小干扰安全域最短半径估计方法

摘要

发明公开了一种小干扰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：计算电力系统的线性化动态模型当前运行节点的主导模式的阻尼比；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

1.一种小干扰安全域最短半径估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算电力系统的线性化动态模型当前运行状态的主导模式的阻尼比，以所述主导模式的阻尼比为小干扰稳定性量化指标；S2：计算所述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；所述步骤S1中，电力系统的线性化动态模型为：A_sys(P)，注入空间中的小干扰安全域定义为：$\Omega =\left\{P\right|\left|\right|{P-P}^0\left|\right|\le \bar{r}(P-P^0)=r\left(P\right)\},$A_sys(P)为电力系统线性化动态模型的系统矩阵，依赖于节点注入P，P=[P₁,P₂,...,P_n]^T为节点注入向量，其中P_i(i=1,2,...,n)表示各节点的注入功率，为当前运行状态下的节点注入向量，函数表示Ω在P-P⁰方向上的半径，求解电力系统线性化模型的系统矩阵的全部特征根，然后计算得到主导模式的阻尼比η：$\eta =\underset{i}{\min }\left({\xi }_i\left(A_{\mathrm{sys}}\left(P^0\right)\right)\right)$式中P⁰为当前运行状态下的节点注入向量，A_sys(P⁰)为当前运行点处线性化动态模型的系统矩阵，$P^0={[P_G^0,P_L^0]}^T,P_G^0={[P_{G,1}^0,P_{G,2}^0,...,P_{G,m}^0]}^T$为发电机节点注入向量，为负荷节点注入向量，v+m=n；所述步骤S2具体包括：采用数值摄动法得到主导模式的阻尼比对P⁰的灵敏度，即：$\frac{\partial \eta }{{\partial P}_i}{|}_{P=P^0}=\frac{\eta (P^0+e_i{h}_s)-\eta \left(P^0\right)}{h_s},i=\mathrm{1,2},...,n$以得到主导模式的阻尼比对发电机节点注入的灵敏度为：$S_{G,i}^0=\frac{\partial \eta }{{\partial P}_{G,i}}{|}_{P=P^0},i=\mathrm{1,2},...,m$以得到主导模式的阻尼比对负荷节点注入的灵敏度为：$S_{L,i}^0=\frac{\partial \eta }{{\partial P}_{L,i}}{|}_{P=P^0},i=\mathrm{1,2},...,v$式中h_s为摄动步长，e_i的第i个分量为1，其他分量均为零。