[发明专利]基于空间切向量的电力系统静态电压稳定域边界近似方法

说明书

本发明公开了一种基于空间切向量的电力系统静态电压稳定域边界近似方法，包括以下步骤：以基态潮流为起始点，采用连续潮流法搜索一系列的电力系统鞍结分岔点及其切向量，获取静态电压稳定域二维有功功率注入空间内的边界点，即鞍结分岔点；基于空间切向量将所得边界点构成的静态电压稳定域初步划分为几个区域，通过二分法计算边界点到相应线段的距离，获取满足一定距离误差阈值要求的二维近似性边界；在二维近似性边界的基础上，根据三角形构建原则建立三维近似性边界，进而获取三角形近似平面方程，计算第S个三角形近似平面所对应的近似区域内所有SNB点至此平面的最大距离误差，当其满足误差阈值时，近似结束，得到三维SVSR三角形近似边界。

技术领域

本发明涉及静态电压稳定域领域，尤其涉及一种基于空间切向量的电力系统静态电压稳定域边界近似方法。

背景技术

20世纪70年代以来，世界上许多国家相继发生了大规模电压崩溃事故，造成了巨大的经济损失。自此以后，电网电压安全稳定性问题引起了电力工业界和学术界的极大重视，并进行了大量研究，而静态电压稳定域(static voltage stability region，SVSR)的研究则在电力系统安全稳定性分析领域中占有举足轻重的地位。

静态电压稳定域是由且仅由所有满足静态电压稳定的系统运行点所构成的区域。求取SVSR的关键是SVSR边界的构建，由于SVSR边界在注入空间内的高维非线性，故其构建显得尤为困难，因此提出用近似的办法来构建SVSR边界。

SVSR边界的近似方法主要有拟合法和超平面近似法：

1)拟合法是由传统的电压稳定分析方法发展而来，根据静态电压稳定域边界是由鞍结分岔点构成的特点，从基态潮流出发，针对可能出现的功率增长方向重复使用连续潮流(continuation power flow，CPF)法计算系统的鞍结分岔点，最终由这些鞍结分岔点构成电压稳定域边界。此种方法虽然提高了计算精度，但难以形成一个统一的超平面解析式，严重影响系统静态电压稳定的评估效率。

2)超平面近似法不再是逐点搜索鞍结分岔点来构建SVSR，而是通过对静态电压稳定域局部边界的近似来构建SVSR，相比于拟合法显著提高了SVSR近似边界的构建效率，但此种方法具有较高的保守性。

由于边界拓扑特性极为复杂，难以用统一的超平面解析式描述电压稳定域边界。因此，SVSR的构建仍缺乏高效、且保证良好精度的通用方法。

发明内容

本发明提供了一种基于空间切向量的电力系统静态电压稳定域边界近似方法，本发明在连续潮流模型高精度搜索鞍结分岔点(saddle node bifurcation，SNB)的基础上进行SVSR近似边界的构建，既提高了电力系统SVSR近似边界的精度，又可形成一个统一的、具有实际意义的超平面解析式，详见下文描述：

一种基于空间切向量的电力系统静态电压稳定域边界近似方法，所述方法包括以下步骤：

以基态潮流为起始点，采用连续潮流法搜索一系列的电力系统鞍结分岔点及其切向量，获取静态电压稳定域二维有功功率注入空间内的边界点，即鞍结分岔点；

基于空间切向量将所得边界点构成的静态电压稳定域初步划分为几个区域，通过二分法计算边界点到相应线段的距离，获取满足一定距离误差阈值要求的二维近似性边界；

在二维近似性边界的基础上，根据三角形构建原则建立三维近似性边界，进而获取三角形近似平面方程，计算第S个三角形近似平面所对应的近似区域内所有SNB点至此平面的最大距离误差，当其满足误差阈值时，近似结束，得到三维SVSR三角形近似边界。

其中，所述相应线段具体为：