[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

本發明公開了一種電力系統靜態電壓穩定分析方法及系統，所述方法包括：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。本發明在步長控制中提出了步長控制函數，使步長能夠根據PV曲線的斜率變化而變化，能夠加快收斂，提高計算效率和精度。

技術領域

本發明屬于電力系統靜態電壓穩定分析技術領域，特別涉及一種電力系統靜態電壓穩定分析方法及系統。

背景技術

連續潮流法是電力系統電壓穩定性靜態分析的有效方法，該方法通過預測、校正、參數化與步長控制等四個環節，克服了常規潮流計算中雅克比矩陣的奇異問題，能夠很好地畫出反映電力系統臨界電壓和功率極限的PV曲線，為電力系統的電壓穩定評估提供重要指標。

在連續潮流法中，步長對計算效率、計算精度及算法的收斂性有很大的影響。通常為了提高計算精度及收斂性采用小步長，為了提高計算效率而采取大步長。但是，小步長會急劇增加計算時間，大步長會影響計算的準確性及收斂性，嚴重時甚至會出現不收斂的情況。因此，國內外提出了許多步長控制方法。通常在PV曲線“平緩”部分采用較大步長，在拐點附近采用較小步長，但在每個區域仍然是定步長，但如何定義“平緩”、拐點區域，步長取法等，都沒有嚴格的理論依據，限制了該方法的應用。

綜上，亟需一種新的基于變步長控制連續潮流法的電力系統靜態電壓穩定分析方法及系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電力系統靜態電壓穩定分析方法及系統，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明在步長控制中提出了步長控制函數，使步長能夠根據PV曲線的斜率變化而變化，能夠加快收斂，提高計算效率和精度。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種電力系統靜態電壓穩定分析方法，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。

本發明的進一步改進在于，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。

本發明的進一步改進在于，步驟2具體包括：