[发明专利]一种电力系统热稳定安全域雷达图绘制方法

说明书

本发明公开了一种电力系统热稳定安全域雷达图绘制方法，包括：(1)获取电力系统的设备参数；(2)计算电力系统节点对输电线路的有功灵敏度数值；(3)计算电力系统的热稳定安全域数学模型；(4)绘制雷达图形式的电力系统热稳定安全域。本发明基于电网数学模型和灵敏度分析的基本理论，结合电力系统热稳定安全域的基本构建方法，采用雷达图的表现形式将电力系统的热稳定安全域平面表示出来。本发明解决了大型电力系统热稳定安全域表示困难的问题，能够较为地为电网调度人员提供热稳定安全域的直观视觉图，具有简洁高效的特点。

技术领域

本发明属于电力系统热稳定安全域的构建方法领域，具体涉及一种基于雷达图形式的电力系统热稳定安全域绘制方法。

背景技术

经济的飞速发展使得电力系统的负荷水平增长很快，越来越多的线路或变压器接近热稳定极限运行。电网快速发展过渡期的网架特点及运行方式安排等原因，使得热稳定约束成为电网安全运行的关键约束。电力系统的热稳定安全域(thermal securityregion,THSR)是使系统所有输电线路的电流限值约束都得到满足的节点注入功率空间上的或决策空间上的集合，它是仅计及热稳定约束的电力系统静态安全域。其应用可以使电力系统的在线安全监视、评估与控制更加科学和有效。但是在大型电力系统中，由于发电机数量众多，进行全发电机维度下的安全域展示十分困难，如何在保证数据展示完整性的前提下，对大量的发电机节点共同耦合形成的高维安全域进行可视化展示已经成为了电力系统热稳定安全域可视化研究的一个重点和难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：基于电力系统热稳定安全域的基本理论，提供一种能够在大型电力系统中应用的安全域展示方法，克服了常规情况下发电机节点过多引起的安全域展示困难的问题，为后续调度人员进行安全控制提供了有力的参考。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种电力系统热稳定安全域雷达图绘制方法，主要包括以下步骤：

步骤1、获取电力系统的设备参数，包括输电线路有功上限、输电线路当前有功、系统节点有功上限、系统节点有功下限、系统节点当前有功；

步骤2、通过灵敏度分析法计算获取所述电力系统的系统节点对输电线路的有功类灵敏度值；

步骤3、根据步骤1获取的电力系统的设备参数和步骤2计算得到的有功类灵敏度值，构建热稳定安全域数学模型,并计算n个电力系统节点的安全域上限和n个电力系统节点的安全域下限；

步骤4、根据步骤3得到的热稳定安全域数学模型绘制n节点电力系统热稳定安全域雷达图。

进一步讲，本发明的步骤2，计算电力系统的系统节点对输电线路的有功灵敏度值S_k的具体过程如下：

针对支路k，计算所有节点对支路k的常规有功类灵敏度系数，公式为：

上式中，A_k为支路k的N维节点-支路关联向量，只在支路两端节点位置处置为+1和-1，其余元素皆为0；x_k为支路k的支路电抗，可根据电网参数直接得到。

矩阵B为包括平衡节点s的节点导纳矩阵，在平衡节点s的行和列处置大数inf，该矩阵为N×N阶即：

式中具体元素的计算公式为：

上式中，x_ij为节点i和j之间的支路电抗，可根据系统的设备参数和拓扑结构直接得到；符号j∈i,j≠i表示节点j为所有和节点i相连但不包括j＝i的情况。

本发明的步骤3中，热稳定安全域数学模型的表达如下：