[发明专利]基于暂态能量函数的暂态电压失稳与功角失稳识别方法

说明书

本发明公开了一种基于暂态能量函数的暂态电压失稳与功角失稳识别方法，首先获取系统节点的导纳矩阵，在电力系统运行过程中周期性地采集其运行参数，如果根据运行参数判定当前电力系统发生失稳，则将当前的运行参数代入基于暂态能量函数构建的暂态功角关系函数和暂态电压关系函数中，然后计算得到灵敏度函数，然后结合系统失稳状态，识别系统暂态失稳模式。本发明基于暂态能量函数法提出暂态功角关系函数和暂态电压关系函数，通过建立灵敏度函数指标实现不同失稳模式的判别。

技术领域

本发明属于电力系统暂态稳定性技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于暂态能量函数的暂态电压失稳与功角失稳识别方法。

背景技术

近年来，随着智能电网的不断发展，智能家居等用电器的不断丰富和普及，以及电力电子等设备接入电网的不断探索，人们的用电需求越来越多元化和个性化，越来越多的新元素和新技术加入到电网中，构成了更加纷繁复杂的庞大系统体系，因此，电力系统的分析与研究更加追求对细节变化的实时把握和对系统各方面特性的全面考量，这对系统暂态稳定状态的评价与识别提出了新的挑战。

暂态能量函数法是一种传统的暂态稳定分析方法，在电力系统稳定分析领域，提供了很多暂态能量函数模型。暂态能量函数的结构保持模型保留了电力网络结构，既可以研究暂态功角稳定问题，还可以研究电压稳定问题，为暂态失稳模式的识别奠定了模型基础。同时，由于相量测量单元(PMU)和广域监测系统(WAMS)在电网中的大规模布局，以及轨迹分析法的大规模应用，为暂态稳定分析提供了数据采集和处理的基础。

传统的暂态失稳判别方法，通常只能判别单一的失稳模式，要想判别多种失稳模式，需要同时结合多种方法判别，操作复杂；还有些方法虽然可以综合判别失稳模式，但是模型结构简单粗略，没有全面考虑电网各部分有功无功对暂态失稳的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于暂态能量函数的暂态电压失稳与功角失稳识别方法，基于暂态能量函数法提出暂态功角关系函数和暂态电压关系函数，通过建立灵敏度函数指标实现不同失稳模式的判别。

为实现上述发明目的，本发明基于暂态能量函数的暂态电压失稳与功角失稳识别方法包括以下步骤：

S1：在电力系统稳态运行状态下采集系统参数，获取系统节点的导纳矩阵；

S2：在电力系统运行过程中，周期性地采集其运行参数，包括各个节点的电压、电压相角和其所连接负荷的有功功率、无功功率；

S3：根据电力系统当前的运行参数判定电力系统是否发生失稳，如果没有发生失稳，则返回步骤S2，否则进入步骤S4；

S4：根据电力系统当前的运行参数计算每台发电机节点的暂态功角关系函数，计算公式如下：

其中，E_tran表示系统暂态能量函数，δ_i表示发电机节点i的功角，P_mi表示发电机节点i的机械功率，B_ij表示节点i和节点j之间导纳的虚部，U_i表示节点i的电压，U_j表示节点j的电压，θ_ji表示节点j与节点i的电压相角差，θ_ij表示节点i与节点j的电压相角差，P_Li表示发电机节点i所连接负荷的有功功率，n表示电力系统中的节点数量，i_G表示发电机节点集合；

根据电力系统当前的运行参数计算每个节点的暂态电压关系函数，计算公式如下：

其中，B_ii表示节点i自导纳的虚部，Q_Li表示节点i所连接负荷的无功功率；

S5：采用以下公式计算当前发电机节点的暂态功角关系函数平均值M_δ：