0引言
　　
　　隨著我國電網(wǎng)大區(qū)互聯(lián)和電力市場走向開放，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性問題日益突出，如何保證電網(wǎng)可靠、經(jīng)濟(jì)供電，是暫態(tài)穩(wěn)定控制裝置必須面對的新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置用測量到的實(shí)際工況和識別出的故障與離線準(zhǔn)備好的策略表進(jìn)行近似匹配來查出控制措施。由于策略表必須同時(shí)用運(yùn)行工況和故障作為索引，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)失配，甚至因查不到控制措施，而不能實(shí)施有效的控制。加上離線策略表計(jì)算需要考慮不同的工況和故障的組合，當(dāng)離線計(jì)算工具缺少穩(wěn)定性定量分析的手段時(shí)，穩(wěn)定控制策略表的制定只能基于數(shù)值仿真結(jié)果的定性判斷和控制措施組合的窮盡式搜索，分析速度慢，工作量很大。
　　
　　基于EEAC[1]理論的“在線預(yù)想計(jì)算，實(shí)時(shí)匹配”在線緊急控制框架[2]代表了現(xiàn)代大電網(wǎng)區(qū)域穩(wěn)定控制技術(shù)的前沿水平，其思想是在線跟蹤系統(tǒng)工況，定期對預(yù)先設(shè)計(jì)好的故障集中的所有故障進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算掃描，通過EEAC定量分析技術(shù)求取受擾軌跡的穩(wěn)定裕度，利用穩(wěn)定裕度對控制參數(shù)的靈敏度在控制措施空間搜索控制代價(jià)zui小的控制策略。策略表僅以故障作為索引，避免了運(yùn)行中對工況的失配。而EEAC穩(wěn)定性定量分析能力和相應(yīng)的靈敏度分析方法，實(shí)現(xiàn)了控制策略空間的自動尋優(yōu)。因此它對電網(wǎng)發(fā)展變化、運(yùn)行方式改變具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力。在線預(yù)決策系統(tǒng)（OPS）E[3，4]就是上述設(shè)想的緊急控制框架在工程中的具體實(shí)施。
　　
　　事實(shí)上，電力系統(tǒng)規(guī)劃人員在進(jìn)行未來電網(wǎng)電源點(diǎn)設(shè)置、系統(tǒng)元件規(guī)劃和穩(wěn)定控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要有一整套綜合全局的安全經(jīng)濟(jì)性評估手段；運(yùn)行人員需要在多種運(yùn)行方式組合中安排合理的運(yùn)行計(jì)劃，以降低可預(yù)見故障帶來的控制成本；穩(wěn)定分析人員需要計(jì)算電網(wǎng)在某種典型運(yùn)行方式下的安全穩(wěn)定控制策略等，所有這些都需要策略搜索離線工具的支持。*控制策略搜索工具（OCDT-optimalcontroldecision-searchingtool）實(shí)際上是OPS的離線版，它集潮流匹配、EEAC定量分析、控制策略自動尋優(yōu)等技術(shù)為一體，針對系統(tǒng)某種典型運(yùn)行工況和預(yù)想故障集進(jìn)行穩(wěn)定控制策略的快速搜索。由于離線計(jì)算的特點(diǎn)，它舍棄了面向?qū)ο蟮姆植际讲⑿刑幚恚∣ODPP）平臺[5]，并在界面設(shè)計(jì)上使用戶操作更加方便。
　　
　　本文介紹了OCDT的基本原理以及軟件功能，并結(jié)合山東鄒-濟(jì)-淄區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)給出OCDT應(yīng)用的實(shí)例。
　　
　　1基本原理
　　
　　穩(wěn)定控制策略搜索計(jì)算是根據(jù)系統(tǒng)某種典型運(yùn)行方式以及關(guān)鍵線路潮流，匹配出故障前系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)的狀態(tài)變量，針對預(yù)想的故障集，在候選控制措施（如切機(jī)、快關(guān)、切負(fù)荷和解列等）空間中，尋找使系統(tǒng)同時(shí)滿足暫穩(wěn)和熱穩(wěn)兩方面要求且控制代價(jià)zui小的控制措施組合。關(guān)鍵線路潮流和候選控制措施代價(jià)由系統(tǒng)工程師預(yù)先設(shè)定。
　　
　　按策略搜索計(jì)算的流程，OCDT可分為潮流匹配、暫態(tài)穩(wěn)定控制策略自動尋優(yōu)、靜態(tài)安全分析、*控制策略統(tǒng)籌等4個(gè)主要模塊。其中，潮流匹配是整個(gè)策略搜索計(jì)算的基礎(chǔ)，暫態(tài)穩(wěn)定控制策略自動尋優(yōu)、靜態(tài)安全分析分別提供暫穩(wěn)和熱穩(wěn)控制量，*控制策略統(tǒng)籌則綜合暫穩(wěn)和熱穩(wěn)控制的計(jì)算結(jié)果，給出對應(yīng)每一個(gè)預(yù)想故障的*控制策略。
　　
　　1．1潮流匹配模塊
　　
　　OCDT可以直接針對電網(wǎng)的某一典型方式數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。由于系統(tǒng)工程師往往關(guān)心電網(wǎng)中某些關(guān)鍵線路的潮流達(dá)到一定水平時(shí)應(yīng)該采取的控制措施，所以O(shè)CDT提供了潮流匹配功能。
　　
　　潮流匹配模塊以電網(wǎng)的典型運(yùn)行方式數(shù)據(jù)和預(yù)先的關(guān)鍵線路潮流為輸入，采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法，通過zui小地調(diào)整系統(tǒng)中所的發(fā)電機(jī)出力和負(fù)荷量，使得潮流計(jì)算的結(jié)果在的關(guān)鍵線路上嚴(yán)格匹配、其余線路上誤差zui小。
　　
　　1．2暫態(tài)穩(wěn)定控制策略自動尋優(yōu)模塊
　　
　　暫態(tài)穩(wěn)定控制策略自動尋優(yōu)[3]首*行全過程積分（可處理任意復(fù)雜模型和故障場景），得到全過程的系統(tǒng)動態(tài)軌跡，EEAC從這些軌跡中抽取系統(tǒng)穩(wěn)定性的定量信息，得到系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，結(jié)合所采用控制措施的控制代價(jià)，就可計(jì)算出沿該控制方向增加控制量的性能代價(jià)比，從而為在候選控制措施集中選擇下一個(gè)控制提供搜索方向。搜索過程一直進(jìn)行到系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度滿足要求為止，所得到的控制措施即為使系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的*控制策略。
　　
　　該算法不依賴于模型和具體的故障場景，可以處理電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制中的任何復(fù)雜過程；適用于任何形式的連續(xù)和離散控制措施組合的優(yōu)化搜索，優(yōu)化結(jié)果為全局*；考慮了控制措施負(fù)效應(yīng)，有效地避免了控制過量；搜索過程為自發(fā)式，無須人工干預(yù)。
　　
　　1．3靜態(tài)安全分析模塊
　　
　　*控制策略搜索的目標(biāo)是保證整個(gè)系統(tǒng)不失去暫態(tài)穩(wěn)定性，但保持暫態(tài)穩(wěn)定的系統(tǒng)也有可能發(fā)生過負(fù)荷，為此需進(jìn)行靜態(tài)安全校核[6]。OCDT采用直流潮流法，對當(dāng)前運(yùn)行方式及預(yù)想故障場景下的系統(tǒng)進(jìn)行1條或多條線路的開斷，求出考察支路的電流值并進(jìn)行越限判斷。以切機(jī)措施為例，當(dāng)判斷出有支路過負(fù)荷時(shí)，采用靜態(tài)頻率特性法進(jìn)行發(fā)電機(jī)開斷模擬，求出使系統(tǒng)恢復(fù)到正常情況下的切機(jī)量，根據(jù)切機(jī)前后各越限支路上電流的變化量，用靈敏度分析技術(shù)計(jì)算出為了避免靜態(tài)不安全而必需的切機(jī)量。
　　
　　1．4*控制策略統(tǒng)籌模塊
　　
　　*控制策略統(tǒng)籌模塊將靜態(tài)安全分析得到的控制量與暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算出的控制量進(jìn)行綜合，求出同時(shí)滿足暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)安全所必需的zui小控制量。*控制策略的結(jié)果以表格形式輸出。
　　
　　2軟件功能
　　
　　和OPS不同，OCDT對操作系統(tǒng)無特別限制，可以運(yùn)行在Windows95／98／NT／2000／XP環(huán)境下。由于OCDT僅用于離線計(jì)算，對時(shí)間的響應(yīng)沒有OPS嚴(yán)格，故而摒棄了OODPP多任務(wù)處理平臺[5]，整個(gè)軟件由一個(gè)應(yīng)用程序組成。鑒于篇幅所限，本文在此僅給出OCDT的主要功能：
　　
　　a．在電力系統(tǒng)某一典型方式下，根據(jù)事先設(shè)定的電網(wǎng)關(guān)鍵線路潮流、預(yù)想故障集、候選控制措施代價(jià)，自動快速搜索出對應(yīng)每一個(gè)預(yù)想故障的*控制策略；
　　
　　b．對模型和故障場景具有廣泛的適應(yīng)性，可以處理電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制中的任何復(fù)雜過程；
　　
　　c．同時(shí)考慮暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)安全，搜索出暫穩(wěn)控制量和熱穩(wěn)控制量，給出綜合兩者的控制措施；
　　
　　d．提供實(shí)行控制措施后的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度；
　　
　　e．人工編輯故障表的功能；
　　
　　f．FASTEST[7]故障表可轉(zhuǎn)換為OCDT的故障
　　
　　g．基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編輯，包括候選控制措施及代價(jià)、靜態(tài)安全分析考察線路、系統(tǒng)可調(diào)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷、發(fā)電機(jī)zui大出力和調(diào)差系數(shù)、平衡機(jī)zui大功率等；
　　
　　h．運(yùn)行方式數(shù)據(jù)編輯，如關(guān)鍵線路的投停狀態(tài)和潮流設(shè)置等；
　　
　　i、*控制策略結(jié)果的保存
　　
　　j、OPS時(shí)段匹配規(guī)則的生成
　　
　　k．OPS運(yùn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。
　　
　　3應(yīng)用實(shí)例
　　
　　本文以山東鄒-濟(jì)-淄區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)[8]作為OCDT應(yīng)用的實(shí)例。選取系統(tǒng)開環(huán)前的某個(gè)典型方式，系統(tǒng)規(guī)模為395個(gè)節(jié)點(diǎn)、293條支路和92臺發(fā)電機(jī)。計(jì)算在P4／1．6GHz／256MB機(jī)器上進(jìn)行，操作系統(tǒng)為Windows2000。系統(tǒng)預(yù)想故障共102個(gè)，總的計(jì)算時(shí)間為215s，平均每個(gè)故障策略搜索約2s。部分策略搜索結(jié)果如表1所示。　　
　　4結(jié)論
　　
　　OCDT能夠在電力系統(tǒng)某種典型運(yùn)行方式下，根據(jù)事先設(shè)定的電網(wǎng)關(guān)鍵線路潮流、預(yù)想故障集、候選控制措施代價(jià)，全面、快速、自動計(jì)算出每一個(gè)預(yù)想故障的暫穩(wěn)控制量和熱穩(wěn)控制量及其穩(wěn)定裕度，搜索出*控制策略，形成全網(wǎng)的控制策略表供電力技術(shù)人員分析、決策，故可以成為系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行計(jì)劃以及穩(wěn)定分析等領(lǐng)域技術(shù)人員的有力工具。它既可以獨(dú)立使用，也可以作為FASTEST軟件包的一個(gè)可選項(xiàng)。對于安裝了OPS的用戶來說，OCDT還能為他們提供OPS在線運(yùn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)和生成。目前，OCDT已在山東電力調(diào)度中心運(yùn)方科正式投入使用。
　　
　　感謝山東電力調(diào)度中心運(yùn)方科提供的計(jì)算數(shù)據(jù)并同意作為OCDT實(shí)例應(yīng)用公開；感謝OPS運(yùn)行單位（四川電力調(diào)度中心、山東電力調(diào)度中心、廣東電力調(diào)度中心）在使用OPS中所提出的有益建議，所有這些建議都融進(jìn)了OCDT的設(shè)計(jì)中。zui后，感謝FASTEST開發(fā)組所有技術(shù)人員對OCDT開
　　
　　發(fā)的支持和幫助。