[發明專利]基于HELM電壓靈敏度的配電網電壓穩定判定方法

有效

• 申請號: 202011458402.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112653134B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 高慧敏;鐘毅;陳健琳;趙嘉敏;羅平
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/16;H02J3/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.基于HELM電壓靈敏度的配電網電壓穩定判定方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟一、建立配電網的數學模型；

當配電網中無接地支路，根節點為平衡節點，且除了根節點外無PV節點，建立配電網潮流計算的數學模型：

其中Y_ik表示節點導納矩陣中i節點和j節點間的互導納，i＝1,2,…N，j＝1,2,…N，N為節點總數，V_k表示節點k處注入電壓，k＝1,2,…N，表示i節點注入視在功率的共軛，V_i^*表示i節點注入電壓的共軛，m表示網絡的所有節點；

步驟二、利用HELM方法計算配電網潮流；

構造一個內嵌純虛函數：

其中c_i[n]表示HELM潮流計算中的i節點電壓的第n個電壓分項，sⁿ表示內嵌參數算子s的n次項；將公式(2)代入公式(1)的節點功率方程中，再根據S級系數相等，求解公式(2)，代入s＝1，得到配電網潮流的解；

步驟三、利用HELM方法計算電壓對節點注入功率靈敏度；

計算電壓對節點注入有功功率和無功功率的靈敏度：

其中P_j表示節點j注入的有功功率，Q_j表示節點j注入的無功功率；

根據步驟三的計算結果，求解得到所有的即得到電壓對各節點注入功率的各階靈敏度；

步驟四、利用HELM電壓對節點注入無功功率靈敏度判定電壓穩定；

利用二機系統推導電壓穩定判定原理：正常情況下小于隨著負荷增加，和也隨之增加，直到時，與曲線交叉，開始大于而與判定電壓穩定拐點的條件非常接近，因此使用大于這個判定作為電壓穩定的判定條件，其中X表示系統等值電抗；

使用HELM計算得到各階電壓靈敏度，然后用低階靈敏度減去高階靈敏度，正常情況下低階靈敏度大于高階靈敏度即差值為正；當負荷增加，若差值為負，則判斷電壓失穩；在電壓穩定預防控制時，給差值設定一個閾值，如果低階靈敏度減去高階靈敏度的值超過這個閾值，則認為電壓即將失穩，啟動電壓預防控制。

2.如權利要求1所述基于HELM電壓靈敏度的配電網電壓穩定判定方法，其特征在于：步驟二中配電網潮流的計算過程為：

將公式(2)的內嵌純虛函數代入公式(1)得到：

其中s^*表示對s算子求共軛；Y_ik,trans為非接地支路節點i、k之間的導納；V_k(s)為k節點的電壓全純函數表達式；Y_ik,shunt表示i節點的接地導納；

定義

其中d_i[n]為用全純函數表示的i節點電壓的逆函數V_i^-1(s)的s的n次項對應的系數，c_i(s)為i節點電壓的全純函數表達式的s級數展開；

將s＝0代入公式(4)求得：

由公式(6)求出c_k[0]：

根據S級數的系數相等：

d_k[0]＝1/c_k[0] (8)

當s階數為1時，根據s的n次方級數的系數相等計算公式(4)得到：

其中，為接地支路電流；當配電網中無接地支路時Y_ik,tran＝Y_ik；表示用全純函數表示的i節點電壓的逆函數V_i^-1(s)的s的0次項對應的系數的共軛；求解得到c_k[1]：

根據公式(4)的s級數的系數相等求得：

根據公式(7)的s級數的n次方系數相等得到：

根據公式(11)計算得到根據公式(10)計算得到c_k[n]；

從而在s＝1時，求解公式(12)，得到潮流的解：