[發(fā)明專利]采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710998774.1
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN109698498A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林其友;侯勁松;王婷;舒曉欣;林森;陳彥斌;劉涌;袁秋實(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蕪湖供電公司;上海博英信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)和方法。所述采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)和方法包括調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)接口模塊、調(diào)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模塊、安全控制目標(biāo)選擇模塊、人機(jī)交互模塊、操作命令下發(fā)通信接口模塊，同時(shí)，本發(fā)明提出了基于阻抗支路方程和導(dǎo)納支路方程的電網(wǎng)計(jì)算模型及調(diào)度自動(dòng)化安全穩(wěn)定評(píng)估計(jì)算模型下的采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估控制計(jì)算模型，并利用所述計(jì)算模型進(jìn)行調(diào)度自動(dòng)化安全穩(wěn)定評(píng)估計(jì)算，形成了采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估的控制方法，以此控制方法可使本發(fā)明快速計(jì)算并形成采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估結(jié)果，從而提高了所述采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)的求解效率，提高運(yùn)算速度，最終達(dá)到提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電力系統(tǒng)由于經(jīng)濟(jì)性等方面的考慮使得其運(yùn)行越來越接近于穩(wěn)定極限，因此需要計(jì)算出靜態(tài)電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)，評(píng)估電壓穩(wěn)定裕度，用以觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)于靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的計(jì)算主要有連續(xù)潮流法、非線性規(guī)劃法和零特征根法。連續(xù)潮流方法逐點(diǎn)計(jì)算PV曲線，并以得到的最大負(fù)荷點(diǎn)作為電壓穩(wěn)定的臨界點(diǎn)。有學(xué)者將連續(xù)潮流方法進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)附近的潮流方程收斂性，同時(shí)考慮電力系統(tǒng)元件的動(dòng)態(tài)特性。以非線性規(guī)劃方法求解電壓穩(wěn)定的臨界點(diǎn)，將臨界點(diǎn)條件轉(zhuǎn)化為優(yōu)化負(fù)荷問題，并利用庫(kù)恩圖克最優(yōu)性條件進(jìn)行求解，但其維數(shù)至少是普通潮流方程的2倍，且不能解耦，計(jì)算量也較大。零特征根法直接根據(jù)臨界點(diǎn)處潮流雅可比矩陣奇異這一性質(zhì)形成擴(kuò)展的潮流方程，并用牛頓-拉夫遜法迭代求解，能夠求得較為精確的臨界點(diǎn)，但同樣存在收斂困難等缺點(diǎn)。綜上所述，現(xiàn)有的求取電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)算法的主要困難在于：1)在臨界點(diǎn)附近潮流收斂困難；2)附加方程物理意義不明顯，有時(shí)候顯得復(fù)雜；3)計(jì)算量偏大。

解決上述問題需要從定義電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的角度去研究電力系統(tǒng)自動(dòng)化為電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明之目的在于提供一種采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)和方法，其可有效地提高調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)電網(wǎng)安全性評(píng)估計(jì)算的求解效率及解的準(zhǔn)確度，從而提高了所述電網(wǎng)條件下電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)的整體工作效果。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種采用電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的電網(wǎng)安全評(píng)估系統(tǒng)，包括：

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，用于獲取典型運(yùn)行日下電網(wǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)值及當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

調(diào)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于獲取電網(wǎng)支路參數(shù)；

電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模塊，接收該調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)獲取的典型運(yùn)行日下電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓歷史數(shù)據(jù)值、各節(jié)點(diǎn)注入的有功功率值及無功功率值作為電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模塊的電壓初始計(jì)算值，利用基于阻抗支路方程和導(dǎo)納支路方程組成的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型及支路電壓初始值計(jì)算電網(wǎng)各條支路的電流初始值，利用電壓初始值、各支路電流初始值、電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模塊求解的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模型及牛頓拉夫遜迭代算法計(jì)算出各支路電流的新值，進(jìn)而計(jì)算電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)，并依據(jù)各支路電流新值與各支路電流初始值之間的差值利用基于阻抗支路方程和導(dǎo)納支路方程的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定安全評(píng)估模型形成調(diào)度自動(dòng)化安全評(píng)估結(jié)果；

安全控制目標(biāo)選擇模塊，用于提供調(diào)度人員對(duì)操作對(duì)象進(jìn)行選擇，發(fā)出控制命令；

人機(jī)交互模塊，輸出計(jì)算出的調(diào)度自動(dòng)化安全評(píng)估結(jié)果及各仿真信息；

操作命令下發(fā)通信接口模塊，提供與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通信接口，將控制命令傳遞給該調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述典型運(yùn)行日下電網(wǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)包括典型運(yùn)行日典型時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓歷史運(yùn)行值、電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)注入有功功率值、無功功率值，所述電網(wǎng)當(dāng)前時(shí)刻下的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括當(dāng)前時(shí)刻下電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓運(yùn)行值、各節(jié)點(diǎn)注入有功功率數(shù)值。