[发明专利]一种计及随机扰动幅度的电力系统概率稳定分析方法

说明书

本申请提供一种计及随机扰动幅度的电力系统概率稳定分析方法，包括基于局部噪声‑状态稳定，得到随机扰动幅度的系统概率稳定性指标；基于所述局部噪声‑状态稳定的概率稳定指标表示随机扰动幅度对系统概率稳定性的影响；基于NSS‑Lyapunov函数建立系统局部噪声‑状态稳定的代数条件，得到随机扰动幅度与系统概率稳定性的代数关系，并通过线性矩阵不等式确定系统满足NSS‑Lyapunov函数条件，分析得到系统概率稳定性。本申请能够计及电力系统机电暂态过程的随机性，同时能够在很大程度上节省电力系统概率小信号稳定分析所需要的计算时间。

技术领域

本申请涉及电力系统中小信号稳定分析的技术领域，尤其涉及一种计及随机扰动幅度的电力系统概率稳定分析方法。

背景技术

随着大规模的风电接入到电网，导致原来由可控可调度的同步电源组成的电力系统耦合了大量具有随机波动性的非同步电源,使得现代电力系统转变为随机-确定性耦合电力系统。这种耦合电力系统的稳定性问题使常规电力系统的稳定分析理论和方法遇到了新的挑战。

小信号稳定是指发生小干扰时(如负荷或发电机有功输出发生微小变化)，电力系统仍能维持同步运行，即不发生发散振荡或持续的振荡。

现有技术中，关于随机扰动下电力系统小信号稳定性分析的方案主要包括两种，第一种方案是基于电力系统确定性模型的分析方法，但是此种分析方法忽视了风电出力造成的系统机电暂态过程的随机性；第二种方案是采用蒙特卡罗仿真研究随机扰动幅度对系统稳定性的影响，但是采用这种方法需要消耗大量时间，对于大规模电力系统的概率稳定性研究而言，需要花费大量时间。

发明内容

本申请提供了一种计及随机扰动幅度的电力系统概率稳定分析方法，以解决现有技术中存在的不能考虑到电力系统机电暂态过程的随机性，以及电力系统概率小信号稳定分析所需要的计算时间较长的问题。

本申请提供一种计及随机扰动幅度的电力系统概率稳定分析方法，具体包括以下步骤：

S100，基于局部噪声-状态稳定，得到随机扰动幅度的系统概率稳定性指标；

S200，基于所述局部噪声-状态稳定的概率稳定指标表示随机扰动幅度对系统概率稳定性的影响；

S300，基于NSS-Lyapunov函数建立系统局部噪声-状态稳定的代数条件，得到随机扰动幅度与系统概率稳定性的代数关系，并通过线性矩阵不等式确定系统满足NSS-Lyapunov函数条件，分析得到系统概率稳定性。

在本申请的较佳实施例中，基于局部噪声-状态稳定，得到随机扰动幅度的系统概率稳定性指标的具体计算过程如下：

建立电力系统的随机微分方程模型，dx＝f(x)dt+g(x)ΣdW，

其中，d表示微分，t表示时间维度，x表示n维实状态向量，W表示r维随机连续扰动向量，其元素表示独立标准维纳过程，Σ表示r×r维对角矩阵，其对角元素表示随机扰动幅度，f(x)表示n×n维电力系统参数矩阵，g(x)表示n×r维随机扰动耦合强度矩阵，

若ε0，存在β∈K_∞和γ∈K_∞使得

P{||x-x^*||≤β(||x₀||,t)+γ(||∑∑^T||)}≥1-ε，

则电力系统的随机微分方程模型的平衡点x^*为局部噪声-状态稳定，

其中，P表示概率，||||表示欧式范数，x₀表示初始状态，β(||x₀||,t)表示系统特征根对系统概率稳定性的影响，γ(||∑∑^T||)表示随机扰动幅度对系统概率稳定性的影响，ε表示系统的风险等级；