[发明专利]一种电力系统静态安全分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的安全控制技术领域，具体的说，是一种电力系统静态安全分析方法。

背景技术

随着社会发展和科技进步，人们对电能的依赖性日趋增强，电力系统与生活更加息息相关，其安全生产和稳定运行也就愈来愈重要，因此，为保证输电网安全、可靠运行，人们进行了大量的研究，在电网实际运行中发生故障，进而导致大规模停电事故的可能性己经很小。目前存在的主要问题是，由于负荷量的增加，居民普遍反映进户容量不足，难以满足生活用电的需求，而且经常伴随有停电情况。这些多数都是由于电网结构不够完善，供电安全性、可靠性差等原因造成的，因为电网是向负荷直接供电的系统，因此加强电网建设和改造，是解决电网的瓶颈问题和开拓电力市场、促进用电消费、拉动国民经济增长的一项重要措施。

而电网规模、容量和覆盖的范围越来越大，电力系统的安全、可靠、经济运行在国民经济和人民生活中占有越来越重要的地位。故障停电将给用户造成重大经济损失，随着电力市场的逐渐形成和发展，故障停电还将严重影响到供电方的经济利益。因此保证电力系统运行安全，防止事故发生和扩大，是供用电双方共同的迫切要求目前，关于安全分析各功能模块的算法和相应的运行软件不断出现，但主要都是进行简单的事故开断，利用直流法、分布系数法、补偿法等精度较低的算法进行安全评估。随着电网结构越来越复杂，运行人员越来越希望知道当发生预想事故以后电网的详细运行情况，希望能够提供合理的安全对策和调整措施。由于现代地区电网具有更大的灵活性，其静态安全问题也表现出许多特点。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本发明提供一种电力系统静态安全分析方法，静态安全分析是对电网给定运行方式进行预想事故分析，对会引起电气设备过载等对电网安全运行构成威胁的事故进行警示，从而评估配电网的安全水平，找出系统运行的薄弱环节。

电力系统静态安全分析可以表示为：在给定潮流分布的等式约束和不等式约束下，正常运行方式下断开系统中的任何一条线路或发电机，其余线路上的功率和各节点电压均不超过限制值，描述如下：

设网络共有个节点，NB条线路，分别为                                                ，约束条件可以表示为：

式中i—表示线路可能单独开断的方式，断开时无负荷孤岛；

—表示线路断开时系统的潮流方程；

——表示线路断开后其余线路上的有功功率向量；

—表示线路上允许的最大传输有功功率向量；

—为系统的状态向量，如节点电压幅值、相角等；

—分别为节点负荷有功功率向量、无功功率向量；

—分别为线路断开后发电机有功功率输出向量和无功功率输出向量；

—分别为节点最小电压幅值向量、线路断开时节点电压向量、节点最大电压幅值向量。

各发电机的功率输出也应该在最大最小输出范围内：

式中—发电机有功输出最小、最大有功输出向量；

—发电机无功输出最小、最大有功输出向量。

系统正常运行时进行静态安全扫描，发现潜在的安全隐患，部分线路的断开会引起其它支路功率过载或节点过电压，即表明系统此时处于不安全状态或称为脆弱状态，需要制定或采取预防控制措施，使系统转为安全运行状态。如果由于断线故障导致支路功率过载或节点过电压现象发生，而且此时系统没有失去稳定，由于输电设备允许有一定的过负荷持续时间，此时系统处于紧急状态，可通过校正控制使系统回到安全状态。对于已经处于恢复状态的系统，一般应通过恢复控制来恢复失掉的负荷，如果电网已解列，则使系统重新联网，进入到正常运行状态。

预想事故的自动选择是静态安全分析的一个重要内容。所谓预想事故的自动选择(ACS)，就是在实时条件下利用电力系统的实时信息，自动迭代出那些会引起支路潮流过载、电压越限等危及系统安全运行的预想事故，并用行为指标来表示它对系统造成的危害严重程度。

预想事故的自动选择公式为

式中：为每一种预想事故用完全交流潮流进行安全分析所需的总时间

为加上事故自动选择进行安全分析所需要的总时间。

为预想事故总数

每一种预想事故用完全交流潮流进行安全分析所需的平均时间

为经ACS筛选后违限事故总数

为用ACS法排列时，每一开断情况所需的平均时间

电压越限是电力系统的静态稳定性分析的一个重要方面