[发明专利]基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法

权利要求书

1.一种基于灵敏度分析的直流受端系统暂态切负荷控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取直流受端系统模型及参数；

步骤2、在步骤1所获取的直流受端系统模型及参数的基础上，计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵；

步骤3、根据步骤2计算出的当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，建立直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型；

步骤4、对于步骤3所建立的直流受端系统暂态切负荷控制优化问题的数学模型，采用基于灵敏度分析的近似线性规划方法求解切负荷控制优化问题；

所述步骤1中的直流受端系统模型及参数包括：系统的结构，各联络线的输入功率，各同步发电机、HVDC逆变站的模型及参数，各线路阻抗，各变电站负荷，各可控负荷节点的代价因子、可控量上下限以及切负荷率初值ρ⁽⁰⁾；设置初始迭代次数k＝0，k_max为最大迭代次数；

所述步骤2中，所述的计算当前切负荷率下系统暂态稳定裕度及灵敏度矩阵，暂态稳定裕度包括暂态功角稳定裕度、暂态频率稳定裕度和暂态电压稳定裕度，灵敏度矩阵包括暂态电压灵敏度矩阵、暂态功角灵敏度矩阵和暂态频率灵敏度矩阵；具体如下：

直流受端系统当前切负荷率ρ＝ρ^(k)，ρ^(k)为第k次迭代时直流受端系统的切负荷率，计算系统故障响应曲线，并根据轨线分析系统的暂态功角、频率及电压稳定性；

暂态功角稳定裕度其中，t₀为故障开始时刻，t_f为仿真结束时刻，t为暂态时段[t₀,t_f]内的任一时刻，δ(t)为t时刻的同步发电机功角，是暂态时段[t₀,t_f]内δ(t)的最大值，δ_max为最大摇摆角；

暂态频率稳定裕度其中，f为直流受端系统的频率，f_N为额定频率，f_min为系统安全运行的最低频率；

系统对暂态电压跌落的可接受性以电压二元表(u_cr,τ_cr)的形式给出，u_cr为临界电压，τ_cr为电压持续低于u_cr的最大可接受时间；暂态电压稳定裕度其中，s为宽度为τ_cr的时间窗口[t,t+τ_cr]内的任意时刻，u(s)为s时刻的节点电压，u_N为额定电压；用时间窗口[t,t+τ_cr]对暂态电压曲线进行扫描，若暂态电压恒等于额定值，则ξ_u＝1；当暂态电压恒等于u_cr时，ξ_u＝0；对于直流受端系统，计算各节点的暂态电压稳定裕度ξ_u，进行排序，取ξ_u最小的若干个节点为电压监测节点；

直流受端系统共有n个电压监测节点，m个负荷控制节点；

暂态电压灵敏度矩阵λ_u为n×m阶矩阵，其第i行、第j列元素其中，ξ_u,i为第i个电压监测节点的暂态电压稳定裕度，λ_u,ij表示第j个负荷控制节点的负荷微变单位量所引起的ξ_u,i的变化量，i＝1,2,L,n，j＝1,2,L,m，P_j与ΔP_j分别为第j个负荷控制节点的当前负荷及负荷变化量；设P_j0为第j个负荷控制节点的初始负荷，ρ_j与Δρ_j分别为第j个负荷控制节点的当前切负荷率及切负荷率增量,得到第j个负荷控制节点当前负荷P_j＝P_j0(1-ρ_j)，该节点负荷变化量为ΔP_j＝P_j0·Δρ_j；

暂态功角灵敏度矩阵λ_δ为1×m阶矩阵，第j个元素j＝1,2,L,m，其中，ξ_δ为暂态功角稳定裕度，λ_δ,j表示第j个负荷控制节点的负荷微变单位量所引起的ξ_δ变化量；

暂态频率灵敏度矩阵λ_f为1×m阶矩阵，第j个元素j＝1,2,L,m，其中，ξ_f为暂态频率稳定裕度，λ_f,j表示第j个负荷控制节点的负荷微变单位量所引起的ξ_f变化量。