[發明專利]基于并聯局域模型的電力系統暫態電壓安全裕度評估方法

在審

• 申請號: 202211264822.1
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115730838A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 王亞軍;楊立波;馬斌;孫廣輝;賈亞飛;栗維勛;李一鵬;袁龍;張宗杰;王曉蔚
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;H02J3/00;G06Q10/0635;G06Q10/067;G06Q50/06
• 代理公司: 四川省方圓智云知識產權代理事務所(普通合伙) 51368
• 代理人: 嚴曉玲

本發明提出一種基于并聯局域模型的電力系統暫態電壓安全裕度評估方法，以規則形式表達的無功源控制策略，不僅可以量化暫態電壓安全裕度，而且可以輔助在線預防控制的決策。該控制策略是故障相依的，而且考慮了多個時間維度。針對并聯局域模型輸出存在誤差的問題，提出了考慮置信水平的暫態電壓安全裕度評估方法，可以得出不同保守程度下的暫態電壓安全裕度評估結果，進而可以識別由于并聯局域模型輸出誤差而被忽視的暫態電壓安全隱患。

技術領域

本發明屬于電力技術領域，具體涉及一種基于并聯局域模型的電力系統暫態電壓安全裕度評估方法。

背景技術

暫態電壓安全評估的目標是篩選出對電網暫態電壓安全有威脅的嚴重故障，評估嚴重故障下的暫態電壓安全裕度，為在線控制提供有效信息，進而改善電網的暫態電壓安全性。

在現有暫態電壓安全裕度評估研究中，主要使用基于數值仿真的方法或者基于人工智能的方法。由于數值仿真不能直接給出電網安全裕度信息，因此基于數值仿真的方法需要通過迭代搜索來確定暫態電壓安全邊界，計算復雜度高。基于人工智能的方法通常基于電網樣本建立一個從電網特征變量到暫態電壓安全裕度的映射關系，計算速度快。不過，當在線應用時機器學習模型可能面臨泛化能力差、訓練速度慢等問題。目前，現有暫態電壓安全裕度評估研究中主要關注對電網運行狀態與暫態電壓安全邊界之間距離的量化，在無功源控制量對暫態電壓安全裕度影響方面的研究較少。

在暫態電壓安全裕度評估方面，關鍵是量化電網運行狀態與暫態電壓安全邊界之間的距離，以及為在線控制提供有效信息。暫態電壓安全裕度評估結果是故障相依的，而且計算復雜度與需要考慮的故障數量成正比。現有研究方法中，基于數值仿真的方法計算復雜度高；基于人工智能的方法應用于在線時可能面臨泛化能力差、訓練速度慢等問題。此外，現有研究中主要關注對電網運行狀態與暫態電壓安全邊界之間距離的量化，為在線控制提供的有效信息較少。因此，如何快速、準確地評估電網暫態電壓安全裕度，并且輔助在線決策，是有待進一步研究的問題。

發明內容

為此，本發明提出一種基于并聯局域模型的電力系統暫態電壓安全裕度評估方法，以規則形式表達的無功源控制策略，不僅可以量化暫態電壓安全裕度，而且可以輔助在線預防控制的決策。該控制策略是故障相依的，而且考慮了多個時間維度。針對并聯局域模型輸出存在誤差的問題，提出了考慮置信水平的暫態電壓安全裕度評估方法，可以得出不同保守程度下的暫態電壓安全裕度評估結果，進而可以識別由于并聯局域模型輸出誤差而被忽視的暫態電壓安全隱患。

暫態電壓安全裕度評估是在給定的電網運行狀態、預想故障、電網參數和控制系統參數條件下，量化電網運行狀態與暫態電壓安全邊界之間的距離，為在線控制提供有效信息。現有研究中，主要關注對電網運行狀態與暫態電壓安全邊界之間的量化，對在線控制提供的有效信息較少。

(1)以規則形式表達的無功源控制策略

采用了暫態電壓安全裕度的量化評估方法和無功源控制量對暫態電壓安全裕度影響的量化評估方法，進而建立了以規則形式表達的無功源控制策略。

(1.1)暫態電壓安全裕度的量化評估

在電網運行層面，故障后的暫態電壓過程取決于電網運行狀態x₀、故障flt和電網拓撲參數topo。因此，存在從x₀、flt和topo到TVSI指標的映射，表達式為：

電網的暫態電壓安全性可以基于TVSI指標進行判定。對于預設的TVSI指標閾值TVSI^th，以及給定的flt和topo，如果電網運行狀態x₀對應的TVSI指標滿足式(2)，則判定為暫態電壓不安全；否則，判定為暫態電壓安全。