[发明专利]一种全时域电压稳定性综合评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全时域电压稳定性综合评估方法，属于电力系统分析与控制、电力系统电压稳定性评估领域。

背景技术

根据电压失稳的动态特征，可以将电压稳定问题分为各种不同的类型，如根据国际大电网会议的定义，电压稳定可以分为静态电压稳定和动态电压稳定，其中动态电压稳定又细分为小扰动电压稳定、暂态电压稳定和中长期电压稳定。不同类型的电压稳定问题有着不同的特征，要对电力系统的电压稳定性进行全面的评估，需要针对不同类型的电压稳定问题采用不同的评估方法。

目前，在电压稳定性分析方面常用的评估方法主要包括静态电压稳定评估方法和工程中常用的暂态电压稳定评估方法。其中静态电压稳定评估方法通过用静态模型计算出的各种电压稳定安全指标评价电力系统的电压稳定水平，其缺点在于没有考虑系统元件的动态过程，同时也缺乏操作性较强的量化标准；而目前我国工程中常用的暂态电压稳定评估方法(即电压低于0.75p.u.超过1秒就认为暂态电压失稳)过于简单，缺乏理论依据，无法用来准确评价系统的暂态电压稳定性。

电力系统电压稳定性与许多因素有关，不同的事故机理可能导致不同动态特征的电压崩溃性事故。例如：静态电压失稳是指负荷的缓慢增加导致负荷端母线电压缓慢地下降，在达到电力系统承受负荷增加能力的临界值时导致的电压失稳；暂态电压失稳是指电力系统发生大扰动故障后，伴随系统处理事故的过程中发电机之间的相对摇摆，某些负荷母线电压发生不可逆转的突然下降的失稳过程；等等。对于不同类型的电压稳定问题，需要采用不同的评估方法。

目前电压稳定分析领域中比较成熟的方法是静态电压稳定分析法，该方法主要通过计算系统的各种电压稳定安全指标评价系统的电压稳定水平；通过模态分析方法或其它灵敏度分析方法识别对于电压稳定较为敏感的弱负荷母线和相对薄弱分区。由于静态电压稳定分析方法没有考虑元件的动态过程，因此无法适用于除静态电压稳定问题外的其它类型电压稳定问题。

除了静态电压稳定分析法外，在我国工程计算中常常采用“电压低于0.75p.u.超过1秒钟”来判别暂态电压失稳。这种判据缺乏理论支持，无法真实反映系统的暂态电压稳定性。

因此，现有的电压稳定性评估方法无法满足全面评估电网电压稳定性的需要。

发明内容

针对这种情况，本专利提出了能够用来评估所有类型电压稳定问题的全时域电压稳定性综合评估方法。该方法是一套综合体系，全面考虑了电压稳定时域上的短期和长期过程、扰动程度上的小干扰和大干扰以及评估方法上的确定性和概率性方法，因而既包括确定性的分析方法，又包括概率性的分析方法，其中确定性的方法又依照电压稳定问题的分类分为静态电压稳定评估、暂态电压稳定评估、中长期电压稳定评估三种——其体系结构如附图1所示。采用该方法评估电力系统的电压稳定性，具有良好的可操作性和适应性，可以满足对电力系统的电压稳定性进行全面评估的需要。与评价体系中的评估方法相对应的评估指标可以根据供电可靠性高低选择合适的值，考虑评估方法的实用性，一整套确定性评估方法对应的评估指标也一并给出，这套指标主要适用于对供电可靠性要求较高的大型城市电网。

全时域电压稳定性综合评估方法和指标体系包含的主要内容如下：

一.确定性评估方法和指标体系

根据电力系统正常运行方式及发生故障的严重程度(包括正常运行方式及检修方式)，将系统运行方式分为以下4种(其中N为系统中的元件个数，N为正整数)：

(1)正常运行方式及正常检修方式；

(2)N-1事故后方式，包括本地区的元件故障和分区之间联络线的故障；

(3)N-2事故后方式，包括本地区的元件故障和分区之间联络线的故障；

(4)严重多重事故方式(3重及以上事故方式)。

1、静态电压稳定性评估方法和指标体系

对于以上4种运行方式，计算系统的分区功率裕度系数、各负荷母线的有功裕度系数、各负荷母线的无功裕度系数，然后根据下面的指标对系统的静态电压稳定性进行评估：

(1)正常运行方式及正常检修方式下，大型城市电网各个分区功率裕度系数应大于或等于15％～20％；各负荷母线的有功裕度系数应大于或等于20％～30％；各负荷母线的无功裕度系数应大于或等于10％～15％；

(2)分区内或联络线任意N-1事故后运行方式下，大型城市电网各个分区功率裕度系数应大于或等于5％～8％；各负荷母线的有功裕度系数应大于或等于10％～15％；各负荷母线的无功裕度系数应大于或等于8％～10％。特殊检修方式下，功率裕度应与N—1事故相同；