[發明專利]一種電力系統靜態電壓穩定分析方法及系統

有效

• 申請號: 202110264638.6
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113036769B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 李小騰;梁航;徐靜;趙進全;鄧俊;彭書濤;金吉良;劉瑤;張艷麗
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司電力科學研究院;西安交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種電力系統靜態電壓穩定分析方法，其特征在于，基于變步長控制連續潮流法，包括以下步驟：

步驟1，基于潮流方程的極坐標形式，利用基礎數據進行初始潮流計算，得到連續潮流的初始解；

步驟2，通過擴展連續潮流方程求解預測點；

步驟3，基于步長控制函數利用變步長控制方法進行預測；

步驟4，基于連續潮流擴展的雅克比矩陣進行連續潮流的校正計算，校正完成后判斷連續潮流是否達到拐點，若達到，則結束連續潮流計算，否則轉至步驟2繼續進行求解；

其中，步驟1中，潮流方程的極坐標形式為：

式(1)中，P_Gi，Q_Gi分別為發電機的有功功率和無功功率，P_Li，Q_Li分別為負荷的有功功率和無功功率，θ_ij＝θ_i-θ_j，θ_ij為節點i和節點j電壓的相位差，G_ij，B_ij分別為系統的電導和電納；V_i，V_j分別為節點i和節點j的電壓幅值；

利用式(2)進行初始潮流計算，得到連續潮流的初始解；

式(2)中，ΔP，ΔQ分別為有功功率的偏差量，無功功率的偏差量，J為潮流方程的雅克比矩陣，Δδ，ΔU/U分別為相角的修正量，電壓的修正量；

步驟2具體包括：將潮流方程的極坐標形式表示為：f(x)＝0；連續潮流方程表示為：f(x,λ)＝0；式中，x為電力系統的電壓幅值和相角；λ為負荷因子變量；

擴展連續潮流方程求解預測點，

式中，e_k＝[0...1...0]，h是步長，(x^j,λ^j)是第j步的潮流解，是j步的潮流解的預測值，x表示系統的電壓幅值與相角參數，λ表示負荷因子；

步驟3中，

步長控制函數的表達式為：

式中，a、b、c、d為參數，根據系統實際情況設定；

K→∞時，

K→0時,最大步長

2.根據權利要求1所述的一種電力系統靜態電壓穩定分析方法，其特征在于，步驟3中，a取步長最大值；b＝100～200；c＝2000～4000；d為拐點處的步長。

3.根據權利要求1所述的一種電力系統靜態電壓穩定分析方法，其特征在于，步驟3中，a＝0.5，b＝100，c＝2000，d＝0.01。

4.一種電力系統靜態電壓穩定分析系統，其特征在于，基于變步長控制連續潮流法，包括：

初始解獲取模塊，用于根據潮流方程的極坐標形式，利用基礎數據進行初始潮流計算，得到連續潮流的初始解；

預測點獲取模塊，用于通過擴展連續潮流方程求解預測點；

預測模塊，用于利用變步長控制方法進行預測；

校正判斷模塊，用于根據連續潮流擴展的雅克比矩陣進行連續潮流的校正計算，校正完成后判斷連續潮流是否達到拐點，若達到，則結束連續潮流計算，否則轉至預測點獲取模塊繼續進行求解；

其中，初始解獲取模塊中，潮流方程的極坐標形式為：

式(1)中，P_Gi，Q_Gi分別為發電機的有功功率和無功功率，P_Li，Q_Li分別為負荷的有功功率和無功功率，θ_ij＝θ_i-θ_j，θ_ij為節點i和節點j電壓的相位差，G_ij，B_ij分別為系統的電導和電納；V_i，V_j分別為節點i和節點j的電壓幅值；

利用式(2)進行初始潮流計算，得到連續潮流的初始解；

式(2)中，ΔP，ΔQ分別為有功功率的偏差量，無功功率的偏差量，J為潮流方程的雅克比矩陣，Δδ，ΔU/U分別為相角的修正量，電壓的修正量；

預測點獲取模塊中，所述通過擴展連續潮流方程求解預測點具體包括：

將潮流方程的極坐標形式表示為：f(x)＝0；連續潮流方程表示為：f(x,λ)＝0；

式中，x為電力系統的電壓幅值和相角；λ為負荷因子變量；

擴展連續潮流方程求解預測點，

式中，e_k＝[0...1...0]，h是步長，(x^j,λ^j)是第j步的潮流解，是j步的潮流解的預測值，x表示系統的電壓幅值與相角參數，λ表示負荷因子；

預測模塊中，

步長控制函數的表達式為：

式中，a、b、c、d為參數，根據系統實際情況設定；

K→∞時，

K→0時,最大步長