一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法

摘要

本发明公开了一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，包括以下步骤：根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点；建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界点；给出基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式；给出基于节点类型扩展连续潮流的电压稳定临界点分岔类型识别方法。本发明适用于远程电压控制模式下电力系统的静态电压稳定分析。

主权项

一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点；步骤B、建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测‑校正算法求解静态电压稳定临界点，具体过程如下：B1、建立节点类型扩展连续潮流数学模型，其具体数学表达式如下：发电机有功出力以及负荷有功和无功的变化的规律用如下数学表达式来模拟：$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{Gi}}=P_{\mathrm{Gi}0}+(1+\lambda K_{\mathrm{PGi}})\\ P_{\mathrm{Li}}=P_{\mathrm{Li}0}(1+\lambda K_{\mathrm{PLi}})\\ Q_{\mathrm{Li}}=Q_{\mathrm{Li}0}(1+\lambda K_{\mathrm{QLi}})\end{array}\right.$式中：P_Gi、P_Li、Q_Li分别为节点i的发电机发出有功、负荷有功、负荷无功，P_Gi0、P_Li0、Q_Li0分别为基态潮流时节点i的发电机发出有功、负荷有功、负荷无功，K_PGi、K_PLi、K_QLi分别为节点i的发电有功增长系数和负荷的有功增长系数、无功增长系数，λ为负荷参数；计及发电机和负荷增长参数的节点类型扩展连续潮流方程为：$\Delta P_i=P_{\mathrm{Gi}0}(1+\lambda K_{\mathrm{PGi}})-P_{\mathrm{Li}0}(1+\lambda K_{\mathrm{PLi}})-V_i\underset{i\in j}{\Sigma }{V}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\theta }_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\cos {\theta }_{\mathrm{ij}}),i\in S_p$$\Delta Q_i=Q_{\mathrm{Gi}}-Q_{\mathrm{Li}0}(1+\lambda K_{\mathrm{QLi}})-V_i\underset{i\in j}{\Sigma }{V}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\theta }_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\sin {\theta }_{\mathrm{ij}}),i\in S_q$式中：Q_Gi为节点i的发电机输出无功，ΔP_i、ΔQ_i分别为节点i的有功偏差、无功偏差，V_i、V_j分别为节点i、j的电压幅值，θ_j为节点i，j间的电压相角差，G_j、B_j分别为导纳矩阵中第(i，j)个元素的实部与虚部，S_p为1p、3p类节点的集合，S_q为1q、3q类节点的集合；将以上的方程用向量表示，节点类型扩展连续潮流的模型简写如下：f(x，λ)＝0式中f为节点类型扩展潮流方程，x包含系统中的母线电压幅值和相角；B2、求解节点类型扩展连续潮流的预测步：首先由下式求解出切向量[dθ_1p，dV_1q，，dθ_2p，dV_2q，dλ]^T：$\left[\begin{array}{c}\begin{array}{cc}{J}^{\prime }& \frac{\partial f}{\partial \lambda }\end{array}\\ e_h\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{d\theta }}_{1p}\\ d{V}_{1q}/V_{1q}\\ {\mathrm{d\theta }}_{2p}\\ d{V}_{2q}/V_{2q}\\ \mathrm{d\lambda }\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \pm 1\end{array}\right]$式中：e_h为行向量，其中第h个元素为1，其余元素为0，其中±1中的正负号取决于切向量中相应分量的符号，dθ_1p、dθ_2p分别为1p、2p类节点相角的切向量，dV_1q、dV_2q分别为1q、2q类节点电压幅值切向量，dλ为负荷参数求导，J′为f对x求导得出的雅可比矩阵；切向量得到后，按照给定的步长控制参数σ，通过下式即可获得预测值：$\left[\begin{array}{c}{x}^{\prime (k+1)}\\ {\lambda }^{\prime (k+1)}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}^{\left(k\right)}\\ {\lambda }^{\left(k\right)}\end{array}\right]+\sigma \left[\begin{array}{c}\mathrm{dx}\\ \mathrm{d\lambda }\end{array}\right]$式中：x^(k)为1p、2p类节点的相角的当前解和1q、2q类节点电压幅值的当前解组成的向量，x′^(k+1)为相应的预测值；为负荷参数的当前的解，为相应的预测值；B3、采用局部参数化策略，避免节点类型扩展连续潮流在临界点奇异，参数化的方程如下式：x_h‑x′_h‑Δs＝0式中：x_h为当前解向量中的第h个分量，x′_h为预测解向量中第h个分量，Δs为步长；其中h的取值如下式所示，取电压跌落情况最严重的节点，h的取法：h＝{h||dx_h|＝||dx||_∞}式中：dx_h为dx的第h个元素；B4、用下式求解校正步：以预测步中得到的预测值作为解的初始值，采用牛顿法或者拟牛顿法进行求解：$\left\{\begin{array}{c}f(x,\lambda )=0\\ x_h-x_h^{\prime }-\mathrm{\Delta s}=0\end{array}\right.;$步骤C、给出基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式；步骤D、给出基于节点类型扩展连续潮流的电压稳定临界点分岔类型识别方法。