[發(fā)明專利]一種考慮外網(wǎng)等值的區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定裕度計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110393194.2
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102420427A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童鈞;徐國鈞;劉永勝;白冰;胡曉琴;顏偉;趙科
• 申請（專利權(quán)）人: 余杭供電局;重慶大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/16
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心 50201
• 代理人: 胡正順

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮外網(wǎng)等值的區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定裕度計算方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題十分突出，如何準(zhǔn)確地計算和分析電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度，避免出現(xiàn)電壓失穩(wěn)，甚至電壓崩潰等惡性事故，對于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

實際系統(tǒng)中，大部分區(qū)域電網(wǎng)都是通過單個220kV變電站與主網(wǎng)連接。由于區(qū)域電網(wǎng)一般不具有外網(wǎng)（區(qū)域電網(wǎng)的外部系統(tǒng)）完備的模型和狀態(tài)信息，在對區(qū)域電網(wǎng)進行靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析時，一般需要對外網(wǎng)進行等值處理。目前，在計算和分析區(qū)域電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定裕度時，通常將外網(wǎng)進行戴維南等值，即將外網(wǎng)等值為由電壓源串聯(lián)阻抗的戴維南電路。

現(xiàn)有外網(wǎng)戴維南等值方法，如2009年第33卷第10期《電力系統(tǒng)自動化》中“基于PMU和改進戴維南等值模型的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)視”一文，公開的方法是假設(shè)戴維南等值電路中內(nèi)電勢幅值和等值阻抗恒定，考慮等值內(nèi)電勢相角的變化，根據(jù)被監(jiān)測節(jié)點三個時間斷面的量測數(shù)據(jù)，建立等值電源點與被監(jiān)測節(jié)點間的電壓方程，進而解得外網(wǎng)的戴維南等值參數(shù)。該方法的主要缺點是：戴維南等值電路中不含對地支路，不能準(zhǔn)確反映外網(wǎng)中對地支路（大多數(shù)是容性支路）的作用和影響，導(dǎo)致區(qū)域電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的計算結(jié)果不準(zhǔn)確（一般偏小）；其次，不能有效解決等值參數(shù)的漂移問題，也不能有效避免量測誤差對等值結(jié)果的影響，等值精度不高，直接影響區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的計算和分析結(jié)果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析中外網(wǎng)戴維南等值方法的不足，提供一種考慮外網(wǎng)等值的區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定裕度計算方法。本發(fā)明方法用一種新的等值電路（即在常規(guī)戴維南電路中增加對地支路）來等值外網(wǎng)，根據(jù)典型運行方式下的外網(wǎng)信息計算外網(wǎng)等值電路中的等值電抗和對地支路等值導(dǎo)納，根據(jù)內(nèi)網(wǎng)的量測數(shù)據(jù)計算外網(wǎng)等值電路中的等值電源電勢。本發(fā)明方法能夠有效考慮外網(wǎng)對地支路的影響，并能有效避免現(xiàn)有戴維南等值方法的參數(shù)漂移問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的之技術(shù)方案是：一種考慮外網(wǎng)等值的區(qū)域電網(wǎng)電壓穩(wěn)定裕度計算方法，利用計算機，通過程序，首先根據(jù)典型運行方式下的外網(wǎng)信息計算外網(wǎng)等值電路中的等值電抗和等值導(dǎo)納，然后根據(jù)內(nèi)網(wǎng)的量測數(shù)據(jù)計算等值電源電勢，最后計算區(qū)域電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)，其具體方法步驟如下：

(1)??輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

輸入全網(wǎng)典型運行方式下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各節(jié)點子集和區(qū)域電網(wǎng)實測潮流數(shù)據(jù)。其中，全網(wǎng)典型運行方式下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為各節(jié)點拓撲關(guān)系、各線路和變壓器支路參數(shù)、各發(fā)電機節(jié)點類型；外網(wǎng)節(jié)點子集E、邊界節(jié)點子集B和內(nèi)網(wǎng)節(jié)點子集I；區(qū)域電網(wǎng)實測潮流數(shù)據(jù)為區(qū)域電網(wǎng)各節(jié)點電壓、各支路功率和負荷功率的實測數(shù)據(jù)；

(2)?計算外網(wǎng)等值電路中串聯(lián)支路的電抗

第(1)步完成后，計算外網(wǎng)等值電路中串聯(lián)支路的電抗，計算步驟為：

先按以下形式建立僅包含外網(wǎng)節(jié)點和邊界節(jié)點的導(dǎo)納矩陣：

???????(1)

式中：Y_QQ是外網(wǎng)PQ節(jié)點的導(dǎo)納矩陣，Y_VQ、Y_QV是外網(wǎng)PQ節(jié)點和外網(wǎng)PV節(jié)點的互導(dǎo)納矩陣，Y_BQ、Y_QB是邊界節(jié)點和外網(wǎng)PQ節(jié)點的互導(dǎo)納矩陣，Y_VV是外網(wǎng)PV節(jié)點的導(dǎo)納矩陣，Y_BV、Y_VB是邊界節(jié)點和外網(wǎng)PV節(jié)點的互導(dǎo)納矩陣，Y_BB(E)是僅包含邊界節(jié)點和外網(wǎng)節(jié)點的邊界節(jié)點導(dǎo)納矩陣；

后計算消去中所有外部PQ節(jié)點后的導(dǎo)納矩陣Y_BB1，計算公式為：

???????(2)

式中：Y_BB1是消去中所有外部PQ節(jié)點后的導(dǎo)納矩陣，是一維方陣；

再計算外網(wǎng)等值電路中串聯(lián)支路的電抗x，計算公式為：

?????(3)

式中：y_bb是Y_BB1的唯一元素，imag(y_bb)表示取y_bb的虛部；