[发明专利]一种静态电压稳定故障筛选与排序的方法

说明书

一种静态电压稳定故障筛选与排序的方法，包括，新能源发电出力取均值，筛选故障场景，获得严重故障集；选取所述严重故障集内任一故障场景，基于新能源发电出力不确定性，建立电压稳定概率评估模型；根据所述电压稳定概率评估模型，获得负荷裕度的累积概率分布函数；根据所述负荷裕度的累积概率分布函数，计算故障场景下的概率排序指标；重复上述步骤直至获得所有故障场景的概率排序指标；根据所述概率排序指标对各故障场景进行排序。本发明能够真实全面地考虑新能源的概率特征，有效甄别和排序随机因素影响下故障场景的静态电压稳定性。

技术领域

本发明总体涉及电力系统新能源发电并网领域，更具体地，涉及一种基于新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序的方法。

背景技术

风电和光伏等新能源发电并网，不仅有利于调整电力系统的一次能源结构，也可以降低系统的碳排放水平，实现发电侧的清洁可持续化。而且随着新能源发电成本的降低，其相较于传统化石能源发电的经济竞争力逐渐增强，使得风电和光伏发电的高比例渗透成为未来电力系统的重要特征。但是由于受自然条件的影响，新能源发电出力具有较强的随机性和不确定性，其高比例并网必将增加系统稳定运行和调节控制的难度。

现有技术中，为了准确且合理地刻画新能源出力的随机特征，有效地评估电力系统的静态电压稳定性，基于经典概率论，将风速、光照强度及负荷增加方向等不确定量描述为随机变量，建立了电压稳定概率评估模型，并采用蒙特卡罗法及其变型方法、点估计法、无迹变换、随机响应面法 SRSM(Stochastic Response Surface Method)等概率分析手段进行求解，从而获得静态电压稳定临界功率、负荷裕度或L指标的概率分布，用以判断系统在任意负荷水平下发生电压失稳的概率。

考虑到电力系统线路、变压器等设备发生故障的规律也具有随机性，而且一旦发生设备故障，对系统的静态电压稳定性影响很大。现有技术中针对电力系统静态电压稳定概率评估模型没有考虑设备故障的问题。现有技术中有的将设备发生故障的特性定义为服从0-1分布的随机变量，可以统一处理设备故障和注入功率的随机性。然而，根据历史统计数据可知，设备发生故障的概率通常较小，而新能源发电或负荷方向随机波动的概率较大，将二者的随机性统一考虑到静态电压稳定概率分析问题中，容易出现设备故障的随机性被淹没的问题，而且难以准确甄别和量化每个设备故障对系统电压稳定性的影响。

因此，如何能够既考虑到新能源发电出力不确定性又能考虑设备故障对静态电压稳定分析的影响，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明需要解决的问题是，有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响，解决设备故障的随机性被淹没的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序的方法，包括，第一步骤S1，新能源发电出力取均值，筛选故障场景，获得严重故障集；第二步骤S2，选取所述严重故障集内任一故障场景，基于新能源发电出力不确定性，建立电压稳定概率评估模型；第三步骤S3，根据所述电压稳定概率评估模型，获得负荷裕度的累积概率分布函数；第四步骤S4，根据所述负荷裕度的累积概率分布函数，计算故障场景下的概率排序指标和/或裕度排序指标；第五步骤S5，重复第二步骤S2至第四步骤S4直至获得所有故障场景的概率排序指标和；第六步骤S6，根据所述概率排序指标对各故障场景进行排序。

根据本发明的一个实施方式，所述的方法中第一步骤S1包括，第一分部 S11，获取需要分析的N-1故障场景，构建原始故障集；第二分部S12，选取所述原始故障集中的故障场景，修正电力系统网络结构，建立电压稳定临界点模型；第三分部S13，采用内点算法求解电压稳定临界点问题，获得所述故障场景的负荷裕度；第四分部S14，重复所述第一分部S11至第三分部 S13，直至获取所有故障场景的负荷裕度；第五分部S15，设定负荷裕度阈值，筛选所述故障场景，得到严重故障集；