基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

摘要

本发明属于电力系统技术领域，涉及一种基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法，首先利用潮流追踪，确定对割集中每条支路潮流影响最大的发电机-负荷节点对，通过对其实施控制，实现对每条支路潮流增、减的双向微扰；进一步，利用微扰后的运行点，在割集功率空间上确定系统的电压稳定临界点，并利用这些临界点分别得到安全域边界在增、减两个对称扰动方向上的局部边界近似超平面；最后，通过对两个局部近似超平面平移和加权处理，得到电压稳定域局部边界的精确结果。本发明不仅具有较高的计算效率，同时可保证所求边界超平面包含当前运行点所对应的极限点，具有较小的误差，因此具有很好的工程实用价值。

主权项

1.一种基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法，包括下列步骤：(1)对于任意支路B_i∈I_tf，利用当前潮流结果，通过潮流追踪，得到对该支路潮流有贡献的发电机和负荷节点集合：$G_{\mathrm{Bi}}=\{G_{i,1},G_{i,2},...,G_{i,n}\},$$L_{\mathrm{Bi}}=\{L_{i,1},L_{i,2},...,L_{i,m}\},$其中：n，m分别为与该支路相关发电机和负荷节点的数目；(2)设和中的每个节点对支路B_i潮流P_I，i的贡献量分别为：$P_{\mathrm{GBi}}=\{P_{\mathrm{Gi},1},P_{\mathrm{Gi},2},...,P_{\mathrm{Gi},n}\},$和$P_{\mathrm{LBi}}=\{P_{\mathrm{Li},1},P_{\mathrm{Li},2},...,P_{\mathrm{Li},m}\},$分别上述发电机和负荷对该支路潮流的贡献因子：${\alpha }_{\mathrm{Bi}}=\{{\alpha }_{i,1},{\alpha }_{i,2},...,{\alpha }_{i,n}\}$和${\beta }_{\mathrm{Bi}}=\{{\beta }_{i,1},{\beta }_{i,2},...,{\beta }_{i,m}\}$其中：${\alpha }_{i,k}=P_{\mathrm{Gi},k}/P_{I,i}\times 100\%,G_{i,k}\in G_{\mathrm{Bi}},$${\beta }_{i,k}=P_{\mathrm{Li},j}/P_{I,i}\times 100\%,L_{i,j}\in L_{\mathrm{Bi}};$(3)记GL_i为与B_i支路相关的一组发电机-负荷节点对，用于对支路B_i的潮流实施微扰控制：GL_i＝{G_i，p，L_i，q}，$G_{i,p}\in G_{\mathrm{Bi}},$$L_{i,q}\in L_{\mathrm{Bi}},$并记GL_itf为针对割集实施微扰控制的全部发电机-负荷对的集合：GL_itf＝{GL₁，GL₂，…，GL_N}，通过如下循环过程确定集合GL_itf，并保障GL_itf内不存在完全相同的两组发电机-负荷对：第一步，设i＝1和GL_itf为空，启动算法；第二步，按下式得到GL_i初步结果：GL_i＝{G_i，p，L_i，q}，其中：$G_{i,p}\in G_{\mathrm{Bi}},$α_i，p＝max(α_Bi)，L_i,p∈L_Bi，${\beta }_{i.q}=\max \left({\beta }_{\mathrm{Bi}}\right);$第三步，检查GL_itf是否已存在与GL_i完全相同的发电机-负荷对，若否，转第四步继续；若是，则按如下方法对GL_i加以修正：1)令中的α_i，p为零，并由${\alpha }_{i,p}=\max \left({\alpha }_{\mathrm{Bi}}\right)$再次确定G_i，p和新的GL_i，并判断GL_i是否已在GL_itf中存在，若是，继续；否则转第四步；2)令中的β_i，q为零，由β_i，q＝max(β_Bi)重新确定L_i，q和对应的GL_i，并判断GL_i是否在GL_itf已存在，若是，则重复第三步；否则转第四步；第四步，将GL_i加入GL_itf集合，同时令i＝i+1，检查是否i>N，若是，继续；否则转第二步；第五步，算法结束，GL_itf即为所求微扰控制的实施对象；(4)记微扰控制量为ΔP>0，按式$P_{\mathrm{Gi},p}^{+}=P_{\mathrm{Gi},p}+\mathrm{\Delta P},$$P_{\mathrm{Li},q}^{+}=P_{\mathrm{Li},q}+\mathrm{\Delta P}$依次对GL_itf中的发电机-负荷对实施微扰，得到正向微扰对应的临界点集合$X_C^{+}=\{X_{C,1}^{\prime +},x_{C,2}^{\prime +},···,x_{C,N}^{\prime +}\};$按$P_{\mathrm{Gi},p}^{-}=P_{\mathrm{Gi},p}-\mathrm{\Delta P},$$P_{\mathrm{Gi},q}^{-}=P_{\mathrm{Li},q}-\mathrm{\Delta P},$依次对GL_itf中所有发电机-负荷对实施微扰，可得负向微扰后的临界点集合$X_C^{-}=\{X_{C,1}^{\prime -},x_{C,2}^{\prime -},···,x_{C,N}^{\prime -}\};$(5)利用正向微扰后的极限点集合得到CVSR边界的超平面HP⁺：$\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i^{+}·P_{I,i}=1.0,$利用反向微扰后的极限点集合可得对应的边界超平面HP^-：$\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i^{-}·P_{I,i}=1.0;$(6)采用如下公式加以修正：$a_i=a_i^{\prime }/K,$其中：$a_i^{\prime }=(a_i^{-}+a_i^{+})/2,$$K=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i^{\prime }·P_{\mathrm{IC},i}^0,$$x_{C0}=\{P_{\mathrm{IC},1}^0,P_{\mathrm{IC},2}^0,...,P_{\mathrm{IC},N}^0\},$得到修正后的边界超平面HP：$\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{a}_i·P_{I,i}=1.0.$