[發明專利]電力系統靜態電壓安全域邊界的快速搜索方法

有效

• 申請號: 201810381507.4
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108521128B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 姜濤;李雪;譚洪強;陳厚合;王長江;李國慶;張儒峰;張嵩
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種電力系統靜態電壓安全域邊界的快速搜索方法，包括以下步驟：選定初始功率增長方向以及功率增長方向角的變化量；以節點e的靜態電壓安全性為研究對象，利用快速搜索模型分別搜索節點e的電壓幅值上限與下限對應的電壓安全臨界點；分別依次連接節點e的電壓幅值上限臨界點與下限臨界點，得到二維有功注入空間內的靜態電壓安全域邊界；以二維靜態電壓安全域邊界的構建為基礎，構建三維有功注入空間內的靜態電壓安全域邊界。本方法將距離待搜索臨界點較近的已搜索臨界點作為新的起始點，利用快速搜索模型搜索新的臨界點，實現靜態電壓安全域邊界的快速構建。本方法在保證靜態電壓安全域邊界構建精度基礎上，提高了邊界的構建效率。

技術領域

本發明涉及電力系統靜態電壓安全域領域，尤其涉及一種電力系統靜態電壓安全域邊界的快速搜索方法。

背景技術

在實際電網運行中，節點電壓約束是電力系統最基本的安全約束之一。當節點電壓水平較低時，系統的節點電壓穩定性較低，可能因為外部擾動導致電壓崩潰，甚至導致系統瓦解等嚴重事故；當節點電壓過高時，各種電力系統元件的絕緣可能受到損害，帶來安全隱患，還可能增加電暈損耗等。節點電壓過高或過低時不僅造成用電設備不能正常工作，電力系統本身也會受到不利的影響，因此，節點電壓幅值越限的問題值得關注。

電力系統靜態電壓安全性傳統分析方法主要是利用交流潮流迭代計算節點電壓幅值，與節點電壓幅值的極限值進行對比，進而得出電力系統節點電壓是否在約束范圍內的結論，以此判斷系統的安全運行狀態，在電力系統中得到廣泛應用。但電網規模不斷擴大、可再生能源大規模并網使影響節點電壓幅值的因素呈現多維特性，采用此方法來評估電力系統在一維空間中的靜態電壓安全性已無法對電網的安全運行進行直觀、準確地描述。

與傳統方法對比，電力系統靜態電壓安全域是一種分析電力系統電壓安全性更直觀、有效的方法。電力系統靜態電壓安全域是使系統所有節點電壓幅值都得到滿足的功率注入空間上的集合，它是僅計及節點電壓幅值的電力系統靜態安全域。而一個節點電壓的上限和下限所對應的一對邊界在功率注入空間上所夾的區域是該節點的靜態電壓安全域。因此，靜態電壓安全域邊界的搜索是構建靜態電壓安全域的關鍵。

目前，靜態電壓安全域邊界的搜索方法為超平面近似法，該方法利用交流潮流方程，搜索系統在不同功率增長方向下足夠數量的靜態電壓安全臨界點，然后通過這些臨界點來構建超平面，以近似靜態電壓安全域邊界。為保證靜態電壓安全域邊界的精度，一方面需要搜索大量的電壓安全臨界點，而大量搜索電力系統靜態電壓安全臨界點，需要進行大量的交流潮流計算；另一方面當靜態電壓安全域邊界曲率較大時，需對超平面進行分段線性化。導致靜態電壓安全域邊界的構建效率較低，影響靜態電壓安全域在線應用的實時性。因此，如何快速、準確搜索靜態電壓安全臨界點是靜態電壓安全域邊界構建的關鍵。

發明內容

本發明提供了一種電力系統靜態電壓安全域邊界的快速搜索方法，避免了交流潮流迭代計算的負擔，在保證靜態電壓安全域邊界構建精度的基礎上，提高了邊界的構建效率，實現了快速、準確地搜索靜態電壓安全域邊界的目的，詳見下文描述：

一種電力系統靜態電壓安全域邊界的快速搜索方法，所述方法包括以下步驟：

選定初始功率增長方向以及功率增長方向角的變化量；

以節點e的靜態電壓安全性為研究對象，利用快速搜索模型分別搜索節點e的電壓幅值上限與下限對應的電壓安全臨界點；

分別依次連接節點e的電壓幅值上限、與下限臨界點，得到二維有功注入空間內的靜態電壓安全域邊界；

以二維靜態電壓安全域邊界的構建為基礎，構建三維有功注入空間內的靜態電壓安全域邊界。

進一步地，所述利用快速搜索模型分別搜索節點e的電壓幅值上限與下限對應的電壓安全臨界點具體為：