1.本发明涉及电网智能节点管理领域，具体涉及一种电网多个智能节点协调计算的优化系统。
背景技术：2.目前，风力发电、光伏发电已成为我国能源体系的重要组成部分。使用清洁能源发电，部分剩余电量会返送到电网之中，令配电网电源点大为增加，必然对配电网计算体系提出更高要求。
3.较高的准确度和方便的可视化计算控制是电网安全分析得以实用化的基础，在电网运行方式安排的日常工作中，计算和优化功能的实用化对于提高计算效率、扩大安全预测的计算覆盖面以及最大限度地消除计划方式的危险点起到了重要作用。
技术实现要素：4.为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，包括：节点电压控制设备、协调计算设备和机组仿真优化设备；其中。
5.所述节点电压控制设备是一个分层、多级、分散的协调控制设备，包括多个控制节点、执行节点、消息管理节点和通信节点。
6.执行节点是指各发电机组无功调节装置以及供电公司的下级自动电压无功控制avc系统的遥控/遥调功能，其中下级avc系统又是一个控制系统，它一方面和上级avc系统协调和进行信息交换，还进行各供电公司电网的电压无功控制任务。
7.所述协调计算设备，用于。
8.(1)静态安全校核批量计算。
9.(2)暂态稳定批量计算。
10.所述机组仿真优化设备，用于。
11.s10.建模并初始优化。
12.s20.高效的双重优化控制。
13.s30.机组恢复优化控制。
14.优选地，所述控制节点包括发电厂和变电所，执行节点包括无功设备，如发电机、电抗器；控制节点除了执行自身的任务，还通过通信信息，学习周围一些信息，接收和转发其他控制节点发送的请求、声明等信息，并作出相应的反映。
15.优选地，控制节点根据调节能力的大小，分为核心控制节点和普通控制节点。
16.核心控制节点：能够调整无功和电压厂站母线，每个核心节点需要采集的信息包括。
17.1)母线的实际电压量测，母线电压控制上、下限值。
18.2)每个出线两侧的有功、无功潮流，出线线路参数。
19.3)邻居节点。
20.4)下级节点的实际状态。
21.5)控制对象的约束。
22.普通控制节点通过下级节点系统维持无功就地平衡，并辅助调整母线电压。
23.优选地，消息管理节点的主要任务是定期清除公告栏各节点张贴的过期信息，防止公告栏阻塞。节点消息类型包括。
24.1)请求信息。包括请求最近核心控制节点、请求电压调整、请求无功供给。
25.2)响应信息。包括请求信息的响应。
26.3)确认信息。对电压调整和无功供给响应信息的确认。
27.4)转发信息。对邻居节点的信息进行转发。
28.5)公告信息。节点对系统进行相关公告，包括退出控制、通信中断、电压接近限值、量测错误、失去/恢复调节能力等。
29.优选地，通信节点负责上级和下级智能体系统通信，按照预定的通信规约进行数据通信和数据交换。
30.优选地，静态安全校核批量计算是用户在实测潮流反演及潮流准确度评价的基础上，在可视化的电气接线图环境中设置好了第一计划方式，利用“线路n-1安全校核”功能对在第一计划方式内进行线路n-1全故障扫描计算，实现静态安全校核，将过载设备及其过载情况统一显示在客户端浮动窗口内。
31.对于设置好的计划方式，用户同时可以从故障全集列表中选择一批母线预想故障，服务程序根据数据库中的母线接线方式，切除相关设备，分别生成相应的潮流计算任务，发送给第一代理计算单元，收集计算结果并经过过载电流对比后，将过载条件的设备及其过载情况统一显示在客户端浮动窗口内。
32.优选地，所述暂态稳定批量计算是基于实测潮流数据上，进行在线稳定计算，并在可视化计算和多任务协调机制的控制下进一步扩大为批量计算。
33.具体地，用户在实测潮流反演及潮流准确度评价的基础上，在可视化的电气接线图环境中设置好了第二计划方式，从菜单或工具栏启动暂态稳定时域仿真批量计算，并选择一批故障，对设计好的计划方式进行故障扰动后系统的暂态稳定批量计算。服务程序根据用户的设置，批量生成计算任务，发送给第二代理计算单元，并将收集到的暂态稳定计算结论显示在客户端浮动窗口内。
34.优选地，所述建模并初始优化，包括。
35.(1)建立过热气流系统数学模型，确定模型参数的初始值。
36.(2)确定目标函数。参数优化目标是使过热气流系统数学模型的稳态误差小于规定的要求,即求目标函数的最小值。
37.(3)确定进行优化的参数。
38.(4)产生初始染色体种群，进行寻优，淘汰最差个体，产生新一代染色体种群。
39.(5)新种群重复步骤(4)，直到满足误差要求或达到进化代数。
40.(6)给出最优参数和误差。
41.优选地，所述目标函数可以表示为。
42.。
43.式中：i=l,2,
…
,n，t代表过热气流系统的参数，包括过热器出口气流温度、出口烟
气温度、一级减温水流量、二级减温水流量等；为第i个现场运行数值；为第i个模型计算值；为仪表量程。
44.优选地，所述产生初始染色体种群，进行寻优，淘汰最差个体，产生新一代染色体种群；包括：随机产生一组可行解，并由他们构建初始染色体种群作为当前种群，将最优解从当前种群复制到新种群；对当前种群中的染色体两两配对，产生新染色体，在配对中，对染色体使用变异和交叉算子；删除适应度不满足要求的种群成员；并将新染色体放入到新种群。
45.本发明的一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，通过协调控制、协调计算和机组优化三者有机结合，扫描计算所采用的潮流方式是经过电网运行方式分析管理人员严格的反演计算基础上得到的，从而保证了计算结果的准确性；计算优化可实际应用于电网运行和控制；实现了方便的可视化计算控制，使功能更为便捷、实用。
附图说明
46.图1为本发明一种电网多个智能节点协调计算的优化系统的结构图。
具体实施方式
47.如图1所示，本发明一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，包括：节点电压控制设备、协调计算设备和机组仿真优化设备；其中。
48.所述节点电压控制设备是一个分层、多级、分散的协调控制设备，包括多个控制节点、执行节点、消息管理节点和通信节点。
49.控制节点包括发电厂和变电所，执行节点包括无功设备，如发电机、电抗器；控制节点除了执行自身的任务(如保证电圧合格，维持自身所包含的各执行智能体之间安全、协调)，还通过通信信息，学习周围一些信息，接收和转发其他控制节点发送的请求、声明等信息，并作出相应的反映。
50.根据电网控制中心的生产情况，将整个多节点系统分为上级节点系统(网省级)和下级节点系统(各地市级)。上级节点系统包含220kv及以上电压等级厂站，下级节点系统包括11okv及以下厂站。上级和下级节点系统均包括多个控制节点，通过上级和下级各控制节点的协调控制，以实现电网中所有厂站母线电圧在要求的合格范围内,协调各无功设备的运行状态，同时减少不同地区之间的无功传输，减少网损，同时减轻电网运行人员手动调节无功电压的负担。
51.控制节点是指能够提出控制电圧和无功的决策节点，控制节点是系统的核心，它进行系统的协调以及控制命令的下达。
52.控制节点需要的信息包括。
53.1)母线的实际电压量测，母线电压控制上、下限值。
54.2)每个出线两侧的有功、无功潮流，出线线路参数。
55.3)邻居节点。
56.4)执行节点的实际状态。
57.5)控制对象的约束。
58.控制节点根据调节能力的大小，分为核心控制节点和普通控制节点。
59.核心控制节点：能够调整无功和电压厂站母线，每个核心节点需要采集的信息包括。
60.1)母线的实际电压量测，母线电压控制上、下限值。
61.2)每个出线两侧的有功、无功潮流，出线线路参数。
62.3)邻居节点。
63.4)下级节点的实际状态（下级avc系统运行状态）。
64.5)控制对象的约束（可投可切电容器容量）。
65.普通控制节点通过下级节点系统（地区供电公司avc系统）维持无功就地平衡，并辅助调整母线电压。
66.执行节点是指各发电机组无功调节装置以及供电公司的下级avc系统的遥控/遥调功能，其中下级avc系统又是一个控制系统，它一方面和上级avc系统协调和进行信息交换，还进行各供电公司电网的电压无功控制任务。
67.消息管理节点的主要任务是定期清除公告栏各节点张贴的过期信息，防止公告栏阻塞。节点消息类型包括。
68.1)请求信息。包括请求最近核心控制节点、请求电压调整、请求无功供给。
69.2)响应信息。包括请求信息的响应。
70.3)确认信息。对电压调整和无功供给响应信息的确认。
71.4)转发信息。对邻居节点的信息进行转发。
72.5)公告信息。节点对系统进行相关公告，包括退出控制、通信中断、电压接近限值、量测错误、失去/恢复调节能力等。
73.通信节点负责上级和下级智能体系统通信，按照预定的通信规约进行数据通信和数据交换。
74.所述协调计算设备，用于。
75.(1)静态安全校核批量计算。
76.静态安全校核批量计算是用户在实测潮流反演及潮流准确度评价的基础上，在可视化的电气接线图环境中设置好了第一计划方式，利用“线路n-1安全校核”功能对在第一计划方式内进行线路n-1全故障扫描计算，实现静态安全校核，将过载设备及其过载情况统一显示在客户端浮动窗口内。
77.对于设置好的计划方式，用户同时可以从故障全集列表中选择一批母线预想故障，服务程序根据数据库中的母线接线方式，切除相关设备，分别生成相应的潮流计算任务，发送给第一代理计算单元，收集计算结果并经过过载电流对比后，将过载条件的设备及其过载情况统一显示在客户端浮动窗口内。
78.(2)暂态稳定批量计算。
79.所述暂态稳定批量计算是基于实测潮流数据上，进行在线稳定计算，并在可视化计算和多任务协调机制的控制下进一步扩大为批量计算。
80.具体地，用户在实测潮流反演及潮流准确度评价的基础上，在可视化的电气接线图环境中设置好了第二计划方式，从菜单或工具栏启动暂态稳定时域仿真批量计算，并选择一批故障，对设计好的计划方式进行故障扰动后系统的暂态稳定批量计算。服务程序根
据用户的设置，批量生成计算任务，发送给第二代理计算单元，并将收集到的暂态稳定计算结论显示在客户端浮动窗口内。
81.所述机组仿真优化设备，用于。
82.s10.建模并初始优化，包括。
83.(1)建立过热气流系统数学模型，确定模型参数的初始值。
84.(2)确定目标函数。参数优化目标是使过热气流系统数学模型的稳态误差小于规定的要求,即求目标函数的最小值。目标函数可以表示为。
85.。
86.式中：i=l,2,
…
,n，t代表过热气流系统的参数，包括过热器出口气流温度、出口烟气温度、一级减温水流量、二级减温水流量等；为第i个现场运行数值；为第i个模型计算值；为仪表量程。
87.(3)确定进行优化的参数。影响过热器稳态误差的参数包括模型的烟气导热常数、烟气对流常数、气流导热常数、气流对流常数和散热系数。上述参数的初始值根据传热学公式计算得出，其中气流和烟气参数取100%负荷下的数值。
88.(4)产生初始染色体种群，进行寻优，淘汰最差个体，产生新一代染色体种群；包括：随机产生一组可行解，并由他们构建初始染色体种群作为当前种群，将最优解从当前种群复制到新种群；对当前种群中的染色体两两配对，产生新染色体，在配对中，对染色体使用变异和交叉算子；删除适应度不满足要求的种群成员；并将新染色体放入到新种群。
89.(5)新种群重复步骤(4)，直到满足误差要求或达到进化代数。
90.(6)给出最优参数和误差。
91.s20.高效的双重优化控制，包括。
92.在变负荷过程初期，通过改变除氧器水位调节阀开度，以加快机组的负荷响应速度，同时通过调节燃料量来辅助调节主气流压力；当负荷逐渐趋稳（负荷波动在预定范围内），燃料量和锅炉发热量已跟踪上负荷指令时，通过优化燃料量以维持主气流压力稳定，再通过对汽轮机调节阀开度寻优，维持机组实际负荷跟目标值较小的偏差，同时逐渐将除氧器水位回调至正常值，以便下一个变负荷周期再次进行优化。
93.其中，负荷双重优化控制分3个阶段进行。
94.(1)在机组变负荷阶段，利用负荷预测模型，根据过、再热气流参数、主气流压力及汽轮机调节阀实时开度，对除氧器水位调节阀开度进行寻优计算，以使负荷的预测值与设定值偏差最小。程序中设有设定值实时修正模块，使得设定值始终有偏差地跟踪除氧器的实际水位，以避免除氧器水位实际值与设定值偏差超过预定值导致水位调节切手动。同时，程序中设置了除氧器水位高低限值，当除氧器水位达上限时，利用除氧器溢流阀把多余的凝结水暂时排放到疏水扩容器。当除氧器水位达低限时，利用凝汽器储水箱的除氧器补水门维持水位不低于低限值。以避免除氧器水位超限威胁机组运行安全。
95.(2)当负荷设定值到达目标值，负荷逐渐趋稳时，调用神经网络预测模型，根据当前过、再热气流参数及除氧器水位调节阀实际开度，对汽轮机调节阀开度进行寻优，以保持机组实际负荷与目标值偏差在允许范围，同时将除氧器水位设定值平滑过渡到原始值。
96.(3)当除氧器水位回到原始值，且机组实际负荷达到目标值并逐渐稳定时，所有补偿信号归零，主气流压力也趋于稳定（主气流压力波动在预定范围内），机组切回原控制。
97.(4)主气流压力优化与负荷优化同时实施，首先读取负荷指令、主气流压力设定值、燃料量指令信号，根据当前指令判断是否满足优化条件,若满足主气流压力设定值和实际值的偏差大于0.1，且优化控制开关选择处于打开状态，则优化开始。根据当前负荷指令，计算出负荷稳定时的前馈指令，基于前馈指令和压力偏差，确定煤量的搜索范围。调用主气流压力预测模型，计算出不同燃料量指令下的压力预测值，找出压力预测值和设定值中最小的差值对应的指令为最优指令，计算燃料量补偿信号送到锅炉主控。在程序中设置了燃料量的高低限值，防止气流压力出现大幅度波动。
98.s30.机组恢复优化控制，包括。
99.s31.非黑启动机组。
100.(1)首先启动黑启动机组，以便为系统提供黑启动电源。
101.(2)在安排机组启动时，配置具备热启动条件的机组优先启动,并优先安排热启动时限较小的机组热启动。
102.(3)优先恢复爬坡速率较大的机组。
103.(4)若到某时刻已恢复的电源功率不足以恢复具有最大热启动时限的机组，则可以考虑先恢复其他类型机组。
104.(5)若当前已恢复的电源功率足以启动多个机组，则可采用并行恢复策略，否则就采用串行恢复策略依次恢复相关机组。
105.s32.机组恢复路径多目标优化。
106.(1)计算各机组的重要度综合评价指标。
107.(2)以最大化待恢复系统的可用发电容量为目标确定各非黑启动机组的恢复顺序（在第一次优化时由于相关恢复路径未知,故不考虑线路恢复时间的影响）。
108.(3)由黑启动机组启动第一台非黑启动机组，以最大化恢复路径的平均重要度和最小化恢复路径的充电电容为目标，生成初始解细胞组。
109.(4)判断路径恢复是否会导致非黑启动机组恢复推迟，如果恢复时间最短的路径仍会引起机组恢复推迟，则将该机组的最小恢复时刻计入机组恢复顺序优化中，更新待恢复各机组的恢复时刻。根据后续需要恢复的机组执行分裂、分化、组织内凋亡和组织间凋亡操作，生成新的解细胞组。
110.(5)以生成的解细胞组为基础，重复步骤(4)，生成新的解细胞组。
111.(6)重复步骤(5)直到所有机组都得到恢复。
112.所述机组仿真优化设备还用于机组故障信息提醒，具体包括。
113.(1)故障信息警报的收集。
114.由于故障信息警报之间存在关联关系，因此对故障信息警报的处理不能独立逐条进行处理，而应该对一段时间内收集到的若干警报信号进行综合处理。
115.根据保护先于断路器动作,开始先确定一个时间定值t2计时,然后每接收到一个保护动作警报或者事故总信号则延时一定时间t3,通过动态时间窗口保证警报收集的完整性。t3时间的设置根据保护动作到断路器分闸所需时间以及主保护与后备保护时限配合来确定,可以取t2为1s，t3为2s。
116.(2)故障信息警报的输出。
117.将事故总信号、断路器合闸警报和正常倒闸操作的断路器分闸警报逐条按发生时间先后输出；对于相关保护丢失的断路器分闸警报在输出时备注“保护丢失”；将保护逻辑事件中包含的保护动作警报和已动作的断路器分闸警报压缩成一条警报输出，可在警报最后备注完整性判断的结果。
118.(3)故障诊断信息提取。
119.从所有收集到的故障信息警报中剔除掉断路器合闸警报、正常倒闸操作产生的断路器分闸警报和事故总信号,将剩余的保护警报和断路器分闸警报提取出来作为故障诊断的数据。其中故障诊断是针对保护动作和断路器事故分闸警报进行的，对于多个相同的断路器分闸警报只提取发生时间最早的一个。
120.(4)故障诊断的启动。
121.经过故障诊断信息提取环节剔除了对故障诊断无用的警报后，如果没有剩余的警报,则不需要启动故障诊断。如果还剩余保护警报和断路器分闸警报,代表电网发生了故障,需要启动故障诊断,并利用提取出的故障信息对故障元件进行识别。
122.其中，上述节点电压控制设备、协调计算设备和机组仿真优化设备通过对应的进程和线程实现设备功能，各设备之间通过逻辑连接或电连接，各设备具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。
123.本发明的一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，通过协调控制、协调计算和机组优化三者有机结合，扫描计算所采用的潮流方式是经过电网运行方式分析管理人员严格的反演计算基础上得到的，从而保证了计算结果的准确性；计算优化可实际应用于电网运行和控制；实现了方便的可视化计算控制，使功能更为便捷、实用。
124.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
技术特征：1.一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，其特征在于，包括：节点电压控制设备、协调计算设备和机组仿真优化设备；其中，所述节点电压控制设备是一个分层、多级、分散的协调控制设备，包括多个控制节点、执行节点、消息管理节点和通信节点；所述协调计算设备，用于：(1)静态安全校核批量计算；(2)暂态稳定批量计算；所述机组仿真优化设备，用于：s10.建模并初始优化；s20.高效的双重优化控制；s30.机组恢复优化控制。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制节点包括发电厂和变电所，执行节点包括无功设备，如发电机、电抗器；控制节点除了执行自身的任务，还通过通信信息，学习周围一些信息，接收和转发其他控制节点发送的请求、声明等信息，并作出相应的反映。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制节点根据调节能力的大小，分为核心控制节点和普通控制节点；核心控制节点：能够调整无功和电压厂站母线，每个核心节点需要采集的信息包括：1)母线的实际电压量测，母线电压控制上、下限值；2)每个出线两侧的有功、无功潮流，出线线路参数；3)邻居节点；4)下级节点的实际状态；5)控制对象的约束；普通控制节点通过下级节点系统维持无功就地平衡，并辅助调整母线电压。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，消息管理节点的主要任务是定期清除公告栏各节点张贴的过期信息，防止公告栏阻塞；节点消息类型包括：1)请求信息；包括请求最近核心控制节点、请求电压调整、请求无功供给；2)响应信息；包括请求信息的响应；3)确认信息；对电压调整和无功供给响应信息的确认；4)转发信息；对邻居节点的信息进行转发；5)公告信息；节点对系统进行相关公告，包括退出控制、通信中断、电压接近限值、量测错误、失去/恢复调节能力等。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通信节点负责上级和下级智能体系统通信，按照预定的通信规约进行数据通信和数据交换。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，静态安全校核批量计算是用户在实测潮流反演及潮流准确度评价的基础上，在可视化的电气接线图环境中设置好了第一计划方式，利用“线路n-1安全校核”功能对在第一计划方式内进行线路n-1全故障扫描计算，实现静态安全校核，将过载设备及其过载情况统一显示在客户端浮动窗口内。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述暂态稳定批量计算是基于实测潮流数据上，进行在线稳定计算，并在可视化计算和多任务协调机制的控制下进一步扩大为批量
计算。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述建模并初始优化，包括；(1)建立过热气流系统数学模型，确定模型参数的初始值；(2)确定目标函数；参数优化目标是使过热气流系统数学模型的稳态误差小于规定的要求,即求目标函数的最小值；(3)确定进行优化的参数；(4)产生初始染色体种群，进行寻优，淘汰最差个体，产生新一代染色体种群；(5)新种群重复步骤(4)，直到满足误差要求或达到进化代数；(6)给出最优参数和误差。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述目标函数可以表示为：式中：i=l,2,
…
,n，t代表过热气流系统的参数，包括过热器出口气流温度、出口烟气温度、一级减温水流量、二级减温水流量等；为第i个现场运行数值；为第i个模型计算值；为仪表量程。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述产生初始染色体种群，进行寻优，淘汰最差个体，产生新一代染色体种群；包括：随机产生一组可行解，并由他们构建初始染色体种群作为当前种群，将最优解从当前种群复制到新种群；对当前种群中的染色体两两配对，产生新染色体，在配对中，对染色体使用变异和交叉算子；删除适应度不满足要求的种群成员；并将新染色体放入到新种群。
技术总结本发明公开了一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，包括：节点电压控制设备、协调计算设备和机组仿真优化设备。本发明的一种电网多个智能节点协调计算的优化系统，通过协调控制、协调计算和机组优化三者有机结合，扫描计算所采用的潮流方式是经过电网运行方式分析管理人员严格的反演计算基础上得到的，从而保证了计算结果的准确性；计算优化可实际应用于电网运行和控制；实现了方便的可视化计算控制，使功能更为便捷、实用。实用。实用。
技术研发人员：李思
受保护的技术使用者：李思
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/7/5
