[发明专利]平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法及系统

说明书

本申请涉及电力系统稳定分析和监测技术领域，尤其涉及一种平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法及系统。其中，平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法，包括：根据电力系统模型确定与电力系统模型对应的同步能量函数；根据同步能量函数确定同步收敛域；基于同步收敛域，根据故障后电力系统初值判断电力系统暂态同步稳定性。采用上述方案的本申请可以在无需知道故障后平衡点的信息的前提下，根据故障后电力系统初值，直接判断电力系统暂态同步稳定性，同时，可以避免耗时的仿真计算，并且能提供稳定裕度等定量信息。

技术领域

本申请涉及电力系统稳定分析和监测技术领域，尤其涉及一种平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法及系统。

背景技术

现有技术采用以下两种方法分析电力系统暂态稳定性：

第一种方法，时域仿真法：通过仿真计算得出系统故障后的轨迹，从而判定稳定性，所得结果精确，不需要知道故障后平衡点，但往往计算量大，且不能提供稳定裕度等定量信息；

第二种方法，直接法：通过构造李雅普诺夫函数或能量函数来估计故障后平衡点的稳定域，并计算某个临界函数值，一般称为临界能量。若故障后初值对应的能量比临界能量小，则可直接判定系统大扰动稳定。直接法避免了耗时的仿真计算，并且能给出稳定裕度等定量信息，备受青睐。

然而，直接法是针对特定故障后平衡点的稳定性分析方法，即与平衡点“相关”的方法。应用该方法，需要在故障前事先知道故障后系统的平衡点。但是，故障后平衡点往往很难在事前预知。至少有以下三个方面的困难：1)系统动态复杂、规模庞大；2)高比例新能源造成的工作点波动；3)故障后系统平衡点不唯一甚至非孤立，难以事先预知故障后轨迹会收敛到哪一个平衡点。上述问题导致与平衡点“相关”的直接法在实际应用中面临严峻挑战。随着大量新能源和电力电子设备的接入，电力系统的暂态稳定性问题愈发棘手，而新能源的波动和系统动态的复杂化却使得故障后平衡点的预知愈发困难。在这样的背景下，如何在不知道故障后平衡点具体信息的情况下判断系统的暂态同步稳定性是亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法及系统，主要目的在于在不知道故障后平衡点具体信息的情况下判断系统的暂态同步稳定性，同时，可以避免耗时的仿真计算，并且能提供稳定裕度等定量信息。

根据本公开的一方面，提供了一种平衡点无关的电力系统暂态同步稳定性分析方法，包括：

根据电力系统模型确定与所述电力系统模型对应的同步能量函数；

根据所述同步能量函数确定同步收敛域；

基于所述同步收敛域，根据故障后电力系统初值判断电力系统暂态同步稳定性。

可选地，在本申请的一个实施例中，在所述根据电力系统模型确定与所述电力系统模型对应的同步能量函数之前，还包括：

确定电力系统模型；

根据所述电力系统模型确定电力系统的状态变量。

可选地，在本申请的一个实施例中，根据下式确定所述电力系统模型：

其中，x₁、x₂为电力系统的子状态变量，为n₁维欧式空间，为n₂维欧式空间，z为电力系统的代数变量，θ为电力系统各节点的相角，V为电力系统各节点的电压幅值，col(·)为列向量拼接函数，f₁(·)、f₂(·)、g(·)为二次连续可微函数。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述电力系统模型确定电力系统的状态变量，包括：