本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與計(jì)算分析領(lǐng)域，具體涉及一種基于擾動評估和趨勢分析的操作票安全校核方法。

背景技術(shù)：
電網(wǎng)調(diào)度操作票是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要管理制度，電網(wǎng)調(diào)度操作票是在考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式、保護(hù)配合、安全操作規(guī)則等要求下，保證設(shè)備運(yùn)行方式的正確改變而制定的嚴(yán)格操作步驟?，F(xiàn)有的操作票生成系統(tǒng)在操作安全性方面往往較少考慮，其最主要原因是現(xiàn)有操作票系統(tǒng)沒有和實(shí)時運(yùn)行的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)相連接，大多是離線運(yùn)行的，沒有結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行安全性校核。目前的電網(wǎng)操作票系統(tǒng)對于出票的正確性、安全性檢驗(yàn)還主要依靠主觀經(jīng)驗(yàn)，大部分要靠專家系統(tǒng)預(yù)設(shè)的邏輯判斷和出票后調(diào)度員的直觀分析來判斷，不能做到通過計(jì)算分析來進(jìn)行科學(xué)的操作票安全性校核。同時，隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜和電力市場的逐步實(shí)施，不同時間的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有很大的差異，在不同時間操作同樣的設(shè)備可能存在不同的影響，甚至有可能出現(xiàn)潮流、電壓越限。因此，如何快速準(zhǔn)確地針對自動推理形成的操作步驟進(jìn)行潮流計(jì)算以分析操作后系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性成為保證正確進(jìn)行電網(wǎng)操作的關(guān)鍵。由于電網(wǎng)的狀態(tài)是實(shí)時變化的，只有基于實(shí)時數(shù)據(jù)對操作票進(jìn)行檢驗(yàn)，才可最大程度地保證操作票的安全性和正確性。保障安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可持續(xù)的電力供應(yīng)，是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行始終追求的目標(biāo)，安全校核是保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，是保障電網(wǎng)的一道重要的安全防線，在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中發(fā)揮著越來越重要的技術(shù)支撐作用。隨著電網(wǎng)大規(guī)?；ヂ?lián)的快速發(fā)展，在電壓等級最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最先進(jìn)、運(yùn)行特性最復(fù)雜的交直流混聯(lián)大電網(wǎng)中，迫切需要研究電網(wǎng)調(diào)度操作票安全校核的方法。其中需要解決的關(guān)鍵問題有：電網(wǎng)調(diào)度操作潮流分析：電網(wǎng)調(diào)度操作票的執(zhí)行會引起電網(wǎng)潮流的變化，并可能產(chǎn)生新的安全問題，所以電網(wǎng)調(diào)度操作執(zhí)行前必須進(jìn)行電網(wǎng)潮流的計(jì)算。電網(wǎng)調(diào)度操作潮流計(jì)算基于電網(wǎng)模型、實(shí)時運(yùn)行方式、電網(wǎng)操作票、發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷預(yù)測，進(jìn)行智能整合并進(jìn)行潮流計(jì)算，得到電網(wǎng)調(diào)度操作執(zhí)行前后電網(wǎng)的潮流信息。電網(wǎng)調(diào)度操作擾動分析：電網(wǎng)調(diào)度操作票執(zhí)行過程會給電網(wǎng)帶來擾動沖擊，造成功角、電壓或頻率的波動。為了分析評估電網(wǎng)操作票對電網(wǎng)的沖擊效應(yīng)，需要將電網(wǎng)調(diào)度操作轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)擾動和節(jié)點(diǎn)擾動，然后進(jìn)行時域機(jī)電暫態(tài)仿真分析，關(guān)注電網(wǎng)操作設(shè)備附近功角、電壓和頻率的波動，評估電網(wǎng)操作對系統(tǒng)的影響。電網(wǎng)調(diào)度操作穩(wěn)定趨勢分析：電網(wǎng)調(diào)度操作的執(zhí)行會引起電網(wǎng)潮流的變化，進(jìn)而引起電網(wǎng)穩(wěn)定特性的變化。為了分析調(diào)度操作對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，需要分別對電網(wǎng)操作票執(zhí)行前后的系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定分析，然后將操作前后的穩(wěn)定分析結(jié)果進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度操作穩(wěn)定趨勢分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于擾動評估和趨勢分析的操作票安全校核方法，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度操作票的全面的安全穩(wěn)定分析，評估調(diào)度操作擾動對電網(wǎng)安全的影響，并分析操作前后電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平的變化趨勢，為調(diào)度操作人員提供操作票安全穩(wěn)定分析的技術(shù)支撐，進(jìn)而提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。本發(fā)明提供的一種基于擾動評估和趨勢分析的操作票安全校核方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟：（1）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；（2）進(jìn)行潮流及穩(wěn)定校核的計(jì)算；（3）進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度操作的擾動評估；（4）進(jìn)行操作前后穩(wěn)定趨勢分析；（5）給出操作票安全校核結(jié)論并顯示。其中，步驟（1）統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括操作票信息數(shù)據(jù)，電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、對應(yīng)時刻的調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。其中，步驟（2）中，根據(jù)操作票的執(zhí)行時間，在校核時刻的最新電網(wǎng)實(shí)時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，疊加對應(yīng)時刻的調(diào)度計(jì)劃和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)，結(jié)合調(diào)度操作引起的電網(wǎng)拓?fù)浠蚬?jié)點(diǎn)功率變化，分別進(jìn)行操作前、操作后的系統(tǒng)潮流計(jì)算。其中，步驟（2）中，進(jìn)行穩(wěn)定校核的計(jì)算時，根據(jù)得到的系統(tǒng)潮流，然后進(jìn)行穩(wěn)定分析，包括靜態(tài)安全分析、靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、動態(tài)穩(wěn)定分析和穩(wěn)定裕度評估。其中，步驟（3）中，根據(jù)步驟（2）形成的操作前潮流數(shù)據(jù)，在時域仿真計(jì)算中添加節(jié)點(diǎn)擾動和網(wǎng)絡(luò)擾動，模擬對應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度操作，進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析，監(jiān)視附近電網(wǎng)功角、電壓和頻率的變化，評估操作擾動的暫態(tài)穩(wěn)定性及阻尼特性，進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度操作的擾動評估。其中，采用暫態(tài)穩(wěn)定分析方法，將所述電網(wǎng)調(diào)度操作轉(zhuǎn)化為擾動信息，進(jìn)行時域仿真分析，監(jiān)視操作設(shè)備附近電網(wǎng)的功角、電壓和頻率變化曲線，評估操作擾動的暫態(tài)穩(wěn)定特性和阻尼特性。其中，步驟（4）中，根據(jù)步驟（2）形成的操作前后潮流數(shù)據(jù)和對應(yīng)的穩(wěn)定裕度評估結(jié)果，對比操作前后穩(wěn)定分析結(jié)果的變化，包括靜態(tài)安全分析越限結(jié)果的變化、暫態(tài)穩(wěn)定特性結(jié)果的變化、動態(tài)穩(wěn)定阻尼比結(jié)果的變化、靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)結(jié)果的變化和電網(wǎng)輸電斷面穩(wěn)定裕度結(jié)果的變化，評估各種穩(wěn)定特性的變化趨勢，分為穩(wěn)定性惡化、穩(wěn)定性不變和穩(wěn)定性的變化趨勢，實(shí)現(xiàn)操作前后穩(wěn)定趨勢分析。其中，步驟（5）中，根據(jù)3）和4）的計(jì)算結(jié)果得出針對電網(wǎng)操作票的安全分析結(jié)論，如果執(zhí)行該操作擾動會引起暫態(tài)失穩(wěn)或靜態(tài)安全越限等電網(wǎng)穩(wěn)定問題，則建議該操作不執(zhí)行，同時給出穩(wěn)定趨勢分析的結(jié)論，使電網(wǎng)調(diào)度操作人員掌握操作票執(zhí)行前后電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平的變化情況。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：1）本發(fā)明綜合使用電網(wǎng)調(diào)度操作票、電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)、負(fù)荷預(yù)測等數(shù)據(jù)，進(jìn)行交流潮流計(jì)算。這種電網(wǎng)調(diào)度操作票潮流計(jì)算方法易于實(shí)現(xiàn)，而且能得到反映調(diào)度操作執(zhí)行前后實(shí)際情況的電網(wǎng)潮流。2）本發(fā)明的操作擾動評估將電網(wǎng)調(diào)度操作轉(zhuǎn)換為暫態(tài)穩(wěn)定分析的擾動，通過時域仿真得到操作擾動的暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)論和擾動曲線。這種操作擾動評估方法易于實(shí)現(xiàn)，而且能考慮電網(wǎng)操作引起的暫態(tài)響應(yīng)。3）本發(fā)明電網(wǎng)操作穩(wěn)定趨勢分析分別對操作前后的電網(wǎng)進(jìn)行全面的穩(wěn)定分析，然后對比電網(wǎng)穩(wěn)定特性的變化，能夠直觀展示調(diào)度操作對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響。4）本發(fā)明采用并行計(jì)算技術(shù)提高電網(wǎng)操作票安全校核的計(jì)算效率，計(jì)算速度相比單機(jī)計(jì)算提高百倍以上。5）本發(fā)明提出了一種對電網(wǎng)調(diào)度操作票的全面的安全校核的方法，為提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平提供技術(shù)支撐。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的校核方法的整體示意圖。圖2為本發(fā)明提供的操作擾動評估的結(jié)果示意圖。圖3為本發(fā)明提供的靜態(tài)安全分析的趨勢變化示意圖。圖4為本發(fā)明提供的穩(wěn)定裕度評估的趨勢變化示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實(shí)施例提出的一種基于擾動評估和趨勢分析的操作票安全校核方法，其整體過程的示意圖如圖1所示，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)如下步驟：1）操作票安全校核數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；要對電網(wǎng)操作票進(jìn)行安全校核，不僅需要操作票信息，還需要電網(wǎng)模型、電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。操作票安全校核數(shù)據(jù)組織實(shí)現(xiàn)所需各種數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，為進(jìn)行后續(xù)的潮流分析和穩(wěn)定計(jì)算提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。首先從調(diào)度操作票提取對電網(wǎng)拓?fù)溆杏绊懙男畔?，形成如下格式的操作票信息：然后獲取電網(wǎng)最新的實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)，包括線路、變壓器等支路的狀態(tài)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的出力。而且由于電網(wǎng)操作票的執(zhí)行時間可能是在幾個小時之后，因此還需要對應(yīng)時刻的調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)主要包括機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、檢修計(jì)劃，負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)主要包括母線負(fù)荷預(yù)測。發(fā)電計(jì)劃格式如下：檢修計(jì)劃格式如下：母線負(fù)荷預(yù)測格式如下：根據(jù)電網(wǎng)操作票的執(zhí)行時間，獲取對應(yīng)時刻的調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。2）潮流及穩(wěn)定校核計(jì)算；根據(jù)電網(wǎng)模型、實(shí)時運(yùn)行方式、電網(wǎng)操作票、發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行潮流分析，得到電網(wǎng)調(diào)度操作前后的系統(tǒng)潮流。潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。電網(wǎng)操作票潮流分析根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)、檢修計(jì)劃、操作票信息確定電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行方式數(shù)據(jù)和發(fā)電計(jì)劃及母線負(fù)荷預(yù)測確定節(jié)點(diǎn)功率注入。然后進(jìn)行全面的穩(wěn)定分析，包括靜態(tài)安全分析、靜態(tài)穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、動態(tài)穩(wěn)定分析和穩(wěn)定裕度評估。靜態(tài)安全分析基于電網(wǎng)操作票潮流，針對N-1故障的故障集校核其他元件是否出現(xiàn)越限。根據(jù)N-1原則對全網(wǎng)主設(shè)備（包括線路、主變、機(jī)組、母線）進(jìn)行逐個開斷，并判斷其他元件是否出現(xiàn)越限。給出導(dǎo)致重載、越限的故障及相應(yīng)的重載、越限設(shè)備，并給出故障嚴(yán)重程度指標(biāo)。靜態(tài)穩(wěn)定分析針對指定的輸電斷面，根據(jù)指定的開機(jī)順序，計(jì)算電力系統(tǒng)在受到小擾動后，不發(fā)生非周期振蕩，自動恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。通過靜態(tài)穩(wěn)定分析可以獲得電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性，計(jì)算指定輸電斷面的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限并判斷靜穩(wěn)儲備等裕度指標(biāo)是否符合安全穩(wěn)定導(dǎo)則的要求。暫態(tài)穩(wěn)定分析根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)想故障集，對電網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的時域仿真計(jì)算，依照預(yù)置的判穩(wěn)原則，分別計(jì)算電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力，并給出安全分析結(jié)果（包括暫態(tài)功角穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和暫態(tài)頻率穩(wěn)定性）及排序。動態(tài)穩(wěn)定分析采用特征值分析法，分析其受到小擾動后，在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下保持運(yùn)行穩(wěn)定的能力，判斷操作票潮流的動態(tài)穩(wěn)定性。動態(tài)穩(wěn)定分析計(jì)算全網(wǎng)振蕩模式和阻尼比，并從中篩選出最關(guān)鍵的若干主導(dǎo)振蕩模式，得出系統(tǒng)小擾動的動態(tài)穩(wěn)定性結(jié)論。采用并行計(jì)算技術(shù)進(jìn)行操作票安全校核計(jì)算，包括操作前、操作后校核計(jì)算并行，靜態(tài)安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算等不同穩(wěn)定計(jì)算的并行，各種穩(wěn)定分析多故障集的并行，通過并行校核計(jì)算，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)群的計(jì)算性能，大大提高計(jì)算效率。3）操作擾動評估根據(jù)操作前潮流數(shù)據(jù)，采用暫態(tài)穩(wěn)定分析方法，在時域仿真計(jì)算中添加節(jié)點(diǎn)擾動和網(wǎng)絡(luò)擾動，模擬對應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度操作。輸出附近電網(wǎng)的功角、電壓和頻率的變化曲線，根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果評估操作擾動的暫態(tài)穩(wěn)定性及阻尼特性。暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)論包括：擾動描述、擾動元件、穩(wěn)定情況、最大功角時刻、阻尼比、最大功角發(fā)電機(jī)的名稱、最小功角發(fā)電機(jī)的名稱、最大功角差、最低電壓母線名稱、最低電壓、最低頻率發(fā)電機(jī)的名稱、最低頻率、最高頻率發(fā)電機(jī)的名稱和最高頻率。監(jiān)視曲線包括最大功角曲線、最低電壓曲線、最低頻率曲線和自定義的關(guān)心曲線（包括指定發(fā)電機(jī)組的功角曲線，指定母線的電壓曲線和指定線路的有功功率曲線）。圖2為四川省進(jìn)行操作擾動評估的結(jié)果，包括操作擾動暫態(tài)穩(wěn)定性分析結(jié)論和監(jiān)視曲線。圖中，故障名稱為操作擾動czp111220_002，自定義曲線中，曲線a表示發(fā)電機(jī)功角（國調(diào)，三峽左岸廠.n_四川.二灘廠.20.17366）,曲線b表示（國調(diào)，三峽左岸廠.n_四川.二灘廠.20.17367）。從圖中可看出，操作給電網(wǎng)帶來了擾動沖擊，操作設(shè)備附近的發(fā)電機(jī)攻角發(fā)生了波動，該擾動的暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)論是不發(fā)生暫態(tài)失穩(wěn)，發(fā)電機(jī)攻角曲線波動逐漸平息。4）操作前后穩(wěn)定趨勢分析根據(jù)操作前后潮流數(shù)據(jù)和對應(yīng)的穩(wěn)定評估結(jié)果，對比操作前后穩(wěn)定分析結(jié)果的變化，包括靜態(tài)安全分析越限結(jié)果的變化、暫態(tài)穩(wěn)定特性結(jié)果的變化、動態(tài)穩(wěn)定阻尼比結(jié)果的變化、靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)結(jié)果的變化和電網(wǎng)輸電斷面穩(wěn)定裕度結(jié)果的變化。圖3為靜態(tài)安全分析的趨勢變化，圖中左右側(cè)的柱狀圖分別為操作前后的靜態(tài)安全分析越限設(shè)備數(shù)目，a、c為越限設(shè)備數(shù)目、b、d為重載設(shè)備數(shù)目，可以看出操作前后電網(wǎng)靜態(tài)越限設(shè)備數(shù)目減少。圖4為穩(wěn)定裕度評估的趨勢變化，圖中a曲線為指定輸電斷面的穩(wěn)定裕度曲線，b曲線為指定輸電斷面的潮流曲線，可以看出操作前后該輸電斷面的穩(wěn)定裕度降低。評估各種穩(wěn)定特性的變化趨勢，分為穩(wěn)定性惡化、穩(wěn)定性不變、穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)三種變化趨勢。（5）根據(jù)步驟3）和步驟4）的分析結(jié)果得出對該操作票安全校核的結(jié)論：該操作擾動不會引起電網(wǎng)失穩(wěn)，操作前后電網(wǎng)的靜態(tài)安全越限數(shù)目減少，電網(wǎng)某輸電斷面穩(wěn)定裕度下降；該操作可以執(zhí)行，但需要注意操作后部分輸電斷面穩(wěn)定裕度下降的情況。本申請中所涉及的專業(yè)數(shù)據(jù)及縮略語如下：電網(wǎng)調(diào)度操作票：電網(wǎng)調(diào)度操作票是在考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式、保護(hù)配合、安全操作規(guī)則等要求下，保證設(shè)備運(yùn)行方式的正確改變而制定的嚴(yán)格操作步驟。安全校核：安全校核為電網(wǎng)調(diào)度操作提供技術(shù)支撐，運(yùn)用靜態(tài)安全、暫態(tài)穩(wěn)定等多種安全穩(wěn)定分析手段，對電網(wǎng)調(diào)度操作票進(jìn)行靈活、全面的安全校核。擾動評估：將電網(wǎng)調(diào)度操作轉(zhuǎn)化為暫態(tài)穩(wěn)定分析的擾動，進(jìn)行仿真計(jì)算分析電網(wǎng)操作過程對系統(tǒng)功角、電壓或頻率的影響。穩(wěn)定趨勢分析：分別對電網(wǎng)調(diào)度操作前后的電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定分析，通過對比操作前后的穩(wěn)定分析結(jié)論，得到操作前后電網(wǎng)的穩(wěn)定趨勢變化。最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。