[发明专利]电力系统的静态电压稳定裕度分析及系统故障排序方法

权利要求书

1.电力系统的静态电压稳定裕度分析及系统故障排序方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据对电力系统的监测结果，判断电力系统是否发生故障，如果电力系统未发生故障，即在正常运行方式下，则从可行域外出发进行基于最优乘子的牛顿迭代法，求取电力系统在预定负荷增长方向上的电压稳定裕度以及确定电压崩溃临界点，然后转入步骤2）；如果电力系统发生故障，则直接进入步骤3）；

（2）根据牛顿迭代法收敛情况分析电压稳定裕度，并区分电压崩溃点类型；

（3）如果电力系统发生故障，仍然按照从可行域外出发进行基于最优乘子的牛顿迭代法，求取电压稳定裕度以及确定电压崩溃临界点，在迭代过程中，迭代初始点选择所述步骤（1)正常运行方式下求取的电压崩溃临界点裕度；

（4）分析所述步骤（3）求取的电压稳定裕度，若电压稳定裕度不小于0，则为稳定性故障，根据电压稳定裕度大小对稳定性故障进行严重程度排序，电压稳定裕度值越小，故障越严重；若电压稳定裕度小于0，则为失稳故障，首先对故障进行参数化，然后按照从可行域外出发的基于最优乘子的牛顿迭代方法求取电压崩溃临界点，在迭代过程中，迭代初始点选择故障参数为0时的电压稳定裕度；

（5）计算所述步骤（4）求取的电压崩溃临界点故障参数，根据故障参数大小对失稳故障进行严重程度排序，故障参数越大，故障越严重；

（6）综合步骤（4）和步骤（5）的两种排序，按照电压稳定裕度值从大到小，然后故障参数从小到大的顺序，给出故障统一排序，指导电力系统运行。

2.根据权利要求1所述的电力系统的静态电压稳定裕度分析及系统故障排序方法，其特征在于，所述步骤（1）中，从可行域外出发进行基于最优乘子的牛顿迭代法，求取电压稳定裕度以及确定电压崩溃临界点的具体方法为：

负荷和发电机的增长方向由下式定义：

P_Li＝P_Li0+λb_Pi

Q_Li＝Q_Li0+λb_Qi

P_Gi＝P_Gi0+λb_Gi

其中，λ为电压稳定裕度，P_Li0，Q_Li0分别为节点i在基准状态下注入的有功功率和无功功率，P_Li，Q_Li分别为节点i在当前状态下注入的有功功率和无功功率，P_Gi0，P_Gi为节点i发电机在基准状态下和当前状态下注入的有功功率，b_Pi，b_Qi，b_Gi分别为节点i的负荷有功出力，无功出力和发电机出力的变化方向向量；

带参数的潮流方程表示为：

f(x,λ)＝f(x)-S＝0

S＝S₀+λb

其中，S₀，S分别为基准状态下和当前状态下节点和发电机注入功率向量，S₀=(P_Li0,Q_Li0,P_Gi0)，S=(P_Li,Q_Li,P_Gi)，b为节点和发电机注入功率变化方向向量，b＝(b_Pi,b_Qi,b_Gi)，x为状态变量；

采用最优乘子的牛顿迭代法，迭代初始点选取满足潮流在可行域外的电压稳定裕度值，在潮流第k次迭代求出状态变量x^(k)的修正量Δx^(k)，Δx^(k)＝J^(k)-1f(x^(k))，其中，J^(k)为第k次迭代的雅克比矩阵，f(x^(k))为将第k次迭代求出状态变量x^(k)代入潮流方程组，雅克比矩阵的具体形式为：

以一个标量乘子β乘以修正量Δx^(k)，再来修正状态变量x^(k)，其中标量乘子β由以下目标函数求得：

minF(β)=12Σi=12nfi2(x(k)+βΔx(k))]]>

f_i(·)表示方程组f(x,λ)＝f(x)-S＝0中的第i个方程，2n为方程的个数，通过求取F(β)极值获得标量乘子β，方程如下式：

dF(β)dβ=0;]]>

标量乘子β为0时对应的状态变量x^*为潮流方程的最小二乘解，β为0时的电压稳定裕度λ_critical即为电压崩溃临界点对应的裕度值。