[发明专利]基于能量函数的电网暂态稳定性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统暂态稳定分析技术领域，特别涉及基于广域测量系统与能量函数结合的电网暂态稳定性评估方法。

背景技术

近年来，由于电力系统的规模不断扩大，电网结构日益复杂，电力系统安全稳定性问题日趋严重。而在电力系统稳定破坏事故中，暂态稳定破坏事故占据很大部分，可见暂态稳定研究的重要性。能量裕度一直被认为是评价电力系统暂态稳定性的一个重要指标，而能量裕度的在线应用是实现暂态稳定性评估的关键技术，如何更快速、更简便地实现能量裕度的在线应用一直是电力系统暂态稳定分析领域的研究热点。目前在电力系统暂态稳定性评估领域中，研究思路主要集中在两个类别：不确定性的分析方法和确定性的分析法。关于不确定性的分析方法，有研究者基于风险理论来构建暂态稳定性安全风险评估指标，将系统整体划分为几个关键部分来构建暂态安全风险指标，也有基于概率分布来构建暂态稳定性概率模型的。确定性的分析方法主要有基于支持向量机的方法、解轨迹跟踪法和能量函数法。以上分析理论方法包括离线评估、确定不稳定平衡点等，也有基于能量函数，从不同的角度来进行了暂态稳定性的机理及评估指标研究的,包括利用二次扰动法的。但是这些方法计算量大，评估过程复杂，速度低，且容易引起误差。在电力系统发展的新形势下，特别是广域测量系统的大量接入的发展趋势下，基于能量函数的暂态稳定性的在线评估要求向现有的理论方法提出新的挑战，更快速、更简便的评估方法是电力运行人员关注的重点。

本发明的所要解决的技术问题，就是克服上述现有技术的不足，提供一种更快速、更简便的基于能量函数的电网暂态稳定性评估方法。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，基于能量函数的电网暂态稳定性评估方法，以广域测量系统采集数据，建立暂态能量函数模型，其特征在于，包括以下步骤：

a、采集暂态过程中系统数据，构建暂态能量函数模型，得到系统中n台发电机的能量总和E_tot：

Etot=Σi=1nEi=Σi=1nEkei+Σi=1nEpei;]]>

其中，为第i台发电机的动能；为第i台发电机的势能；δ_i、ω_i分别为第i台发电机的转子角和转速；M_i为第i台发电机的惯性时间常数；f_i(δ_i)=P_mi-P_ei，P_mi、P_ei分别为第i台发电机的机械功率和电磁功率；n为正整数，i≤n；

b、根据二次扰动过程的能量变化轨迹，构建基于二次扰动的暂态稳定性量化指标模型；设时段0－t_{_start}，是一次扰动持续时段，t_{_start}是第一次扰动动能降到最低点时刻，对应系统动能最小点，此时对系统第二次施加一个足够大的扰动，令系统不稳定，系统的动能增加，动能轨迹经过第二次动能最大时刻为t_{_clear}，对应的动能为E_{ke(t_clear)}，此时切除故障，待到系统完全恢复稳定，对应时刻为t_s2，对应的动能为对应的势能为得到势能极值E_PEBS：