5.2. 协调控制场景
本文采用的算例是含特高压的某省级电网，包括 28 个 1000 kV 节点，856 个 500 kV 节点，6952 个 220 kV 节点，和 52 个直流换流站。该省的电网停电防御系统，包括 1 个主站，5 个子站和 11 个执行站。考虑的电力系统故障是某双回线路 L 在 0 s 发生三相短路故障，在 100 ms 保护动作，线路断开。
由原停电防御系统得到的控制策略如表 1 所示。其中 A 电厂有 8 台机组，#1 至#3 机组为 250 MW， #4 至#6 机组为 350 MW，#7 机组和#8 机组容量为 600 MW;B 电厂有 6 台机组，#5 机组和#6 机组容量为 1000 MW，其余 4 台容量为 300 MW;C 电厂有 2 台机组，容量均为 330 MW。
由于该电力故障的离线策略中需切除 A、B、C 电厂的机组，因而对从子站到上述三个执行站的通信信息通道由通信信息安全防御系统根据各通道中链路和 SDH 设备的可靠性，确定通信信息预想故障及对应的紧急控制措施，并筛选出需制定应对的紧急控制策略的电力/通信信息组合故障，如表 1 所示。
SDH 通信网拓扑如图 5 所示，当链路 K 中断后，通信信息安全防御系统的紧急控制措施是切换到另一条链路，但使得子站到执行站 A 和 B 的延时增加 5 ms。链路 J 中断后，由于没有备用链路，使得子站到执行站 C 的通信中断，发电厂 C 无法切机。
由通信信息安全防御系统传过来的考虑通信信息紧急控制措施后的各通道的延时如表 2 所示。
链路 K 中断后，若通信信息安全防御系统的通信紧急控制措施有效，系统会采取 A2 和 A4 的控制措施。而如果通信紧急控制措施失效，则如节 5.1 所述，系统会计算 A5 和 A6 两套控制措施，并比较选优。其中 A5 是不采取通信的校正控制措施，直接选取其它次优的电网控制措施作为紧急控制策略。而 A6 则考虑同时采用通信的校正控制，并在此基础上选取电力的紧急控制策略。在本算例的 A6 中，可利用通信校正控制的自动重路由措施来恢复子站到执行站 A 和 B 的通信链路，可分为仅恢复子站到执行站 A、仅恢复子站到执行站 B 和同时恢复子站到执行站 A 和 B 三种情况，假设通信重路由的恢复时间为 200 ms。
5.3. 算例分析
A5 及三种通信恢复控制场景下的 A6，如表 3 所示。
在表 3 中，当采用的控制措施无法保证系统稳定时，则控制容量定义为无穷大。在本算例中，A 电厂的机组对系统稳定至关重要，如果子站到 A 电厂的通道中断，则在本文的电力预想故障下，系统必暂态失稳。因而 A5 达不到使系统保持稳定的目的。类似的，在 A6 中，如果通信的校正控制只是恢复 B 电厂的通信通道，电厂 A 无法控制，A6 也达不到使系统保持稳定的目的。对比通信校正控制措施仅恢复 A 电厂和同时恢复 A 电厂和 B 电厂两种情况可知，通信校正控制措施恢复两个通道比仅恢复一个通道效果要好得多(3480 MW < 3860 MW, 60.81 > 16.65)。通信重路由的恢复控制代价主要为增加子站到执行站的通道，这些通道一般在电网规划阶段就已经设计好，假设本算例中增加一个通道的平均成本为 10 万元，则相对于切除 380 万的机组还是相当划算的(考虑通信校正控制措施仅发生一次控制失效的情况，如果多次发生则效果更明显);而如果不采用通信校正控制措施恢复 A 电厂通道，则有可能导致系统失稳。综上所示，通信系统校正控制可在电力紧急控制中起重要的支撑作用。
6. 结语
由于传统的电力分析控制中假设通信是可靠的且一般为固定延时，因此通信系统与电力系统基本上是割裂的。本文以电力紧急控制为例，分析了电力离线控制策略和在线控制策略和与通信安全防御系统的信息交互，电网控制策略需要对通信规划提出通道或链路的延时、误码和中断需求，而通信系统通道的延时、误码和中断状态信息以及通信预想故障的控制策略需要发送给电力系统。基于这两个系统之间的数据交互内容，提出了考虑通信预防控制、紧急控制和校正控制的电网紧急控制策略计算方法，并提出了仅用电力紧急控制，不采用通信紧急控制措施的在线策略 A5 和同时采用通信校正控制与电力紧急控制的在线策略 A6 之间的协调优化控制算法，并在含特高压的某省级电网给出了三种通信校正控制控制措施下的在线策略 A5 和 A6 的仿真实例，仿真结果表明采用通信系统和电力稳定控制系统的协调控制可以有效提高电力系统的稳定性，并且明显减少电网的控制成本。通过采用通信系统和电力稳定控制系统的协调控制，可以有效应对自然灾害或认为因素的风险，提高电网的稳定性，保证电网的安全可靠运行。（余文杰，童和钦，倪 明，李悦岑 国电南瑞科技股份有限公司，智能电网保护和运行控制国家重点实验室，江苏 南京）
