[發明專利]適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法及安全性評估系統

有效

• 申請號: 202010523624.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111537839B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 趙晉泉;朱堯靚;潘爾生;李暉;蔣維勇;王菲;許德操;彭飛;田旭;劉飛;索之聞;李志青;張君;王世斌;侯勝林
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網經濟技術研究院有限公司;國網青海省電力公司;國網青海省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種適用于高比例新能源送端電網的暫態電壓安全性評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)收集待評估高比例新能源送端電網的參數數據，構建待評估高比例新能源送端電網的系統仿真模型；

(2)根據待評估高比例新能源送端電網的典型故障設置故障集，分別進行各故障下的時域仿真分析，獲得各故障下各新能源節點的電壓響應曲線；

(3)分別對各類新能源設置多二元表；

(4)根據故障后新能源節點的電壓響應曲線，分別在單一故障和多故障集下，基于多二元表構建針對單個節點的局部暫態電壓安全性指標；

所述局部暫態電壓安全性指標包括局部暫態電壓合格性指標，其構建方法如下：

單二元表[V_cr,T_cr]表示電壓V升高超出門檻值V_cr的最長持續時間T_s不能超過規定時間T_cr；基于n個單二元表建立多二元表{[V_cr,1,T_cr,1],…,[V_cr,k,T_cr,k],…,[V_cr,n,T_cr,n]}，其中，V_cr,1＜…＜V_cr,k＜...＜V_cr,n；

對于第k個二元組，定義安全因子為其中，V_i為節點i的電壓值；

考慮單一故障j，定義節點i的局部暫態電壓合格性指標為

考慮包含M個典型故障的故障集Ω＝{j|j＝1,2,…M}，定義節點i的局部暫態電壓合格性指標為其中，δ_j為故障j的權重系數，數值上等于故障j發生的概率；各故障間相互獨立，且滿足

所述局部暫態電壓安全性指標還包括局部暫態壓升嚴重性指標，其構建方法如下：

基于所述多二元表{[V_cr,1,T_cr,1],...,[V_cr,k,T_cr,k],...,[V_cr,n,T_cr,n]}，將故障后的暫態電壓響應曲線與電壓額定值水平線間包圍的區域劃分為多個子區域，并對不同壓升水平的子區域賦予不同的權重系數；

考慮單一故障j，定義節點i的局部暫態壓升嚴重性指標為其中，μ_k為電壓值位于區間(V_cr,k,V_cr,k+1)內時賦予的權重系數；t_k和t_k′分別為電壓升高過程中高于和恢復過程中低于門檻值V_cr,k的時刻；V_e為電壓的額定值；

考慮包含M個典型故障的故障集Ω＝{j|j＝1,2,…M}，定義節點i的局部暫態壓升嚴重性指標為

所述μ_k依據電壓安全運行的要求進行整定，滿足節點i的局部暫態電壓臨界安全時Λ_i,j＝1；所述局部暫態電壓合格性指標與局部暫態壓升嚴重性指標存在如下關系：

(5)根據待評估高比例新能源送端電網中的多個節點，分別在單一故障和多故障集下，基于多二元表構建針對待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓安全性指標；

所述全局暫態電壓安全性指標包括全局暫態電壓合格性指標，其構建方法如下：

考慮多節點的影響，定義故障j下N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓合格性指標為

考慮包含M個典型故障的故障集Ω＝{j|j＝1,2,…M}，定義N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓合格性指標為J_s＝min{J_i|i＝1,2,...,N}；

所述全局暫態電壓安全性指標還包括全局暫態壓升嚴重性指標，其構建方法如下：

考慮多節點的影響，定義故障j下N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態壓升嚴重性指標為其中，λ_i為節點i的權重系數，且滿足

考慮包含M個典型故障的故障集Ω＝{j|j＝1,2,…M}，定義N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態壓升嚴重性指標為

(6)計算待評估高比例新能源送端電網的局部暫態電壓安全性指標的數值，進行局部暫態電壓安全性評估；具體包括如下內容：

計算待評估高比例新能源送端電網的局部暫態電壓合格性指標的數值，根據計算結果判斷各節點局部暫態電壓是否安全：

(6.1)根據單一故障j下待評估高比例新能源送端電網的時域仿真得到的節點i的電壓響應曲線，計算得局部暫態電壓合格性指標J_i,j為1時，則認為此時節點i的局部暫態電壓是安全的，J_i,j為0時，是不安全的；

(6.2)綜合考慮故障集Ω下節點i的時域仿真結果，計算得局部暫態電壓合格性指標J_i的值表征發生故障集中任一故障后，節點i局部暫態電壓滿足安全運行要求的概率；

計算待評估高比例新能源送端電網的局部暫態壓升嚴重性指標的數值，根據計算結果評估各節點局部暫態壓升的嚴重性程度：

(6.3)根據單一故障j下待評估高比例新能源送端電網的時域仿真得到的節點i的電壓響應曲線，計算得局部暫態壓升嚴重性指標Λ_i,j的值小于等于1時，則認為此時節點i的局部暫態電壓是安全的，Λ_i,j的值大于1時，是不安全的；所述Λ_i,j的數值越大，節點i的局部暫態壓升越嚴重；

(6.4)綜合考慮故障集Ω下節點i的時域仿真結果，計算得局部暫態壓升嚴重性指標Λ_i的數值，所述Λ_i的數值越大，節點i的局部暫態壓升越嚴重，根據Λ_i的數值確定暫態電壓薄弱節點；

(7)計算待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓安全性指標的數值，進行全局暫態電壓安全性評估，具體包括如下內容：

計算待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓安全性指標的數值，根據計算結果判斷全局暫態電壓是否安全：

(7.1)綜合考慮單一故障j下N個節點的時域仿真結果，計算得全局暫態電壓合格性指標J_s,j的值為1時，則認為此時N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓是安全的，J_s,j的值為0時，是不安全的；

(7.2)綜合考慮故障集Ω下N個節點的時域仿真結果，計算得全局暫態電壓合格性指標J_s的值表征發生故障集中任一故障后，N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓能夠滿足安全運行要求的概率；

計算待評估高比例新能源送端電網的全局暫態電壓安全性指標的數值，根據計算結果判斷全局暫態壓升的嚴重性程度：

(7.3)綜合考慮單一故障j下N個節點的時域仿真結果，計算得全局暫態壓升嚴重性指標Λ_s,j，所述Λ_s,j的數值越大，N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態壓升越嚴重；

(7.4)綜合考慮故障集Ω下N個節點的時域仿真結果，計算得全局暫態壓升嚴重性指標Λ_s，所述Λ_s的數值越大，N節點待評估高比例新能源送端電網的全局暫態壓升越嚴重，根據Λ_s的數值確定暫態電壓薄弱區域。