[發明專利]一種電力系統靜態電壓穩定域邊界快速搜索的直接法

有效

• 申請號: 201810624732.6
• 申請日: 2018-06-16
• 公開（公告）號: CN108649585B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 姜濤;李雪;陳厚合;李國慶;張明宇;李曉輝;張儒峰;王長江
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;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

1.一種電力系統靜態電壓穩定域邊界快速搜索的直接法，其特征在于，所述直接法包括以下步驟：

以基態潮流為起始點，設定功率增長方向角為π/2的功率增長方向，采用常規直接法預估初值并搜索第一個電力系統鞍結分岔點，獲取靜態電壓穩定域邊界點；

重復向功率增長方向角減小的方向改變功率增長方向，以上一電力系統鞍結分岔點為初值，通過直接法方程計算新功率增長方向下的電力系統鞍結分岔點，獲取新的靜態電壓穩定域邊界點；

若功率增長方向角小于等于0，則將所有靜態電壓穩定域邊界點順次連接，獲取靜態電壓穩定域邊界；否則返回上一步驟；

其中，所述設定功率增長方向角為π/2的功率增長方向具體為：

d₁＝[ΔP₁…ΔP_i-1,ΔP_1i,ΔP_i+1…ΔP_j-1,ΔP_1j,ΔP_j+1…ΔP_n,ΔQ₁…ΔQ_l]^T

ΔP_1i＝cosβ₁

ΔP_1j＝sinβ₁

式中，d₁為功率增長方向；ΔP₁至ΔP_n表示PV和PQ節點功率增長方向的有功功率分量；ΔQ₁至ΔQ_l表示PQ節點功率增長方向的無功功率分量；ΔP_1i、ΔP_1j分別表示第1個待搜索電力系統鞍結分岔點功率增長方向中對應于節點i、j的有功功率分量；β₁為第1個待搜索電力系統鞍結分岔點所對應的功率增長方向角，其取值為π/2；

其中，所述重復向功率增長方向角減小的方向改變功率增長方向具體為：

定義第k個待搜索電力系統鞍結分岔點對應的功率方向角；向功率增長方向角減小的方向改變功率增長方向，得第k個待搜索電力系統鞍結分岔點對應的功率方向；

其中，所述第k個待搜索電力系統鞍結分岔點對應的功率方向角具體為：

式中，Δβ為功率增長方向角的步長；定義ΔP_(k-1)i、ΔP_(k-1)j分別表示第k-1個電力系統鞍結分岔點對應的功率增長方向中對應于節點i、j的有功功率分量；β_k同時也為第k個待搜索電力系統鞍結分岔點對應的功率方向角；

所述第k個待搜索電力系統鞍結分岔點對應的功率方向具體為：

d_k＝[ΔP₁…ΔP_i-1,ΔP_ki,ΔP_i+1…ΔP_j-1,ΔP_kj,ΔP_j+1…ΔP_n,ΔQ₁…ΔQ_l]^T

式中，ΔP_ki和ΔP_kj的取值分別如下式：

ΔP_ki＝cosβ_k

ΔP_kj＝sinβ_k

所述通過直接法方程計算新功率增長方向下的電力系統鞍結分岔點具體為：

式中，k為第k個待搜索電力系統鞍結分岔點；z_k為第k個待搜索電力系統鞍結分岔點所對應的所有參數，包括x_k、λ_k；x_k為第k個電力系統鞍結分岔點所對應的系統狀態變量的向量；為第k個待搜索電力系統鞍結分岔點所對應潮流雅可比矩陣的左特征向量的轉置向量；d_k為第k個功率增長方向；λ_k為已求的第k個電力系統鞍結分岔點所對應的負荷裕度；g(x_k)為進行第k次搜索時的潮流方程；

所述直接法以已知SVSR邊界上SNB為初始點，將該初始點的相關信息作為直接法方程求解的初值，搜索下一待求SNB點，實現電力系統靜態電壓穩定域邊界的快速搜索；

其中，采用常規直接法預估初值，預估方程如下：

式中，x₁′、λ₁′為預估的第1個待搜索電力系統鞍結分岔點所對應的狀態變量與負荷裕度；x₀、λ₀分別為基態下的狀態變量與負荷裕度；Δx_p＝λ′/x′；x′、x″分別為x₀的一、二階偏導數；λ′、λ″分別為λ₀的一、二階偏導數。