[发明专利]基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法

说明书

本公开属于电力系统技术领域，提供了一种基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法，包括以下步骤：获取电力系统的元件状态；对所获取的元件状态进行电热耦合潮流计算，得到电力系统潮流不收敛样本集；构建输电线路的电热耦合模态分析模型；基于所述电热耦合模态分析模型和所述电力系统潮流不收敛样本集，计算电力系统薄弱环节的评估指标。

技术领域

本公开属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，气候系统变暖仍在持续，极端天气气候事件风险进一步加剧。并且不同地域气候差异很大，恶劣的气象条件和天气现象对电网安全运行的影响程度也随之增加。频发的恶劣天气导致电网事故，给电网安全稳定运行添加了压力。因此，研究考虑环境因素对电网电压稳定性的评价具有重要意义。雅可比矩阵不仅是利用牛顿-拉夫森迭代法寻找潮流解的必不可少的量，同时也是V-Q灵敏度分析和Q-V模态分析等电压稳定性分析方法的计算基础。然而，输电线路电阻的变化必然会导致雅克比矩阵中各元素发生变化，进一步影响着电力系统分析模型的计算结果。架空输电线路温度受电流以及环境因素影响，而导体电阻参数与导体温度有关，所以实际电力系统运行时导体的电阻参数是变化的。

据发明人了解，相关学者验证了导线电流、环境温度、风速和光照强度等气象条件对导线电阻影响很大。此外，导线电阻和温度随着负载及导线周围环境参数变化而变化。现有的电力系统分析方法多注重模型的建立和算法的研究，较少的考虑输电导线电阻参数的变化。因此，电热耦合理论的提出为系统稳定性评估提供了新的思路。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法，结合拉丁超立方抽样法对系统状态进行随机抽样，采用电热耦合潮流计算方法进行潮流计算，筛选出潮流不收敛的样本；将输电线路电热耦合方程与常规潮流方程结合，推导出计及电热耦合的模态分析计算方法，计算筛选出样本的最小特征值和对应的参与因子，辨识出系统的薄弱环节，为准确辨识电力系统薄弱环节提供了有效精确的方法。

根据一些实施例，本公开的技术方案提供了一种基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法，采用如下技术方案：

一种基于电热耦合模态分析的电力系统薄弱环节评估方法，包括以下步骤：

获取电力系统的元件状态；

对所获取的元件状态进行电热耦合潮流计算，得到电力系统潮流不收敛样本集；

构建输电线路的电热耦合模态分析模型；

基于所述电热耦合模态分析模型和所述电力系统潮流不收敛样本集，计算电力系统薄弱环节的评估指标。

作为进一步的技术限定，基于拉丁超立方抽样法来获取电力系统的元件状态，所述元件状态至少包括工作状态和失效状态。

进一步的，所述元件状态的判断条件为：当拉丁超立方抽样法模拟生成的随机数大于元件的失效概率时，元件状态为工作状态；否则元件状态为失效状态。

作为进一步的技术限定，在构建输电线路的电热耦合模态分析模型之前，建立计及电热耦合的输电线路模型。

进一步的，所述计及电热耦合的输电线路模型的影响因素至少包括输电线路的载流量、输电线路的长度、周围环境温度、风速、光照强度、输电线路电阻温度系数和单位长度的导体电阻。

进一步的，通过所构建的计及电热耦合的输电线路模型，计算线路电流、电压和阻抗，得到线路电热耦合方程，再结合输电线路的潮流方程，得到计及电热耦合的潮流方程。

进一步的，对所得到的计及电热耦合的潮流方程进行线性化处理，结合雅克比矩阵的特征值和特征向量，得到输电线路的电热耦合模态分析模型。