暂态安全域最短半径估计方法

摘要

本发明公开了一种暂态安全域最短半径估计方法，涉及电力系统安全分析技术领域，包括：S1：计算电力系统暂态稳定性量化指标；S2：计算稳定性量化指标分别对发电机节点注入向量的灵敏度和负荷节点注入向量的灵敏度；S3：找出当前运行处节点注入向量的最危险增长方向；S4：在最危险增长方向上增加负荷及发电出力增长步长，得到增加后的节点注入向量；S5：在增加后的节点注入向量处重复步骤S1，计算稳定量化指标，并判断系统是否稳定，如果系统稳定，重复步骤S2至步骤S5，直至系统失去稳定，得到电力系统的负荷裕度、发电裕度。本发明实现了对电力系统的在线稳定量化分析，且计算复杂度低，不存在数值收敛性问题。

主权项

1.一种暂态安全域最短半径估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算电力系统暂态稳定性量化指标；S2：计算所述暂态稳定性量化指标分别对发电机节点注入向量的灵敏度和负荷节点注入向量的灵敏度；S3：找出当前运行状态下节点注入向量的最危险增长方向，所述最危险增长方向为发电机节点注入向量的灵敏度和负荷节点注入向量的灵敏度的最大值元素的方向；S4：在所述最危险增长方向上增加负荷及发电出力增长步长，得到增加后的节点注入向量；S5：在所述增加后的节点注入向量处重复步骤S1，计算所述暂态稳定性量化指标，并判断系统是否稳定，如果系统稳定，重复步骤S2至步骤S5，直至系统失去稳定，得到电力系统的负荷裕度、发电裕度；所述步骤S1中选取基于单机能量函数的混合方法SHM提供的电力系统暂态稳定性量化指标：$\eta =V_{\mathrm{PE},i}^{\max }-V_{\mathrm{PE},i}\left(t_{\mathrm{cl}}\right)-V_{\mathrm{KE},i}\left(t_{\mathrm{cl}}\right)$其中，t_cl为故障切除时刻，V_PE,i(t_cl)、V_KE,i(t_cl)分别为故障切除时刻的发电机i的势能、动能，为持续故障下发电机i的势能最大值，所述持续故障是指在时刻t_ins，t_ins>t_cl重新插入故障，发电机i的势能所能达到的最大值，t_ins满足：KE_total(t_ins)=min KE_total(t)，t>t_cl其中KE_total(t)为时刻t系统总的动能，其中，M_i为发电机i的转动惯量常数，为发电机i相对于系统惯性中心的角速度，对于故障F，注入空间中的暂态安全域定义为：Ω={P|_η(P)≥ε,_g(x,P)≤0,P∈R_n}P为节点注入向量，P=[P₁,P₂,...,P_n]^T，其中P_i表示各节点的注入功率，i=1,2,...,n，η(P)为故障F下的暂态稳定性量化指标，g(x,P)≤0为运行约束不等式，ε为门槛值，R_n表示n维实数向量；若前系统运行状态下的节点注入为P⁰，相应的针对故障F的SHM稳定裕度指标为：η⁰=η(P⁰)其中$P^0={[P_G^0,P_L^0]}^T,$$P_G^0={[P_{G,1}^0,P_{G,2}^0,···,P_{G,m}^0]}^T$为发电机节点注入向量，为负荷节点注入向量，v+m=n。