面向智能电网灵活调度运行的安全域机理分析与应用研究

Smart grid has endowed omnibearing challenges on analysis of grid security and supervisory control in terms of model, theory, method and industrial application. This program initiates to launch the mechanism analysis and application research of Dynamic Security Region (DSR), based on emerging models, new features and sensible smart measurement information arising from smart grid operation. Research work consists of the following: 1) Data processing and data mining techniques of smart grid measurement information, along with Distributed Model and State Estimation method based on measurement information; 2) Model and method suitable for smart grid security analysis, with emphasis on mechanism analysis of DSR morphosis under smart grid environment; 3) Real-time control method and optimal dispatching operation technology when the operation mode adjustment and fault occur, with emphasis on preventive control and optimization method of emergency control decision-making based on security region; 4) Building panoramic security supervision and intelligent dispatching frameword and researching on associated analytical algorithms with implementation methods. The distinct feature of this program is the mechanism analysis of security region morphosis, innovative application and panoramic security supervision and intelligent dispatching system of smart grid, will provide thoeritcal support and technical methods for security and efficiency of gird operation which bears important thoerical meaning and engineering practice value.

智能电网的提出赋予了电网安全性分析与监控从模型、理论、方法到工程应用的全方位挑战。本项目依托智能电网条件下电网运行出现的新模型、新特征以及可感知的智能量测信息，拟开展动态安全域的机理分析与应用研究。研究内容包括：1）研究智能电网量测信息的数据处理和数据挖掘技术，以及基于量测信息的分布式建模和参数空间辨识方法；2）研究适用的智能电网安全性评估模型和方法，重点关注智能电网条件下动态安全域形态构成的机理分析；3）研究运行方式改变或故障情况下电网的实时控制方法和优化调度运行技术，重点关注基于安全域的预防控制和紧急控制决策优化方法；4）构建智能电网全景式安全监控与智能调度架构体系，研究与之相关的分析算法和实现方式。项目的特色在于安全域形态构成的机理分析与创新应用以及智能电网全景式安全监控与智能调度架构体系的构建，将为保证电网的安全稳定和高效运行提供理论支撑和技术手段，具有重要的理论意义和工程实践价值

智能电网的提出赋予了电网安全性分析与监控从模型、理论、方法到工程应用的全方位挑战。针对智能电网灵活调度运行的需求和特点，本项目开展了安全域方法学的相关研究与应用，取得的成果主要有：.1、面向PMU/WAMS量测数据，提出了基于响应的电力系统暂态稳定预测方法：基于电力系统暂态稳定特征信息的变化规律，在功角轨迹预测算法中引入了功角样本数据加权与功角轨迹局部线性化修正，并采用相空间重构后子序列之间的标准差偏差作为暂态稳定的判别依据，实现了功角轨迹的在线预测和暂态稳定的快速判断。.2、采用安全域参数空间的识别与筛选技术，改善了多维空间安全域的计算构建效率：研究了安全域拟合优度评价方法，通过总偏回归平方和方法筛选安全域功率注入变量，降低了安全域构建的空间维度复杂性；以断面功率传输极限及对其有显著影响的敏感机组有功出力为坐标空间，得到考虑不同敏感机组出力变化的断面极限关联安全域，以满足电网关键断面功率传输监视与控制的实际需求。.3、提出了基于动态安全域的风电运行风险控制方法：基于含风电电力系统动态安全域的超平面描述形式，分析了在系统不满足暂态稳定约束时，同步机与风电机组的协调控制机理，提出了以期望缺供电量和期望风能浪费风险为约束的含风电电力系统正负旋转备用设置方法。.4、基于多种不确定性因素，对电力系统风险评估及优化调度方法进行了研究：提出了考虑多种不确定因素的随机潮流计算模型，通过得到的节点电压和支路潮流的概率分布，建立系统运行风险的量化指标并评估系统的运行状况；以运行风险和发电成本为目标函数，构建了能够考虑系统面临风险的多目标优化调度模型，结合多目标粒子群算法及模糊决策理论进行模型求解。.基于本项目研究，已与实际电网公司开展合作，进行了多种电网运行方式的对比分析与测试验证，研究成果有望转化为实用化算法及安全监控软件进行应用。