束；如 大于等于ε，则进入步骤(2c)，直到各区域ACE的绝对值小于门槛值ε为止。

本实施例中，以图1所示的初始断面t时刻抽象电网示意图作为例子来说明进行全业 务培训仿真时，培训教案的协调制作方法。

图1是一个t时刻的抽象电网示意图，分为内网和外网。其中内网分为3个区域：区 域A、区域B、区域C；外网分为2个区域：区域D、区域E。5个区域之间通过联络线相连 接，分别是联络线AB、联络线BC、联络线AC、联络线AE、联络线BD。以下描述中，联络 线上流动的功率用P表示，例如P_AB表示A侧从A流向B的功率，若实际功率方向为从B 流向A，则P_AB为负值；联络线计划用P_plan表示，例如表示A侧从A流向B的计划 值功率，若实际方向为从B流向A，则为负值。S_G表示t时刻各区域负荷曲线上功 率目标值，表示t时刻的前一时刻各区域负荷曲线上功率目标值，表示t时刻的后 一时刻各区域负荷曲线上功率目标值。

全业务模式教案的协调制作过程的流程如下：

a)根据负荷曲线，对各区域进行断面自动调节，以保证调整后的负荷水平与负荷曲线 一致。以区域A为例：

计算区域A负荷目标值$S_{G_A}=S_{G_{A_1}}+(S_{G_{A_2}}-S_{G_{A_1}})\times \frac{(t-t_1)}{(t_2-t_1)};$

计算区域A负荷偏差量：${\mathrm{\Delta S}}_{G_A}=S_{G_A}-S_{G_A}^{\prime };$

计算按区域A中机组调节量

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_A}={\mathrm{\Delta S}}_{G_A}\times \frac{s_{b_{1_A}}^{\prime }}{S_{B_{1_A}}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_{G_A}>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_A}={\mathrm{\Delta S}}_{G_A}\times \frac{s_{b_{2_A}}^{\prime }}{S_{B_{2_A}}^{\prime }},{\mathrm{\Delta S}}_{G_A}<0\end{array}\right)$

计算区域A用电负荷偏差量：

${\mathrm{\Delta S}}_{L_A}=({\mathrm{\Delta S}}_{G_A}-(S_{{\mathrm{sloss}}_A}-S_{{\mathrm{sloss}}_A}^{\prime }))\times (1.0-\alpha )$

计算区域A中各用电负荷调节量：

${\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{ld}}_A}={\mathrm{\Delta S}}_{L_A}\times \frac{s_{l_A}^{\prime }}{S_{L_A}^{\prime }}$

调节完区域A后，再分别调节区域B、区域C。完成调整后，重新计算潮流，得到新的 调整后的断面，此时区域A、区域B、区域C的负荷水平达到负荷曲线的目标值。

b)调整外网联络线，使联络线输送功率与其计划值保持一致。以联络线AE为例：

计算联络线偏差${\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}=P_{\mathrm{EA}}-P_{{\mathrm{plan}}_{\mathrm{EA}}};$

计算外网区域E机组调节量：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_E}=-{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}\times \frac{w_{b_{1_E}}}{W_{B_{1_E}}},{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_E}=-{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}\times \frac{w_{b_{2_E}}}{W_{B_{2_E}}},{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}>0\end{array}\right)$

计算内网区域机组调节量(包括A、B、C三个区域)：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_{\mathrm{ABC}}}={\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}\times \frac{w_{b_{1_{\mathrm{ABC}}}}^{\prime }}{W_{B_{1_{\mathrm{ABC}}}}^{\prime }},{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}>0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_{\mathrm{ABC}}}={\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}\times \frac{w_{b_{2_{\mathrm{ABC}}}}^{\prime }}{W_{B_{2_{\mathrm{ABC}}}}^{\prime }},{\mathrm{\Delta P}}_{\mathrm{EA}}<0\end{array}\right)$

调整完联络线AE后，再以同样的方法调整联络线BD。完成调整后，重新计算潮流， 得到新的调整后的断面，此时联络线AE、BD的输送功率达到计划值的要求。

c)调整内网各区域，使得各区域之间联络线的输送功率与其计划值保持一致。以区域 C为例：

计算区域C的ACE：

$P_{{\mathrm{ACE}}_C}=P_{\mathrm{CA}}-P_{{\mathrm{plan}}_{\mathrm{CA}}}+P_{\mathrm{CB}}-P_{{\mathrm{plan}}_{\mathrm{CB}}}$

计算区域C机组调节量：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_C}=-P_{{\mathrm{ACE}}_C}\times \frac{s_{b_{1_C}}^{\prime }}{S_{B_{1_C}}^{\prime }},P_{{\mathrm{ACE}}_C}<0\\ {\mathrm{\Delta w}}_{{\mathrm{un}}_C}=-P_{{\mathrm{ACE}}_C}\times \frac{s_{b_{2_C}}^{\prime }}{S_{B_{2_C}}^{\prime }},P_{{\mathrm{ACE}}_C}>0\end{array}\right)$

调节完区域C后，再分别调节区域A、区域B。完成调整后，重新计算潮流，得到新的 调整后的断面。计算此时内网各区域的ACE，如ACE区域0，则调整结束，如偏于0，则继 续重复c)，直到各区域ACE都趋于0为止。

本发明提出的调度培训系统中全业务模式教案的协调制作方法适用范围广，具有极强 的灵活性与可操作性，可以有效的提高全业务模式培训仿真时的教案制作效率，并提高全 业务培训仿真的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员 应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化 和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等 效物界定。