[發(fā)明專利]基于暫態(tài)能量函數(shù)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)與功角失穩(wěn)識別方法

有效

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• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112072651B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉群英;霍欣莉;胡鳳凱;李博文;章凡;衡一佳;朱德清;蔡茂杰;柴鑫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發(fā)明公開了一種基于暫態(tài)能量函數(shù)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)與功角失穩(wěn)識別方法，首先獲取系統(tǒng)節(jié)點的導納矩陣，在電力系統(tǒng)運行過程中周期性地采集其運行參數(shù)，如果根據(jù)運行參數(shù)判定當前電力系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)，則將當前的運行參數(shù)代入基于暫態(tài)能量函數(shù)構建的暫態(tài)功角關系函數(shù)和暫態(tài)電壓關系函數(shù)中，然后計算得到靈敏度函數(shù)，然后結合系統(tǒng)失穩(wěn)狀態(tài)，識別系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)模式。本發(fā)明基于暫態(tài)能量函數(shù)法提出暫態(tài)功角關系函數(shù)和暫態(tài)電壓關系函數(shù)，通過建立靈敏度函數(shù)指標實現(xiàn)不同失穩(wěn)模式的判別。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性技術領域，更為具體地講，涉及一種基于暫態(tài)能量函數(shù)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)與功角失穩(wěn)識別方法。

背景技術

近年來，隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能家居等用電器的不斷豐富和普及，以及電力電子等設備接入電網(wǎng)的不斷探索，人們的用電需求越來越多元化和個性化，越來越多的新元素和新技術加入到電網(wǎng)中，構成了更加紛繁復雜的龐大系統(tǒng)體系，因此，電力系統(tǒng)的分析與研究更加追求對細節(jié)變化的實時把握和對系統(tǒng)各方面特性的全面考量，這對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的評價與識別提出了新的挑戰(zhàn)。

暫態(tài)能量函數(shù)法是一種傳統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析方法，在電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析領域，提供了很多暫態(tài)能量函數(shù)模型。暫態(tài)能量函數(shù)的結構保持模型保留了電力網(wǎng)絡結構，既可以研究暫態(tài)功角穩(wěn)定問題，還可以研究電壓穩(wěn)定問題，為暫態(tài)失穩(wěn)模式的識別奠定了模型基礎。同時，由于相量測量單元(PMU)和廣域監(jiān)測系統(tǒng)(WAMS)在電網(wǎng)中的大規(guī)模布局，以及軌跡分析法的大規(guī)模應用，為暫態(tài)穩(wěn)定分析提供了數(shù)據(jù)采集和處理的基礎。

傳統(tǒng)的暫態(tài)失穩(wěn)判別方法，通常只能判別單一的失穩(wěn)模式，要想判別多種失穩(wěn)模式，需要同時結合多種方法判別，操作復雜；還有些方法雖然可以綜合判別失穩(wěn)模式，但是模型結構簡單粗略，沒有全面考慮電網(wǎng)各部分有功無功對暫態(tài)失穩(wěn)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于暫態(tài)能量函數(shù)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)與功角失穩(wěn)識別方法，基于暫態(tài)能量函數(shù)法提出暫態(tài)功角關系函數(shù)和暫態(tài)電壓關系函數(shù)，通過建立靈敏度函數(shù)指標實現(xiàn)不同失穩(wěn)模式的判別。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于暫態(tài)能量函數(shù)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)與功角失穩(wěn)識別方法包括以下步驟：

S1：在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)下采集系統(tǒng)參數(shù)，獲取系統(tǒng)節(jié)點的導納矩陣；

S2：在電力系統(tǒng)運行過程中，周期性地采集其運行參數(shù)，包括各個節(jié)點的電壓、電壓相角和其所連接負荷的有功功率、無功功率；

S3：根據(jù)電力系統(tǒng)當前的運行參數(shù)判定電力系統(tǒng)是否發(fā)生失穩(wěn)，如果沒有發(fā)生失穩(wěn)，則返回步驟S2，否則進入步驟S4；

S4：根據(jù)電力系統(tǒng)當前的運行參數(shù)計算每臺發(fā)電機節(jié)點的暫態(tài)功角關系函數(shù)，計算公式如下：

其中，E_tran表示系統(tǒng)暫態(tài)能量函數(shù)，δ_i表示發(fā)電機節(jié)點i的功角，P_mi表示發(fā)電機節(jié)點i的機械功率，B_ij表示節(jié)點i和節(jié)點j之間導納的虛部，U_i表示節(jié)點i的電壓，U_j表示節(jié)點j的電壓，θ_ji表示節(jié)點j與節(jié)點i的電壓相角差，θ_ij表示節(jié)點i與節(jié)點j的電壓相角差，P_Li表示發(fā)電機節(jié)點i所連接負荷的有功功率，n表示電力系統(tǒng)中的節(jié)點數(shù)量，i_G表示發(fā)電機節(jié)點集合；

根據(jù)電力系統(tǒng)當前的運行參數(shù)計算每個節(jié)點的暫態(tài)電壓關系函數(shù)，計算公式如下：

其中，B_ii表示節(jié)點i自導納的虛部，Q_Li表示節(jié)點i所連接負荷的無功功率；

S5：采用以下公式計算當前發(fā)電機節(jié)點的暫態(tài)功角關系函數(shù)平均值M_δ：