[发明专利]一种基于电压时序轨迹的电力系统暂态电压稳定评估方法

说明书

本发明涉及一种基于电压时序轨迹的电力系统暂态电压稳定评估方法，属于电力系统稳定分析评估领域，用于监测电力系统暂态电压稳定状况。本发明对电力系统各运行方式下的故障仿真，得到仿真样本集；从所有仿真样本电压序列中提取与电力系统状态类别相关性最强的电压子序列作为标准电压时序轨迹，计算该轨迹与所有仿真样本距离形成标准距离数据集；将标准电压时序轨迹和标准距离数据集作为输入，将电力系统状态作为输出，训练支持向量机分类模型；当电力系统遭遇暂态故障时，实时获取电压序列并计算该序列与标准电压时序轨迹的距离，输入支持向量机模型得到电力系统状态实时评估结果。本发明可对电力系统暂态电压稳定状况进行可靠在线监测和评估。

技术领域

本发明涉及一种基于电压时序轨迹的电力系统暂态电压稳定评估方法，属于电力系统稳定分析评估领域。

背景技术

近年来，电力系统中电压稳定问题正受到越来越多的关注。在受端地区，局部无功功率不足造成的电力系统暂态电压稳定问题尤其突出，若无法对受端地区暂态电压稳定性进行可靠的评估并及时采取控制措施，将很可能引发大范围的电压崩溃及停电事故。

实际电力系统中的暂态电压稳定监测和评估，目前国内外主要采用基于固定电压阈值的工程判据作为标准，即当系统内节点电压低于设定的阈值并超过一定时间窗后，认为系统发生暂态电压失稳。这类判据简便易行，但电压阈值和时间窗的设定更多地依赖于系统运行人员的主观经验，甚至仅仅是以往的惯例，其准确性、保守或乐观程度都难以估计，这为后续尽快采取合适的控制措施带来了极大的困难。因此，如何实施更加可靠的电力系统暂态电压稳定评估是电力系统在线监测中亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于电压时序轨迹的电力系统暂态电压稳定评估方法。本发明从大量电压时序轨迹曲线中提取出与电力系统暂态电压稳定状态相关性最强的电压子序列作为标准电压时序轨迹，以此作为基准来量化不同电压时序轨迹曲线间的差异，利用支持向量机算法建立电力系统暂态电压稳定的分类评估模型，对电力系统暂态电压稳定状况进行可靠的在线监测和评估。

本发明提出的一种基于电压时序轨迹的电力系统暂态电压稳定评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从电力系统的调度运行数据库中收集电力系统的所有运行方式构成运行方式集，收集电力系统的所有故障构成故障集；根据电力系统的运行方式集和故障集，采用机电暂态仿真方法对电力系统在各种运行方式下的各种故障进行K次时域仿真，依次记录每次时域仿真过程中所述电力系统的各变电站在故障清除后Δt时间内的电压时序轨迹曲线，所述电压时序轨迹曲线形成长度为n的电压序列U，其中Δt＝(n–1)×ΔT，ΔT为仿真时间间隔，n为所述电压序列U的数据点数，并记录每次时域仿真过程中电力系统的状态C，将电力系统处于稳定状态记为C＝1，电力系统处于失稳状态记为C＝-1，将一次时域仿真过程中记录的所有数据，构成一个仿真样本，进行K次时域仿真后共得到K个仿真样本，K个仿真样本形成一个仿真样本集，统计仿真样本集中电力系统状态为C＝1的仿真样本总数N_S和电力系统状态为C＝-1的仿真样本总数N_U，其中N_S+N_U＝K；

(2)从步骤(1)的仿真样本集中获取K个仿真样本分别对应的电压序列U，并获取每个仿真样本相应的电力系统状态C的记录，从所有仿真样本的电压序列U中提取出与电力系统状态C的类别相关性最强的电压子序列，作为仿真样本集中的标准电压时序轨迹；具体步骤如下：

(2-1)从步骤(1)的仿真样本集中获取K个仿真样本分别对应的电压序列U，并获取每个仿真样本相应的电力系统状态C的记录；

(2-2)任意选取K个仿真样本中一个仿真样本，记为仿真样本i，设定一个长度为m的时间窗，通过滑动时间窗的方式从仿真样本i的电压序列U中获取长度为m的所有电压子序列，共得到(n-m+1)个电压子序列，形成仿真样本i的电压子序列集；