[發明專利]一種基于廣義Galerkin的高階軌跡靈敏度計算方法

有效

• 申請號: 201711104077.3
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107863772B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 夏冰清;邱一葦;吳浩;宋永華;周華;孫維真;樓伯良;鄧暉;華文;黃弘揚;趙一琰
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國網浙江省電力有限公司;國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種基于廣義Galerkin的高階軌跡靈敏度計算方法，屬于電力系統穩定分析和控制領域，通過提出基于廣義Galerkin的高階軌跡靈敏度計算方法，計及高階信息，提高了進行電力系統安全分析和控制時的精度，能夠更全面地反映系統動態過程中的狀態響應受某些控制參數或初始條件的影響程度，同時，本發明在計算高階軌跡靈敏度時使用了廣義Galerkin方法，通過選擇特定的測試基函數實現了投影方程間的解耦，兼顧了快速計算的要求。該方法可適用于電力系統的各種復雜動態過程，可全面考慮系統在運行時的各種情況，適用范圍廣，并且求解速度快，可為電力系統的安全穩定分析及控制提供科學合理的分析方案。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及電力系統穩定分析和控制領域，提出了一種基于廣義Galerkin的高階軌跡靈敏度計算方法。

背景技術

電力系統是一個復雜的非線性時變系統。電力系統中存在大量的的非線性元件，在對這些非線性元件進行控制時，會使系統狀態經歷復雜的變化過程；同時，繼電保護裝置、有載調壓變壓器等元件的動作還會引起離散事件的發生，使系統的狀態變量發生跳變。因此，在對電力系統進行分析時，需要對深刻理解影響電力系統動態過程的各種參數對系統動態響應的影響。而軌跡靈敏度作為電力系統安全分析中的有效工具，是通過研究系統的動態響應對某些參數或初始條件甚至系統模型的靈敏度來定量分析這些因素對動態品質的影響。根據系統狀態對各控制參數的靈敏度指標，可以改善系統的安全性能，提高系統穩定裕度或者經濟性指標。因此靈敏度方法在電力系統諸多領域中得到了廣泛的應用。

然而，傳統的軌跡靈敏度是系統狀態關于控制參數的線性化展開，它只保留了泰勒展開的一階項，而忽略了高階項的影響，這使得在控制參數的變化較大的情況下，相應的狀態響應變化量嚴重偏離實際值，大大降低了計算結果的準確度。因此，需要引入高階軌跡靈敏度來彌補精度上的不足，高階軌跡靈敏度是在傳統軌跡靈敏度的基礎上保留泰勒展開高階項，也就是說，對高階軌跡靈敏度的求解從另一個角度就可以闡述為對待研究變量保留高階項的展開式的求解。按照定義，高次項的信息涉及狀態變量對控制參數的高階偏導數，計算過程較為繁瑣，因此，提出一種基于廣義Galerkin方法的高階軌跡靈敏度快速計算方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于廣義Galerkin的高階軌跡靈敏度計算方法。

為解決上述技術問題，本發明方案包括如下步驟：

1.建立電力系統的數學模型。

包括發電機，勵磁機及其調節系統，原動機及其調速系統，負荷，電力網絡等。上述各類模型中分為詳細和簡單的若干種，在實際計算中，可根據計算內容和要求不同選用適當的模型。

這樣，電力系統的動態過程就可以用這樣一組微分-代數方程來描述：

式中，x＝[x₁,x₂,...,x_n]^T為狀態變量列向量，與發電機轉子運動、電壓自動調整(automatic voltage regulation，AVR)、勵磁系統等相關；y＝[y₁,y₂,...y_r]^T為由節點電壓幅值和相角代數變量構成的列向量；u＝[u₁,u₂,...,u_s]^T為控制參數列向量。

2.構造關于控制參數的多項式基函數，并將系統的狀態變量x＝[x₁,x₂,...,x_n]^T和代數變量y＝[y₁,y₂,...y_r]^T用這組多項式基函數來表示，這組含待求解系數的多項式基函數的線性組合就是我們所需要的計及高階項信息的展開式。