[发明专利]一种快速逼近最大负荷功率点的方法及装置

说明书

本发明提供了一种快速逼近最大负荷功率点的方法及装置，其方法按高阶泰勒级数展开法，利用预测‑校正过程追踪潮流方程平衡解曲线计算预测点、确定泰勒展开系数、计算步长逐步逼近最大负荷功率点；其装置包括预测模块、潮流计算模块和解列模块。本发明提供的技术方案基于泰勒级数展开技术的严格变步长计算方法，涉及的计算量相当于计算量不多的潮流计算，计算量小，计算效率高。

技术领域

本发明涉及大电网安全稳定分析领域，具体讲涉及一种快速逼近最大负荷功率点的方法及装置。

背景技术

电压稳定性是指系统维持电压的能力.当负荷导纳增大时,负荷功率亦随之增大,并且功率和电压都是可控的.电压崩溃是指由于电压不稳定导致系统内大面积、大幅度的电压下降的过程。电压稳定性分析则是对这一过程进行理论分析，使得这个过程变得可控。

随着现代电力系统规模逐渐增大，安全稳定问题也日益突出，作为电压稳定分析重要内容的最大负荷功率点(即PV曲线的鼻尖点)的计算，是后续计算负荷裕度及灵敏度等计算的基础。

目前电力系统一般采用的固定步长的预测-校正方法计算传统连续潮流，其计算效率低、速度慢，在大电网分析和在线应用中难以胜任。一般变步长策略采用启发式方法，如简单地根据校正过程迭代次数修正步长，其数学基础存在不足。

发明内容

为获取最大负荷功率点精确值，克服现有技术计算效率低的缺点，本发明提供了一种基于泰勒级数展开技术快速逼近最大负荷功率点的一种严格的变步长计算方法，其计算量仅仅相当于几次潮流计算。

实现本发明的目的技术方案如下：

本发明提供的快速逼近最大负荷功率点的方法，其改进之处在于，所述方法包括：

(1)用高阶泰勒展开预测-校正过程的预测步并计算预测点；

(2)由潮流方程和以预测点为参数的连续潮流扩张方程确定泰勒展开系数；

(3)简化泰勒展开系数，逼近最大负荷功率点。

进一步的，所述步骤(1)中的预测-校正过程如下式(1)扩张方程G(u,λ,Δs)所示：

其中，u和λ：分别为节点电压和负荷因子；Δs为预测步长；f(u,λ):潮流方程；E(u,λ,Δs):表示一维扩张方程。

进一步的，所述步骤(1)中按下式进行所述预测-校正过程的高级泰勒展开预测：

其中，j为当前计算步；(u_j,λ_j)为当前点；为预测点；及分别为高阶泰勒级数展开式系数。

进一步的，所述步骤(2)中泰勒展开系数的确定包括：

(2-1)在直角坐标系下将潮流方程分解为下(3)所示的形式：

f(u,λ):L(u)+q(u,u)+λF＝0 (3)

其中，L：线性部分；q：双线性函数部分；F：负荷变化功率方向；

(2-2)局部参数化的连续潮流扩张方程如下式(4)所示：

其中，e_i∈Rⁿ⁺¹是第i个元素为1，其它元素为0的单位坐标向量；[]^T：坐标向量的转置；为预测点；u和λ：分别为节点电压和负荷因子。

进一步的，各阶泰勒展开系数如下：

1)当P＝1时，