通过辨识电网薄弱环节实时识别电网电压稳定性的方法

摘要

通过辨识电网薄弱环节实时识别电网电压稳定性的方法，它是通过基本线路电压稳定指标BLSI或在BLSI指标基础上改进的扩展线路电压稳定指标ELSI来对电网进行监测、识别与判断的。其识别步骤如下：(1)通过PMU系统或者SCADA和EMS中得到所需的实时数据；(2)过滤无效的量测量；(3)在给定时间间隔内按需要重新对线路的参数进行实时估计；(4)用BLSI指标或ELSI指标辨识系统的薄弱环节。(5)根据最可能发生电压崩溃的薄弱环节的BLSI值或者ELSI值启动系统紧急保护控制以避免系统电压崩溃。其优点是：可以同时地实时识别系统的电压不稳定性和引起系统电压崩溃的薄弱线路和薄弱节点；能自动处理与电压相关或与频率相关的实际负荷特性等。

主权项

1.通过辨识电网薄弱环节实时识别电网电压稳定性的方法，该方法是通过PMU相量量测系统，获取实时的线路两端节点(i、j)的电压相量和线路复功率的量测量，或者通过SCADA量测数据收集系统和EMS能量管理系统的状态估计功能来获取在线的线路两端节点的电压相量和线路复功率的估计值，并通过基于局部网络电压相量和线路复功率实时量测量或状态估计值而算出的电压稳定指标，来识别和判断该电力系统的薄弱环节和电压稳定性，其特征在于，所述基于局部网络量测量或状态估计值的电压稳定指标是基本线路电压稳定指标(BLSI)，该指标的计算公式为：BLSI=Vi22[RijPij+XijQij*+(Rij2+Xij2)(Pij2+(Qij*)2)]≥1 式中：Vi是线路首端节点的电压幅值Rij是线路i-j的电阻Pij是线路受端节点的有功功率Xij是线路i-j的电抗Qij *是除去受端充电无功后的线路受端无功功率值其中，BLSI＝1为电压稳定性临界点；该实时识别电网电压稳定性的方法包括如下步骤：(1)通过PMU相量量测系统，获取运用基本线路电压稳定指标(BLSI)所需要的实时的量测量，包括线路两端节点电压的幅值(Vi、Vj)和相角(θi、θj)以及线路的有功功率(Pi、Pij)和无功功率(Qi、Qij)；或者通过SCADA量测数据收集系统和EMS能量管理系统的状态估计功能，来获取线路两端节点电压的幅值(Vi、Vj)和相角(θi、θj)以及线路的有功功率(Pi、Pij)和无功功率(Qi、Qij)的估计值；(2)在用PMU量测量时，利用线路参数在短时间内相对稳定的特点，使用根据线路基本潮流方程，线路功率平衡关系和量测量计算线路参数的方法，计算出当前量测量下的线路参数，包括线路的电阻(Rij)、电抗(Xij)和反映线路充电功率的对地导纳(Y)；如果计算出的参数相比与前一次计算出的参数超过了根据线路参数在短时间内相对稳定的特点确定的百分比门槛值，则可判定本次测量的误差过大，或者是无效测量，抛弃该次量测量，仍用前一次的量测量；反之，则接受该次量测量；在用SCADA量测数据收集系统和EMS能量管理系统的状态估计功能时，线路参数从EMS能量管理系统直接获取而不做在线预测，则不需要本步骤和步骤(3)；(3)在给定时间间隔内对线路参数进行实时估计；运用步骤(2)中的方法获得若干组(M)可靠的线路参数，以作为样本参数来计算这若干组(M)数据的标准差，若该标准差不大于所述线路参数的百分比门槛值的一定比例的标准差的百分比门槛值，此时用这若干组(M)数据的平均值作为线路参数的最新估计值，若标准差超过标准差的百分比门槛值，则用本发明提出的针对线路参数估计的最小二乘估计方法，估计新的线路参数；(4)在对应线路中，在用PMU量测量时，根据步骤(3)中的新的线路参数估计值，以及所对应时刻的经过滤后的可靠的电压相量和线路复功率的量测量，或在用EMS能量管理系统时，用从该系统中直接获取的线路参数，以及电压相量和线路复功率的估计值，计算出基于该模型的基本线路电压稳定指标(BLSI)；(5)根据基本线路电压稳定指标(BLSI)值实时辨识电力系统的薄弱环节，具有最小基本线路电压稳定指标值的线路是最薄弱线路，而最薄弱线路的受端节点是最薄弱节点；(6)根据基本线路电压稳定指标(BLSI)值实时监测系统正常和故障状态下的电压稳定状况，并在基本线路电压稳定指标(BLSI)值逼近1.0时，启动系统紧急保护控制以避免系统发生电压崩溃。