[发明专利]一种利用稳态信息定量评估电力系统暂态稳定裕度的方法

说明书

本发明是一种利用稳态信息定量评估电力系统暂态稳定裕度的方法，其特点是，首先依据轨迹分析法计算不同潮流断面下区域联络线严重故障时表征系统暂态稳定裕度的发电机稳定指标和不稳定指标；进一步通过复合神经网络建立起稳态运行特征变量与发电机稳定、不稳定指标之间的映射关系；最后实现仅通过稳态信息定量评估系统的暂态稳定裕度，为电网调度人员采取预防控制措施提供决策依据。

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定运行领域，是一种利用稳态信息定量评估电力系统暂态稳定裕度的方法。

背景技术

暂态稳定评估是电力系统动态安全分析的重要内容，是保证电力系统安全运行的前提。传统评估方法，如能量函数法(直接法)在在线稳定分析中与时域仿真法有效配合，其特点是适应性强、精度高，获得了广泛应用。以人工智能为基础的电力系统暂态稳定评估具有很大潜力，它不需要建立复杂的数学模型，而是建立起输入与输出量之间的非线性映射关系，具有自学习能力强、评估速度快、判稳同时给出系统稳定裕度等优点。另外，在实际场景中，很多暂态稳定问题都表现为特定运行方式下的稳定问题。区域联络线故障引发的暂态稳定问题是调度运行人员密切关注的，在故障确定(扰动类型、位置及持续时间固定)的情况下，系统的暂态稳定程度仅与初始稳态运行方式有关。但是，现有技术应用于规模较大的电力系统时，在线计算量大、仿真时间长、很难满足在线评估需求；现有技术中缺乏仅利用稳态信息定量评估特定运行方式下暂态稳定裕度的研究。如何基于稳态数据，挖掘区域联络线严重故障时的暂态稳定程度与运行特征量之间的关系，提高系统安全水平已经成为本领域技术人员渴望解决，但至今尚未解决的技术难题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用稳态信息定量评估电力系统暂态稳定裕度的方法，其方法科学合理，仅通过稳态信息定量评估区域联络线严重故障时的系统稳定裕度，为电网调度人员采取预防控制措施提供决策依据。

解决技术问题采用的方案是：一种利用稳态信息定量评估电力系统暂态稳定裕度的方法，其特征是评估结果不依赖于动态轨迹信息，它包括以下内容：

1)采用轨迹分析方法中的稳定指标和不稳定指标来定量评估电力系统中发电机的暂态稳定程度，电力系统暂态稳定性越好，稳定指标绝对值越大，不稳定指标为0；电力系统暂态失稳越严重，不稳定指标绝对值越大，稳定指标为0；

2)构建复合神经网络来建立电力系统运行初态和发电机暂态稳定指标之间的映射关系，实现仅基于稳态信息的暂态稳定裕度定量评估，根据电网实际经验构建电网故障集，即区域间联络线三相短路故障，每一个电网仿真样本包含该运行方式下的稳态运行特征变量及故障集中最严重故障下的发电机稳定指标S_t与不稳定指标U_t，稳态运行特征变量构成输入特征集作为训练网络的输入，为了避免因降维而导致关键信息的缺失和遗漏，稳态运行特征变量无需进行降维处理，发电机稳定指标S_t与不稳定指标U_t作为训练网络的输出；

(1)第一层采用概率神经网络(PNN)进行数据分类，训练输入为稳态运行特征变量集，训练输出为不稳定集和稳定集，分别标识为0和1，将输入样本根据稳定性状况分成稳定、不稳定2类，训练样本经PNN分类后，每个子类样本属于同一类别，具有相似特征，在形成BP子网时，各类子网对当前类的样本更具针对性；

(2)第二层采用BP神经网络，其中BP输入层是PNN分类后的样本，根据输入特征数合理设置隐含层的神经元个数，BP输出层是发电机稳定指标S_t与不稳定指标U_t，分类后的样本经训练后用于对不同类别的样本中各发电机稳定、不稳定指标进行预测；