[发明专利]基于HELM的含PQ和PV节点电网的电压灵敏度计算方法

说明书

本发明公开了一种基于HELM的包含PQ和PV节点的电网电压灵敏度计算方法。该方法首先利用HELM计算包含PQ和PV节点电网潮流，然后根据基于HELM的灵敏度计算方法计算出PQ节点和PV节点电压对各节点注入功率的灵敏度，计算模型和方法不同于只含有PQ节点的电网电压灵敏度计算。本发明利用HELM法考虑了灵敏度的非线性因素，计算出包含PQ和PV节点电网的节点电压各阶非线性灵敏度。

技术领域

本发明属于电力信息技术领域，具体涉及一种基于HELM的含PQ和PV节点电网的电压灵敏度计算方法。

背景技术

灵敏度分析法的概念易理解且计算比较方便，因此，在电力系统中应用较广泛。灵敏度分析法比较常见的灵敏度判据有：dV_L/d_QL、dV_L/d_PL等，其中_VL表示负荷节点的电压、P_L表示负荷节点有功功率、_QL表示负荷节点无功功率。通常情况下，这些判据是等价的，并且通过这些灵敏度判据可以准确计算出电力系统的极限功率，对快速找到电力系统的薄弱部分并对其控制方法进行评估具有重要意义。

通常这些灵敏度通过常规的牛拉法、PQ分解等潮流方法基础上计算出来，而这些方法在遇到病态潮流无法求解。最近两年提出了一种基于全纯函数嵌入方法(Holomorphicembedding method，HELM)的潮流计算方法，这种潮流方法完全颠覆了传统的牛拉法，不依靠节点初始值，可以明确潮流解是否存在。这种方法可以完全改变传统的电力系统潮流计算，无功优化，电压稳定分析等问题。现有技术也提出了考虑PQ节点的配电网电压灵敏度计算方法，但没有考虑包括PV节点的电网电压灵敏度计算方法，不能适用于输电网络或者包含PV类节点的分布式电源的配电网电压灵敏度计算。

发明内容

本发明申请一种基于HELM的含PQ、PV节点电网的的电压灵敏度计算方法。

本发明方法具体是：

一种基于HELM的含PQ和PV节点电网的电压灵敏度计算方法，包括以下步骤：

步骤一，建立电网的数学模型：建立包含PQ节点和PV节点的电网的数学模型，建立电网潮流计算的数学模型，根节点为平衡节点，另外有PQ节点和PV节点：

若节点为PQ节点，由节点功率方程：

式中m为PQ节点集合，i、k为节点号；V_i、V_k分别为节点i和节点k的电压；Y_ik为节点i、节点k之间的导纳；S_i为节点i的注入功率；N为节点总数；上标*表示共轭关系；

若节点为PV节点，由节点功率方程：

式中p为PV节点的集合，P_i表示注入功率的实部，V_i^sp表示i节点的电压幅值；

步骤二，利用HELM方法计算电网潮流；构造一个内嵌纯虚函数：

其中V_i[n]表示HELM潮流计算中的i节点电压的第n个电压分项，sⁿ表示频域算子s的n次项；将公式(4)代入公式(1)，(2)的节点功率方程中，再根据s级系数相等，求解公式(4)，代入s＝1，得到电网潮流的解；

步骤三，利用HELM方法计算电压对节点注入功率灵敏度；

计算电压对节点注入有功功率和无功功率的灵敏度：