【摘要】 本发明公开了一种黑启动辅助决策支持/训练系统及其方法。它解决了目前电力系统在大停电时缺乏有效的辅助决策工具，只能依靠经验制定系统恢复方案，无法适应目前电网需要的问题，具有结构简单，使用方便，自动化程度高，可有效辅助调度员进行决策等优点。其结构为：它采用C/S架构，由黑启动控制台模块和黑启动计算服务器组成；其中，黑启动控制台是在DTS功能基础上扩展出来的功能模块，它提供黑启动决策支持系统用户界面，利用DTS功能展示和模拟黑启动方案达到培训调度员目的；黑启动计算服务器由方案生成、方案校验等模块组成，能根据停电区域利用智能算法生成黑启动操作序列方案，并对方案进行快速验证。 【专利类型】发明授权 【申请人】山东大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】250022 山东省济南市历下区经十路73号 【申请人地区】中国 【申请人城市】济南市 【申请人区县】历下区 【申请号】CN200810014125.4 【申请日】2008-01-30 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101236575B 【公开公告日】2010-12-01 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101236575B 【授权公告日】2010-12-01 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06F17/50; G06F13/38; G06Q50/00; G06Q50/06 【发明人】王洪涛; 刘玉田 【主权项内容】1.一种黑启动辅助决策支持/训练系统，其特征是：它采用C/S架构的黑启动控制台，由EMS/DTS系统和黑启动计算服务器组成； 其中，EMS/DTS系统包括在DTS功能基础上扩展相对独立的黑启动控制台模块；黑启动控制台模块提供电网模型导出、黑启动决策支持系统用户界面、连接黑启动计算服务器和稳态校验模块，利用DTS功能展示和模拟黑启动方案达到培训调度员目的；黑启动控制台模块通过数据库接口odbc访问DTS/ETS数据库，通过软总线访问DTS系统中的各个服务器，通过DLL接口调用利用DTS系统的各项功能；黑启动控制台模块根据要求，把黑启动计算服务器配置信息和电网模型信息导出为特定格式的数据文件，并通过软总线传送到黑启动计算服务器，后者可以利用得到的数据文件进行各种计算；黑启动计算服务器生成的结果和曲线数据通过软总线传送到DTS系统，黑启动控制台模块读入这些结果进行各种应用和展示； 黑启动计算服务器包括计算代理模块，它通过软总线利用通信中介模块接受客户端命令请求，根据命令进行电网模型和计算结果的传输、黑启动计算模块的运行，同时计算代理模块在计算机UPD端口进行监听，接收通信中介模块转发来的黑启动计算模块反馈信息并发送给客户端；计算代理模块导入黑启动控制台模块生成的数据文件；并与黑启动数据库进行双向通信； 所述通信中介模块为动态链接库，供各个黑启动计算模块使用，黑启动计算模块通过DLL接口提供的函数接口向计算代理模块反馈消息，该DLL接口接收到模块发送的消息后，通过UDP协议把消息转发给计算代理模块； 所述黑启动计算模块包括：方案生成模块，暂态过电压校验模块，暂态自励磁校验模块，频率和电压波动校验模块，它们为独立模块，接受命令行参数并通过通信中介模块反馈消息； 黑启动计算代理模块与方案生成模块、暂态过电压校验模块，暂态自励磁校验模块，频率和电压波动校验模块四个子模块进行交互： 1)计算代理模块调用方案生成模块； 2)方案生成模块生成方案，并将其保存到数据表，方案生成模块调用通讯DLL； 3)告知DTS系统进行稳态校验，由DTS调用稳态校验模块进行校验； 4)判断优化调整后稳态校验是否合格；合格时转入下一步，不合格则将不合格方案标记为不可行，并说明原因，送入标记判断步骤； 5)对合格的方案，稳态校验模块将优化调整措施插入相应的方案，提供暂态过电压校验模块，暂态自励磁校验模块，频率和电压波动校验模块需要的优化调整后的网络数据，并调用通讯DLL，告知DTS系统可以进行暂态过电压校验，DTS系统调用暂态过电压校验模块； 6)判断暂态过电压校验是否全合格：如果是，转入下一步；如果否，若方案未被标记，则将不合格方案标记为临时不可行，并提供调整措施修改原方案，否则标记为不可行，然后送入标记判断步骤； 7)暂态过电压校验模块将校验结果按规定的格式保存入文件，并调用通讯DLL，告知DTS系统可以进行自励磁校验，DTS系统调用暂态自励磁校验模块； 8)判断自励磁校验是否合格：合格的转入下一步；不合格的，若方案未被标记，则将不 合格方案标记为临时不可行，并提供调整措施修改原方案，否则标记为不可行，送入标记判断步骤； 9)自励磁校验模块将校验结果按规定的格式保存入文件，并调用通讯DLL，告知DTS系统可以进行频率、电压跌落校验，DTS系统调用频率和电压波动校验模块； 10)判断频率、电压跌落校验是否合格：合格的，转入下一步；不合格的，若方案未被标记，则将不合格方案标记为临时不可行，并提供电压调整措施修改原方案，否则标记为不可行，并转入标记判断步骤； 11)频率和电压波动校验模块将校验结果按规定的格式保存入文件； 12)标记判断，判断是否有未标记或标记为临时不可行的方案：如果否，频率和电压波动校验模块调用通讯DLL，告知DTS系统校验结束；如果是，则调用通讯DLL模块，根据调整措施对未标记或标记为临时不行的方案进行校验，然后送入步骤3)； 其中，方案生成模块工作步骤为， a.识别系统当前的运行状态，判断是否已经发生大停电，以及大停电所发生的区域； b.判断该停电区域是否具有可用的外部功率支援点，并利用基于案例推理的方法该区域由外部功率支援点/黑启动机组、变电站和被启动机组组成的恢复预案； c.根据恢复预案将电网设置到黑启动恢复准备状态； d.从数据库读取与恢复预案相关的发电机组、变压器、输电线路、母线、开关、刀闸、电容和电抗等设备参数信息及网络拓扑信息； e.根据专家经验实现给定开关、刀闸操作时间，线路、变压器充电时间等信息，利用基于图论和专家知识的智能算法生成满足电力规程约束的黑启动操作序列，并根据所需时间的长短、线路的长度以及电压转换次数多少等生成方案权重信息； f.根据校验结果计算方案的稳定裕度，对于校验不合格的方案进行调整，并根据稳定裕度和调整措施修正方案的权重信息，对方案进行优劣排序； 暂态自励磁校验模块工作步骤为： a.从黑启动数据库中读取所有待校验方案数据，形成临时表； b.依次读取临时表中的待校验方案，对每种运行方式下由发电机、变压器、线路以及并联电容器、电抗器组成的网络列写状态方程式，线性化处理后得到状态方程特征矩阵，并求取状态方程特征矩阵的特征值； c.根据状态方程特征矩阵的特征值判断自励磁是否发生，不发生自励磁的充要条件是系数矩阵特征值都是负实数或具有负实部的复数，然后将校验结果存入结果库中； 暂态过电压校验模块工作过程为： a.读取当前待校验方案中的原始数据，包括发电机次暂态电抗、线路阻抗、线路导纳、变压器阻抗、并联电抗器、并联电容器参数，电压等级； b.暂态等值计算网络的形成，形成计算起始条件； 根据潮流计算得到各节点起始电压等稳态值，将等值网络中的电感、线路用等值计算电路表示，然后按原电路的接线情况进行连接，再将发电机转换成电流源形式，电容、电阻电路形成t＝0时刻由等值电阻和电流源组成的暂态等值计算网络；在电磁暂态等值计算网络采用常用的节点电压方程，方程中的节点电导矩阵由各元件的等值电阻组成，其形成方法与潮流计算中形成网络节点导纳矩阵相仿； c.暂态等值计算网络的求解：初始计算条件为t＝0时刻，就是合闸前的初始时刻，等值网络的外施电源和各等值电流源由等值阻抗参数和潮流计算出来的节点电压可以求出；然后，用初始条件可以求得t＝t+Δt时刻各元件的电压和电流；这样，从t＝0时刻开始，暂态等值计算网络的求解过程转化为在各个离散时刻对等值计算网络的求解，计算到t＝0.2秒，可以终止计算； d.操作过电压的判别：操作过电压的判别标准依据操作线路的电压等级而有所区别，过电压判别指标是：500kV以上线路为2倍额定电压，330kV线路为2.75倍额定电压，110～220kV线路3倍额定电压，35kV为4倍额定电压； 暂态过电压校验模块工作过程还包括对工频过电压校验，其过程为： a.它采用九区图来实现对系统的无功电压进行调整； b.电压控制按照逆调压原则，当电压U超出电压曲线允许范围U下～U上或超出无功负荷Q允许的范围Q下～Q上时，根据整定的偏移量发出电容器、电抗器投切指令，发电机端电压调整指令或变压器分接头调整指令，从而达到调整电压和无功潮流的目的； 频率和电压波动校验模块工作过程为： a.它采用感应电动机功率公式 其中Pe1表示感应电动机起动阶段平均冲击功率；Pe2表示感应电动机稳定时的功率；Tmot为感应电动机时间常数，t为计算时刻，对感应电动机功率表达式进行拉氏变换，并结合抽水蓄能机组简化传递函数，可得到感应电动机起动过程中系统频率变化表达式和电压降落估计表达式； 估计电压降落 其中：ZLR为电动机堵转阻抗，Z2为网络戴为南等值阻抗，X″d为发电机次暂态电抗； 其中：K为机组简化传递函数函数系数，Rj为点zj的残数，zj是机组简化传递函数的根，可以通过待定系数法进行确定它们的数值； b.选择待启动电厂中的最大辅机即给水泵进行校验，以检测出电压和频率不合格的方案，保证方案的可行性；频率和电压计算的标准为：频率控制在49.5～50.5Hz之内，电压控制在0.9～1.1标么值之内，一次同时接入的负荷不应使系统频率较接入前下降0.5Hz； c.最后，电压校验部分给出感应电动机启动时电压跌落值，频率校验部分给出感应电动机整个起动过程中的系统频率变化曲线，最后若电压、频率不满足要求，给出可行性的调整建议。 【当前权利人】山东大学 【当前专利权人地址】山东省济南市历下区经十路73号 【统一社会信用代码】12100000495570303U 【引证次数】1.0 【他引次数】1.0 【家族引证次数】1.0 【家族被引证次数】30
