[發明專利]一種暫態穩定性分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201911244909.0
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111064186A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 楊躍;張俊峰;張毅超;吳曉宇;趙艷軍;王鈐;唐景星;梁曉兵;劉軍;王義勇
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/3308;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本申請公開了一種暫態穩定性分析方法及裝置，方法包括：在系統受擾后，通過PMU實時量測發電機的運行數據，運行數據包括：發電機轉速和發電機母線電壓；基于特征橢球理論，將運行數據映射至多維空間，生成特征橢球；根據特征橢球的幾何屬性來構造橢球特征量，幾何屬性包括偏心率、體積、體積變化率和中心點集合；將橢球特征量作為預置決策樹模型的輸入參量，得到預置決策樹模型的輸出的暫態穩定性分析結果。本申請解決了現有技術的系統規模大，分析特征量構造和選取可觀測性較差，導致暫態穩定性分析計算耗時長且不夠直觀的技術問題。

技術領域

本申請涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種暫態穩定性分析方法及裝置。

背景技術

目前，暫態穩定性分析(Transient Stability Analysis，TSA)方法大致可分為兩類：一類是基于數學模型的方法，有的方法采用暫態能量函數與可信域相結合的方法；有的基于擴展等面積法則計算暫態穩定性，該類方法通過求解微分代數方程，得到相應的指標進行暫態穩定性判斷。另一類是基于樣本學習的數據挖掘方法，有的方法以故障后系統的能量裕度為特征變量，結合模糊C-均值和矢量量化兩類聚類分析算法對暫態穩定故障進行篩選；有的方法將故障后每臺發電機的功角信息作為輸入特征量，基于粗糙集理論利用自組織特征映射網絡判斷暫態穩定性，該類方法無需建立數學模型，而是通過樣本數據的離線學習，從中發現潛在問題并尋找規律。

隨著電力需求的增大，區域間電網的聯系越來越緊密，當系統受到大擾動時，及時判斷其暫態穩定性對于系統的安全穩定運行有著重要的意義。但現有的暫態穩定性分析方法存在系統規模大，分析特征量構造和選取可觀測性較差等問題，導致暫態穩定性分析計算耗時長且不夠直觀。

發明內容

本申請提供了一種暫態穩定性分析方法及裝置，用于解決現有技術的系統規模大，分析特征量構造和選取可觀測性較差，導致暫態穩定性分析計算耗時長且不夠直觀的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種暫態穩定性分析方法，包括：

在系統受擾后，通過PMU實時量測發電機的運行數據，所述運行數據包括：發電機轉速和發電機母線電壓；

基于特征橢球理論，將所述運行數據映射至多維空間，生成特征橢球；

根據所述特征橢球的幾何屬性來構造橢球特征量，所述幾何屬性包括偏心率、體積、體積變化率和中心點集合；

將所述橢球特征量作為預置決策樹模型的輸入參量，得到所述預置決策樹模型的輸出的暫態穩定性分析結果。

優選地，所述在系統受擾后，通過PMU實時量測發電機的運行數據，包括：

采用電力系統分析軟件模擬PMU實時量測的所述發電機的運行數據，或者直接通過PMU實時量測受擾電力系統的所述發電機的運行數據。

優選地，所述偏心率通過預置偏心率公式計算得到，所述預置偏心率公式為：

其中r_max和r_min分別為所述特征橢球最長的半軸長度和最短的半球長度。

優選地，所述體積通過預置體積公式計算得到，所述預置體積公式為：

其中，Γ(.)為標準伽馬函數，A為正定矩陣，n為所述PMU數量，E_A，c為所述特征橢球。

優選地，所述體積變化率通過預置體積變化率公式計算得到，所述預置體積變化率公式為：

其中，ΔV為所述特征橢球在Δt時間內的體積變化量。