[發明專利]一種考慮相位跳變的電力系統電壓暫降水平評估方法

有效

• 申請號: 201610156943.2
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105699848B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 張逸;黃道姍;吳丹岳;林焱;肖先勇;林芳;歐然;劉遠帆
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國家電網公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種考慮相位跳變的電力系統電壓暫降水平評估方法，具體包括以下步驟：步驟S1：確定蒙特卡羅模擬的故障條件；步驟S2：根據步驟S1中確定的故障條件，基于電壓暫降分壓模型，計算暫降幅值和相位跳變角；步驟S3：將步驟S2中的計算結果制成暫降幅值和相位跳變初步統計表格以及細分統計表格；步驟S4：將計算結果形成考慮幅值和相位跳變的圖形化表示。本發明考慮故障線路阻抗與系統阻抗之間的阻抗角、故障距離、故障類型、變壓器對暫降類型的變換作用等不確定因素，基于蒙特卡羅模擬方法進行多次短路計算，計算關心節點的暫降幅值和相位跳變，引入考慮暫降幅值和相位跳變的統計表格及統計圖，將結果表示在圖表中便于直接觀察和細致比較。

技術領域

本發明涉及電力系統電能質量評估領域，具體涉及一種考慮相位跳變的電力系統電壓暫降水平評估方法。

背景技術

電壓暫降是電力系統不可避免的電能質量擾動事件，被認為是最嚴重的電能質量問題。隨著越來越多對電壓暫降敏感的用電設備，以及風電、太陽能發電等間歇性電源接入電網，電壓暫降所造成的經濟損失和社會影響日益增長，引起了供電企業、電力用戶以及學術界的廣泛關注。對電力系統或關心節點進行電壓暫降水平評估，有助于供電企業和電力用戶預知潛在的暫降危害，采取必要的措施規避或緩解由電壓暫降造成的風險。

電壓暫降評估從層次上可分為單一暫降事件評估、節點評估以及系統評估。其中，系統評估以節點評估為基礎，節點評估又建立在對單一暫降事件評估的基礎上，換言之，節點評估和系統評估是以單一暫降事件為基礎的統計描述。因此，提取單一暫降事件的重要特征是關鍵。

已被提出的單一暫降事件特征有暫降幅值、持續時間、相位跳變、波形點等。在以往的研究中，暫降幅值和持續時間是最受關注的兩個特征量。為描述某個暫降事件的嚴重程度，提出了暫降能量指標、嚴重度指標；為描述敏感設備與暫降的兼容程度，制定了電壓耐受曲線；在節點和系統層面，提出了電壓暫降幅值-持續時間統計表格。然而，越來越多的研究表明，許多設備對相位跳變同樣是十分敏感的，如可調速設備、交流接觸器、整流器、風力發電機等。現有的暫降指標、統計表格和參考曲線，均只考慮了暫降的幅值和持續時間，對于需要考慮相位跳變的情況無法適用。

造成暫降的主要原因包括電力系統短路故障、大電機啟動、變壓器勵磁涌流等。其中，系統短路故障是最主要原因。發生短路故障時，相位跳變伴隨幅值的降低出現，因此從電氣聯系上來說，相位跳變與幅值的關系，比持續時間和幅值的關系更為緊密。現有的暫降評估方法無法體現幅值和相位跳變的關系，無法揭示二者范圍以及變化規律。

與本發明有關的現有技術及其缺點如下，現有的暫降水平評估方法主要包括實測統計法、仿真模擬法以及狀態估計法。

實測統計法：實測統計法通過在現場安裝監測裝置，監測安裝節點一個周期內的暫降情況。該方法的好處在于監測結果能可靠反映監測周期的情況。存在的缺點為：1)電力系統復雜龐大，在全網安裝需耗費巨大的購置設備、搭建通信通道、后期維護等費用；2)一個不長的監測周期，無法消除該監測周期內情況的個異性，不能客觀、穩定反映該處的暫降平均水平；3)對于還未安裝監測裝置的節點，實測統計將耗費較大的時間成本。

仿真模擬法：仿真模擬法通過仿真模擬軟件，參考實際電網的故障率及故障條件進行短路計算。主要方法包括臨界距離法、故障點法、解析法。臨界距離法適用于簡單的輻射型網絡，對復雜網絡不適用；故障點法中故障點的設置對結果有較大影響；解析法物理意義明確，結果準確，但解析曲線交點的求解較為困難。其次，這三種方法均只僅能求出對應幅值區間的暫降頻次，無法反映相位跳變情況。

狀態估計法：狀態估計法可以通過狀態估計方程，基于監測節點的暫降頻次，估計未監測節點的暫降頻次。該方法同樣無法排除特定監測周期的個異性，且結果僅有幅值和頻次信息，無法反映相位跳變情況。

發明內容