具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1为本发明某一实施例提供的机组有效备用容量分析方法的流程示意图。在本实施例中，机组有效备用容量分析方法，包括以下步骤：

S110，获取电网模型和量测数据；

S120，根据所述电网模型和所述量测数据，识别待检测机组的关键输电断面，得到电网网架故障集；

S130，根据所述电网网架故障集，生成若干种电网网架规划信息；

S140，根据所述待检测机组的特性和参与电力市场的合约，以及所述电网网架规划信息，得到所述待检测机组的出力特性模型；

S150，根据所述出力特性模型，生成若干种运行方式；

S160，计算所有所述运行方式下，待检测机组的有效备用容量集合；

S170，对所述有效备用容量集合进行评估，得到能够代表所有运行方式的有效备用容量。

在本发明某一实施例中，步骤S120具体包括：

对所述电网模型和所述量测数据进行拓扑分析，得到节点支路简化模型；

以待检测机组的节点为出发点，进行广度优先算法搜索，获取备选支路集合；

对所述备选支路集合中的备选支路进行逐次开断，得到支路潮流的变化率；

将所述变化率落入预设范围的支路集合作为关键输电断面。

在本发明某一实施例中，步骤S140具体包括：

以所述电网网架规划信息为基础进行潮流计算，并对不收敛的潮流进行发用电平衡调整，得到收敛后规划信息；

基于所述收敛后规划信息，所述待检测机组的特性和参与电力市场的合约，得到待检测机组不同阶段的目标出力作为出力特性模型。

在本发明某一实施例中，步骤S150具体包括：根据所述出力特性模型，调整待检测机组的的出力直到潮流计算收敛，得到收敛的运行方式。

在某一具体实施例中，机组有效备用容量分析方法，包括以下步骤：

(1)电网模型量测获取，从实时在线的SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition)系统，即数据采集与监视控制系统或者调控云，获取电网模型和量测；或者离线流程分析(BPA)系统获取运行方式，以运行方式中的电网网架为模型，以运行方式中的运行状态作为量测，是指，获取电网模型有两个途径：途径A，从实时SCADA系统或者调控云获取：如果从实时SCADA系统获取，则SCADA系统的内存库中有电网模型和量测数据，以SCADA系统提供的实时库访问接口的方式进行读取。如果从调控云读取，则通过调用调控云的模型服务或者访问调控云商用库获取模型，量测数据也可以访问量测服务或者汇集到商用库的历史数据，选取前一个5分钟数据作为准实时数据。途径B，从离线BPA系统获取，离线BPA系统以特殊格式将数据文件暴露出来，以规定的格式进行解析，即可完成对BPA数据中模型的获取，以及负荷、机组出力的数据，再进行潮流计算，从潮流计算结果文件中即可解析出各个支路上的潮流、母线上的电压，将其转化为量测读入。

(2)以获取到的电网模型量测为基础，进行拓扑分析，识别特定机组的关键输电断面，是指，在步骤(1)获取到了电网的模型和量测之后，再进行拓扑分析，将电网模型转化为节点-支路的简化模型，以关心的机组为出发点，以广度优先的搜索方法，搜索到相关的支路，列入备选，然后再进行灵敏度分析，将相关性较大的支路设备组成断面，最后计算机组出力增减对断面潮流的灵敏度，以灵敏度从高到低进行排序，得出关键输电断面，步骤(2)的具体流程如下：(2.1)将步骤(1)获得的电网模型和量测进行拓扑分析，对闭合的开断设备，如果开断设备一侧是母线或者机组节点，另一侧也是母线或者机组节点，则两个节点合并，丢弃开断设备；如果开断设备一侧是母线或者机组节点，另一侧是线路、主变绕组这样的支路设备，则将支路直接连接在节点上，丢弃开断设备；如果开断设备一侧线路、主变这样的支路设备，另一侧也是支路设备，则增加一个虚拟节点，将两个支路设备连接在虚拟节点上，丢弃开断设备；对开断的设备直接进行丢弃。经过此环节处理后，所有的开断设备均被丢弃，电网模型转化为节点-支路的简化模型。(2.2)以关心的机组节点为出发点，进行广度优先算法搜索，记录该节点向外的支路以及支路的层级，再向外搜索到节点，重复广度优先算法搜索，总共向外搜索3层停止，将搜索到的支路均进行记录，列入备选支路。(2.3)对当前方式进行备选支路的逐次开断，重新计算潮流，比较开断前后，其他支路潮流的增加情况，增加比率则定义为本环节的灵敏度，灵敏度超过0.3的，则和开断支路组成为观察断面。(2.4)对当前方式进行机组出力的增减，重新计算潮流，比较增减前后，断面总潮流的变化情况，变化量与机组出力变化的比值定义为本环节的灵敏度，对灵敏度进行降序排列，取所有灵敏度超过0.4的，列为关键断面。

(3)考虑电网网架风险，生成不同的电网网架，是指，考虑电网发生单台设备因故障退出运行，或者同塔输电线路塔基损坏或者杆塔损坏，导致电网网架发生重大变化，考虑到这些故障集，针对每种电网网架风险，生成不同的电网网架规划信息。

(4)按照机组本身的特性，以及参与电力市场的方式，对机组出力特性建模，包括时间特性、出力变化，是指，在步骤(3)获得的多种电网网架的基础上，根据机组本身特性以及参与电力市场的合约，分阶段地设置机组的目标出力。

(5)通过叠加多种电网网架风险，以及机组出力特性，生成多种运行方式，在有必要的情况下，进行发用电平衡调整，是指，在步骤(3)获得的多种电网网架，叠加上步骤(4)生成的分阶段机组目标出力，生成多种运行方式，如果有必要，则需要进行发用电平衡调整，本步骤的具体流程为：(5.1)以步骤(3)获得的多种电网网架为基础，进行潮流计算，如果不收敛，则进行发用电平衡调整，把潮流计算调收敛。(5.2)在潮流调收敛的基础上，再以步骤(4)生成的分阶段机组出力为目标，调整方式的机组出力，然后再计算潮流，如果不收敛，则再一次启动发用电平衡调整，直到潮流计算调收敛。(5.3)把调收敛的运行方式进行保存，供下一步骤使用。

(6)对多种运行方式下，分别进行机组有效备用容量的计算，并统筹考虑多种运行方式的特性，选择能够代表各个运行方式的有效备用容量，是指，在步骤(5)得到的多种运行方式下，先进行机组备用容量的计算，再考虑方式约束，计算有效备用容量，得到机组的有效备用容量之后，再进行有效备用容量的评估，选择能够代表所有运行方式的有效备用容量。计算流程如下：

选定一个运行运行方式，获取该方式下，记机组的当前出力为Pnow，机组的最大出力为Pmax。记机组不考虑方式约束的备用容量为Pspare，计算公式为Pspare＝Pmax-Pnow。

从步骤(2)获得的该机组的关键断面，列入观察列表，向上调整机组出力，观察关键断面中每个支路的潮流，记录有一个支路到达电流限值时，记该机组当时的出力为Pmax’，如果机组出力如果已经到了Pmax，依然没有关键断面的支路越限，则Pmax’＝Pmax，在此基础上计算机组有效备用记为Pspare’，Pspare’＝Pmax’-Pnow。

对多个运行方式，记为1～n，选取最小的机组有效备用容量为Psmin，计算方式为：Psmin＝Min1ⁿ(Pspare’_i)。

步骤S7：对计算出的有效备用容量，再代入到多种电网运行方式下，进行验证，如果验证通过，则输出，是指，在步骤(6)得到的Psmin，代入到步骤(5)得到的多个运行方式，检查此机组有效备用容量在每个方式下是否是满足要求的，如果通过检查，则输出结果。

请参阅图2，图2为本发明某一实施例提供的机组有效备用容量分析系统的结构示意图。在本实施例中，机组有效备用容量分析系统包括：

信息获取模块210，用于获取电网模型和量测数据；

信息分析模块220，用于根据所述电网模型和所述量测数据，识别待检测机组的关键输电断面，得到电网网架故障集；

信息规划模块230，用于根据所述电网网架故障集，生成若干种电网网架规划信息；

出力预测模块240，用于根据所述待检测机组的特性和参与电力市场的合约，以及所述电网网架规划信息，得到所述待检测机组的出力特性模型；

出力检测模块250，用于根据所述出力特性模型，生成若干种运行方式；

运行检测模块260，用于计算所有所述运行方式下，待检测机组的有效备用容量集合；

容量评估模块270，用于对所述有效备用容量集合进行评估，得到能够代表所有运行方式的有效备用容量。

在本发明某一实施例中，所述信息分析模块220包括：

拓扑分析单元，用于对所述电网模型和所述量测数据进行拓扑分析，得到节点支路简化模型；

算法搜索单元，用于以待检测机组的节点为出发点，进行广度优先算法搜索，获取备选支路集合；

潮流计算单元，用于对所述备选支路集合中的备选支路进行逐次开断，得到支路潮流的变化率；

潮流分析单元，用于将所述变化率落入预设范围的支路集合作为关键输电断面。

在本发明某一实施例中，所述出力预测模块240包括：

平衡调整单元，用于以所述电网网架规划信息为基础进行潮流计算，并对不收敛的潮流进行发用电平衡调整，得到收敛后规划信息；

出力分析单元，用于基于所述收敛后规划信息，所述待检测机组的特性和参与电力市场的合约，得到待检测机组不同阶段的目标出力作为出力特性模型。

在本发明某一实施例中，所述出力检测模块250包括：

出力调整单元，用于根据所述出力特性模型，调整待检测机组的的出力直到潮流计算收敛，得到收敛的运行方式。

进一步地，关于机组有效备用容量分析系统的具体限定可以参见上文中对于机组有效备用容量分析方法的限定，在此不再赘述。上述机组有效备用容量分析系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

请参阅图3，本发明实施例提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的机组有效备用容量分析方法。

处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的机组有效备用容量分析方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的机组有效备用容量分析方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的机组有效备用容量分析方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的机组有效备用容量分析方法，并达到如上述方法一致的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。