[发明专利]一种电力系统负荷区域暂态电压稳定的评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统负荷区域暂态电压稳定的评估方法，属于电力系统稳定分析评估领域。

背景技术

近年来世界范围内多起电压崩溃事故，使电力系统电压稳定性问题得到越来越多的关注。短期大扰动所引起的暂态电压失稳或崩溃尤为严重，在线监测时若能准确判断出区域性的暂态电压失稳并及时采取预防控制措施，将有利于遏制暂态电压失稳事故中部分节点所引起的大范围连锁性电压失稳或崩溃，提高区域整体稳定性。实际运行中常采用基于固定电压阈值的工程判据对暂态电压失稳进行判断，这类判据简便易行，但阈值的设定缺乏足够的理论支撑，其可靠性和选择性都难以保证。同时，针对区域整体的暂态电压稳定评估相关理论目前也还不甚完善，这给区域暂态电压稳定性的评估和判断带来了不少困难。

随着广域测量系统/同步相量测量单元(以下简称WAMS/PMU)的迅速发展和推广，目前有不少利用数据挖掘和机器学习的方法进行电力系统在线监测和安全稳定评估的方法。但传统的一些基于数据挖掘的评估方法是在所研究问题的理论基础相对完善的前提下开展的，少有涉及对区域暂态电压稳定评估的研究，且大多采用基于传统经验的工程判据对初始数据进行标定，并未充分发挥数据挖掘方法在探索数据规律方面的优势。当已知部分先验知识时，半监督聚类方法能高效、可靠地引导探索式知识发现过程。因此，若能充分利用数据挖掘的优势来对区域暂态电压稳定状况实施评估，将有望克服相关理论基础还不完善的困难，以数据中潜在的规律来保证评估结果的可靠性和选择性。

发明内容

本发明的目的是提出一种电力系统负荷区域暂态电压稳定的评估方法，以广域测量信息为基础，利用数据挖掘的方法来构建电力系统负荷区域暂态电压稳定的评估模型，从而对电力系统负荷区域暂态电压稳定状况进行可靠的监测和评估。

本发明提出的电力系统负荷区域暂态电压稳定的评估方法，方法包括以下步骤：

(1)设电力系统中的负荷区域内有k个节点，各节点序号分别为1，2，…，k，当电力系统处于稳态运行状态A时，从各节点的同步相量测量单元中，以时间间隔为ΔT采集该节点的电压、电流、有功功率和无功功率的实时量测数据，采样时长为T，设在稳态运行状态A时，电力系统中所有k个节点的负荷消耗的有功功率之和为P_A，采用感应电动机与恒阻抗并联的电力系统综合负荷模型，分别建立电力系统负荷区域内各节点的等值负荷模型，并设电力系统各节点感应电动机消耗的有功功率与各节点的恒阻抗消耗的有功功率之比为P_m；

(2)建立在上述步骤(1)的稳态运行状态A下的电力系统仿真模型，对该电力系统仿真模型中的元件参数和运行条件进行调整，通过时域仿真生成大量仿真样本，具体过程如下：

(2-1)将电力系统中所有k个节点的负荷消耗的有功功率之和依次调整为P_A、P_A×0.8和P_A×1.2；

(2-2)分别在步骤(2-1)的P_A、P_A×0.8和P_A×1.2状态下，将电力系统各节点感应电动机消耗的有功功率与各节点的恒阻抗消耗的有功功率之比依次调整为P_m、0.5P_m、2P_m和4P_m；

(2-3)分别在步骤(2-2)的P_m、0.5P_m、2P_m和4P_m下，对电力系统负荷区域内的每条输电线路，在线路全长的0％、20％、40％、60％、80％和100％处设置三相短路故障；

(2-4)分别在步骤(2-3)的在线路全长的0％、20％、40％、60％、80％和100％处设置三相短路故障状态下，将上述每条输电线路两端三相短路故障的切除时间设置成两档，第一档为：近端切除时间0.05秒，远端切除时间0.1秒，第二档为近端切除时间0.35秒，远端切除时间0.4秒；