[發明專利]一種基于安全域的變電站接入方案輔助評估方法

有效

• 申請號: 201710232120.8
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107123983B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 蘇寅生;李鵬;劉春曉;曾沅;張松濤;秦超
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種基于安全域的變電站接入方案輔助評估方法，包括：通過潮流計算獲得當前運行方式下的狀態信息生成該網架結構下的導納矩陣；獲得節點注入方程的矩陣表達形式，并由系統的控制變量確定決策參數空間，從而構建相應的靜態電壓安全域邊界；對電力系統進行穩定裕度分析，找到電力系統當前運行方式下穩定裕度最小的邊界，獲取該邊界對應的參數信息，確定投入變電站優選指標；在電力系統的原有網絡結構基礎上在變電站優先接入點接入新投入的變電站，并將接入點處的PQ節點轉換為PV節點；在投入變電站參數一致的情況下，對變電站接入方案所對應的電力系統重新進行安全域構建，通過穩定裕度分析，比較不同接入方案優劣，確定為最終方案。

技術領域

本發明屬于電網規劃領域，尤其涉及變電站運行規劃領域。

背景技術

智能變電站作為智能電網的物理基礎，將貫穿智能電網建設的整個過程。隨著社會和經濟的不斷發展與進步，各行各業的電力用戶對電力系統的基本要求已經向更安全、更可靠、更經濟轉變，變電站作為電力系統中尤為重要的一環，肩負著作為輸電及配電設備中最重要的能量傳輸點的職責，其規劃設計是否合理，是否能夠適應負荷的劇烈波動，滿足未來若干年內的負荷發展需求，是極其重要的，因此，對變電站接入系統的優化分析與評價技術是電力系統運行規劃研究中的重要內容之一。

與傳統的變電站接入設計方法——“逐點法”相比，近年來發展迅速的安全域(Security Region，SR)方法可以有效克服“逐點法”的缺陷。SR與系統的網絡一一對應的，不依賴于系統的運行狀態；在計算出SR的邊界后，就可以通過判斷系統當前的注入是否位于SR內來進行相關安全性校驗。同時，SR可以給出當前運行點在域中的相對位置，以表征系統整體的安全穩定裕度。

電力系統中的節點電壓越限問題值得關注，目前已有的研究節點電壓幅值約束的安全域只有無功靜態安全域。無功靜態安全域的決策空間中的變量是節點無功功率注入向量，其基于解藕潮流方程中表達電壓向量與無功功率向量間的映射關系，給出了高維空間上超多面體形式的無功安全域。所求的無功靜態安全域是由多對近似平行的超平面組成，十分簡明。而且該域與網絡拓撲一一對應，與運行方式全然無關，所以在應用上可以離線計算，在線實用，優越性十分突出。但是，由于它是基于解藕潮流的，忽略了有功注入對電壓的影響，所以有時誤差較大，不能滿足在線安全監視、防御與控制的要求。

近年來，對靜態電壓安全域(Static Voltage Security Region，SVSR)及其相關應用已進行了大量的研究。研究發現在工程關心的范圍內，SVSR的邊界可以用一個或多個超平面進行表示。以前有關SVSR的研究中，從未應用到變電站接入方案評估問題上。如何采用安全域的方法，為變電站接入系統方案提供輔助決策，有待進一步的探索。

發明內容

本發明在無功靜態安全域的基礎上，基于交流潮流模型，研究計及節點電壓約束的靜態電壓安全域，提供了一種基于安全域的變電站接入方案輔助評估方法，力圖得到能夠滿足工程實際應用需要的靜態電壓安全域邊界的近似解析表達式，進而為不同變電站接入方案，系統節點電壓問題進行分析，為變電站運行規劃提供輔助決策。為了解決上述技術問題，本發明給出了一種基于安全域的變電站接入方案輔助評估方法，包括以下步驟：

步驟一、由電力系統數據，通過潮流計算獲得當前運行方式下的狀態信息(V,θ)，生成該網架結構下的導納矩陣；其中，V為節點電壓幅值，θ為節點電壓相角；

步驟二、利用步驟一得出的導納矩陣獲得節點注入方程的矩陣表達形式，并由電力系統的控制變量確定決策參數空間從而構建相應的靜態電壓安全域邊界；