[发明专利]一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法及系统。本方法将电网受扰后暂态过程分为两个阶段并提取两种状态。首先假设了系统受扰后保持稳定，随后对于每个阶段阐述了暂态能量传递规律，对于每个状态给出暂态能量分布计算方法，最后根据暂态能量在电网中的传递和分布特性对受扰后系统实际稳定态势做出评估。本发明通过对暂态能量在不同阶段的传递和分布特性的定量分析，及其与系统暂态稳定性关系的基础上，能够根据故障前电气状态量和网络拓扑结构以及故障地点，不需要依赖系统受扰轨迹，快速给出受扰后电网稳定性评估结果，为故障后采取有效的安全控制措施提供了有力依据。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真及分析计算领域，具体涉及一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法及系统。

背景技术

当前我国电网建设已经步入到特高压大电网的时代。随着电网规模不断扩大，其在发挥资源优化配置作用的同时，也使得故障范围扩大，可能会导致大面积停电甚至全国范围内的电网崩溃，这将对电力系统的安全稳定控制研究工作提出了新的挑战。研究大扰动下电网扰动传播和暂态能量传播过程对于理解电力系统在扰动后的行为特征以及制定相关的防控措施具有重大意义。

电网遭受大扰动后动态行为分析属于电力系统暂态稳定性分析范畴，因此，对大扰动传播及其影响的研究属于电力系统暂态稳定分析范畴。电力系统维持稳定运行的根本是系统中能量供求平衡，电网遭受大扰动直接破坏了这一平衡关系。目前，从能量角度对电网扰动传播的研究方法主要有：1)基于结构保持模型的暂态能量函数，利用支路势能函数，定义了扰动起始冲击时间和首次冲击时间，用来标记扰动冲击在电网上传播的顺序，并在分析了支路势能与支路有功功率变化规律基础上，构建支路稳定度指标以及提出联络线解列的定量判据。2)基于电力系统能量结构，引入端口供给能量函数，研究了特高压电网受扰后暂态能量在电网中分配规律以及支路暂态能量与功率振幅的关系，并阐述扰动冲击传播机理。

目前关于电网扰动传播特性的研究主要有：1)从故障系统暂态能量的流动和分布特性来解释扰动的传播规律；2)对扰动冲击顺序与距离故障点电气距离和发电机群转动惯量的定性描述。这些研究对影响扰动传播因素的分析尚不够全面，未能从本质上揭示扰动传播的机理。因此，有必要深入理解局部大扰动在互联电网中传播机制及其对电力系统安全稳定的影响，为制定有效的电网安全稳定措施提供依据。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法，本发明不依赖扰动轨迹，且定量考虑暂态能量流动特性影响因素的大电网扰动传播和暂态能量传递特性及电网稳定态势的评估。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明还提供一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

A、阶段一：在受扰阶段，即电网故障期间，计算发电机不平衡功率分配系数K_i；

B、状态一：扰动结束时刻t_c状态，即电网故障清除时刻，计算发电机的暂态动能分布系数K_ECi；

C、状态二的假设状态：确定假设电力系统受扰后稳定情况下的发电机暂态动能分布状态，即计算t_∞时刻发电机的暂态动能分布系数K_ESi；

D、阶段二：确定受扰后阶段的暂态能量传递特性；

E、状态二的实际状态：确定电力系统实际受扰后的输电网络暂态能量分布情况，即计算从状态一的发电机暂态动能分布情况变化到状态二假设的发电机暂态动能分布情况，暂态能量在输电网络中流动和分布情况，即计算线路暂态能量ESP_l；

F、对电力系统稳定事态评估。