[发明专利]一种基于PMU计算N-1静态安全分析的方法

说明书

本发明提出了一种基于PMU测量数据计算电力系统N‑1静态安全分析的方法，包括以下步骤：1）获取电力系统电网拓扑数据；2）获取某个时间段每个时刻电网上PMU实时测量数据；3）根据步骤1）获取的电网拓扑数据和步骤2）的PMU实时测量数据建立有功功率和潮流的增量矩阵；4）根据步骤3）中得有功功率和潮流的增量矩阵计算支路开断分布因子；5）根据步骤4）得出的支路开断分布因子进行电力系统N‑1静态安全分析。本发明能够不依赖于电力系统物理参数的改变而快速准确地计算电力系统N‑1安全分析，分析预测在某条支路出现故障时其他支路是否过载越限，确保电网的安全运行。

技术领域

本发明涉及电力系统调度运行技术领域，涉及一种基于PMU测量数据计算电力系统N-1静态安全分析的方法。

背景技术

在电力系统规划阶段，评估电网安全性通用的方法是计算N-1静态安全分析。该准则要求在电力系统中任意断开一个元件后，系统仍能保持安全运行，即N-1准则。这类方法目前被广泛应用到电力系统的规划、设计、运行诸环节。

传统的计算N-1安全分析的方法是基于监控和数据采集系统(SCADA)提供的整个电力系统可靠性所需的的实时运行数据和最新的系统仿真数学模型，从而确保系统能够承受各种各样的扰动和故障，如突然一条输电支路发生故障而停运。传统的SCADA系统每2到4秒更新一次数据，为电力系统运营商提供电力系统的实时状态数据。另一方面，现有的基于数学仿真模型所计算的N-1安全分析依赖于精确并能及时最新的网络拓扑参数。因此，这些基于SCADA数据和数学模型的N-1安全分析没有能力适应来自网络拓扑结构，发电机组或负荷的快速扰动和变化。而这些扰动和变化会明显地改变部分拓扑结构和参数，从而让没有及时更新数据的数学模型计算出来的N-1安全分析出现错误甚至无法使用。数据的误差以及不能及时掌握传输支路的当前状态，在故障发生时就无法及时有效地得到处理是很多严重停电事故的原因。因此，现有的基于系统模型而建立的监视和保护电力系统的技术不再完全满足电力产业新近的发展需求，特别是在新能源快速增长，其出力的间歇性和随机性特点更加剧了这样的特点对电力系统的影响。因此，一种不依赖于电力系统参数并且能更快速和准确计算N-1安全分析的方法和系统更显得实用和迫切。

同步相位测量设备(Phasor Measurement Unit，PMU)的普遍使用使得上面的需求成为可能。和目前的SCADA不同的是，PMU以很高的速度(一般每秒30次或50次)在不同的位置对不同的设备同步测量功率和潮流，是一种能紧密追随系统操作点状态和拓扑结构变化的电力系统监控工具。本发明就是一种新的N-1安全分析的方法和系统，也即一种基于PMU实时测量数据计算N-1安全分析的方法和系统，能够不依赖于电力系统物理参数的改变而快速准确地计算电力系统N-1安全分析，分析预测在某条线路出现故障时其他线路是否过载越限，确保电网的安全运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于PMU测量数据计算电力系统N-1静态安全分析的方法，基于PMU实时测量数据能够不依赖于电力系统物理参数的改变而快速准确地计算电力系统N-1安全分析，分析预测在某条支路出现故障时其他支路是否过载越限，确保电网的安全运行。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种基于PMU测量数据计算电力系统N-1静态安全分析的方法，包括以下步骤：

1)获取电力系统电网拓扑数据；

2)获取某个时间段每个时刻电网上PMU实时测量数据；

3)根据步骤1)获取的电网拓扑数据和步骤2)的PMU实时测量数据建立有功功率和潮流的增量矩阵；

4)根据步骤3)中得有功功率和潮流的增量矩阵计算支路开断分布因子；

5)根据步骤4)得出的支路开断分布因子进行电力系统N-1静态安全分析。