[发明专利]一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算方法

说明书

技术领域

本发明属于大电网在线评估技术领域，更具体地，涉及一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算方法。

背景技术

随着我国长距离、大容量输电的出现和逐步发展，输电距离长、供电范围大是我国大电网发展过程中的主要特点，这使得我国主干输电线的输送能力主要取决于线路的极限传输容量。在这种环境下，极限传输容量问题已经成为电力系统运行的重要评估指标之一。北美电力可靠性委员会在20世纪90年代提出了电网可用输电能力(Available Transfer Capability，ATC)的概念，定义ATC为在已有的协议基础上，在实际输电网中可用于进一步商业活动的剩余输电能力。而要计算ATC就必须先计算系统极限传输容量(Total Transfer Capability，TTC)。显然，如何准确地计算TTC，是电力市场环境下电力系统分析中的一个基本任务，同时，如何快速地计算TTC，更是大电网环境下输电系统安全稳定运行环节中迫切需要解决的关键问题。

目前求解TTC的方法主要是连续性潮流(Continuation Power Flow，CPF)计算方法，它通过在常规潮流方程中添加连续性参数，克服了常规潮流计算方法在潮流解曲线鞍型分叉点处由于常规雅可比（Jacobi）矩阵奇异而导致的计算困难，它考虑了系统的电压、无功及其他非线性安全因素影响，具有相当的准确性，非常适合极限传输容量的计算。自从连续潮流问题被提出以来，它在电力系统静态稳定性评估和系统极限传输容量计算等方面取得了广泛的应用。

但是由于CPF方法需要从当前运行点开始逐渐增加负荷，逐步计算到系统的电压稳定临界点，计算通常是比较耗时的。而且在CPF计算过程中，步长的选择是影响计算效率的关键因素之一。步长过小将会使计算效率大大降低，步长过大则有可能影响计算的收敛性。此外，在CPF计算中，常会遇到计算失败的情况，即CPF的校正环节计算发散，具体表现为此时无论如何减小步长，校正计算都无法收敛。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算方法，旨在解决现有的CPF计算中会遇到计算失败的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算方法，包括下述步骤：

S11：根据在线用户负荷数据和发电机出力数据计算电力系统的初始潮流、预测步长以及电压崩溃指数；

S12：令n=n+1；n为推演次数；

S13:判断潮流是否小于设定的安全阈值，若是，则进入步骤S14若否，则进入步骤S16；

S14：判断电压崩溃指数是否小于设定的指数阈值，若是，则进入步骤S16，若否，则进入步骤S15；

S15：根据预测步长获得新的用户负荷数据和新的发电机出力数据，根据新的用户负荷数据和新的发电机出力数据计算电力系统的新潮流、新的预测步长和新的电压崩溃指数；并返回至步骤S12；

S16：计算功率极限点的输电线路功率获得系统极限传输容量。

更进一步地，在步骤S11中，根据牛顿法最后一次迭代的雅可比矩阵计算初始潮流、预测步长以及电压崩溃指数。

更进一步地，在步骤S13中，所述安全阈值是根据电力系统电压等级和线路截面积进行设定的。

更进一步地，在步骤S14中，所述指数阈值的范围为0-0.02。

本发明还提供了一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算方法，包括下述步骤：

S21：根据在线用户负荷数据和发电机出力数据计算电力系统初始状态的预测步长和电压崩溃指数；

S22：判断电压崩溃指数是否小于设定的指数阈值，若是，则进入步骤S24，若否，则进入步骤S23；

S23：根据预测步长获得新的用户负荷数据和新的发电机出力数据，根据新的用户负荷数据和新的发电机出力数据计算电力系统的新的预测步长和新的电压崩溃指数；并返回至步骤S22；

S24：计算功率极限点的输电线路功率获得系统极限传输容量。

更进一步地，在步骤S21中，根据牛顿法第一次迭代的雅可比矩阵计算初始状态的预测步长以及电压崩溃指数。