[发明专利]一种电力系统小干扰稳定最优校正控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统小干扰稳定计算和优化领域，尤其涉及一种基于BPA与小干扰稳定约束最优潮流的电力系统小干扰稳定运行校正控制系统及优化方法。

背景技术

现代电力系统正向着大型、甚至超大型互联电力系统发展。电力系统互联有许多优势，但也易出现复杂的稳定性问题。由于生态、环境、公众等因素的影响，电厂和电网建设受到限制。同时，由于负荷需求逐年增加和电力企业对运行效率和效益的追求，不断增大输电线路的输送功率，将使电力系统的运行条件变得更为紧张，容易出现电力系统小干扰稳定性问题。

解决小干扰稳定问题传统的方法是增加阻尼控制器，如电力系统稳定器PSS、HVDC和FACTS等阻尼控制器，这些设备的确可以有效地抑制振荡，提供了一个较好的解决方案，然而它们不能保证系统运行中就不发生低频振荡(如1996年美国西部大停电)。阻尼控制器的实施通常也需要经历长时间的设计、制造、安装和投运过程，不能解决近期运行研究中所发现和可能出现的问题，即使配置了合适的阻尼控制器，但总有一些运行条件会超出控制器的设计范围，需要附加一些补救措施以适应这些运行条件。于是，基于发电重新调度的校正控制方法近年来成为国内外研究的热点。

校正控制，就是通过对系统中可控变量的再安排。对于通过校正控制来提高安全性的问题，目前常用的有两种方法：灵敏度分析法和最优化方法。从公开的文献来看，国外在这方面的研究始于2004年，第一类方法是基于基态下阻尼比的灵敏度计算，对各发电机出力进行线性调整，以满足小干扰稳定的要求；第二类是含小干扰稳定约束的预期安全费用最优潮流模型，该模型考虑了故障前的运行条件和一系列的预想故障集；第三类则将小干扰稳定约束转化为矩阵最小奇异值约束，通过一些近似技术，每次迭代求取最小奇异值的导数，再融入内点算法求解；第四类利用一阶泰勒级数展开，通过谱横坐标函数对机组有功出力的一阶灵敏度显式表达小干扰稳定约束，并将它加入到传统的OPF模型，实现小干扰稳定约束最优潮流和特征值灵敏度的交替计算的求解过程。该方法还考虑了重负荷条件下的电压稳定，它的计算后的结果既保证了小干扰稳定，又保证了电压稳定，几个大规模系统的计算表明此方法计算速度快，鲁棒性好，具有较广泛的应用前景。

发明内容

本发明是为了解决现有电力系统受到扰动后能否经过一段时间后回到稳定状态的问题，提供一种基于BPA与SSSC-OPF的电力系统小干扰稳定最优校正控制系统和方法，该方法能够在电力系统受到可能会使系统失去稳定的扰动后，通过最优校正电力系统的控制变量让系统恢复稳定，使得系统始终处于小干扰稳定的电网运行方式以确保电网安全稳定可靠运行。

为了实现解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电力系统小干扰稳定最优校正控制系统，其特征在于，包括数据管理模块、接口管理模块、策略分析模块和小干扰稳定最优校正控制模块。

数据管理模块包括了BPA格式原始数据报表和小干扰稳定优化校正后的新数据报表的形成，其作用是把电网的运行数据和网架结构数据整理成BPA潮流格式原始数据报表和BPA稳定格式原始数据报表，为策略分析模块提供数据基础，和用经小干扰稳定优化校正控制的优化数据覆盖原始数据获得新数据报表；

接口管理模块的作用是通过自定义数据转换接口编程把BPA格式数据转换成小干扰稳定校正控制程序所需的数据格式；

策略分析模块包括BPA的潮流计算和小干扰稳定计算，作用是对电网的运行数据进行潮流计算，基于BPA潮流计算结果文件和稳定格式数据文件，选择小干扰稳定计算方法和设置相应的参数进行特征值计算，由特征值结果可以获得小干扰稳定判据，当计算结果中的特征值的实部有大于零或稳定裕度不足的则表示该系统小干扰不稳定，则需要进行小干扰稳定校正控制；

小干扰稳定最优校正控制模块的作用是通过小干扰稳定约束最优潮流计算，获得校正控制数据，优化原始的控制变量，对系统的机组出力、网架结构和无功电压进行协调控制，提出被计算的电力系统小干扰稳定运行的配置策略。

与上述的控制系统相适应的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，给出被计算电力系统所处运行方式的BPA潮流格式原始数据报表和BPA稳定格式原始数据报表；

步骤二，采用BPA电力系统计算分析软件对BPA潮流格式原始数据报表中的数据进行BPA潮流计算；

步骤三，基于BPA潮流计算结果和步骤一给出的BPA稳定数据文件进行BPA小干扰稳定计算：选择以上两个文件后进行线性化，选择相应的特征值计算方法和设置相应的参数和稳定控制文件，进行特征值计算；