[发明专利]计及线路电阻变化的无功电压支撑测度计算方法及系统

说明书

本发明提供了一种计及线路电阻变化的无功电压支撑测度计算方法及系统，根据电力系统输电线路运行过程中，根据线路的热量关系，建立输电线路电热耦合模型；将输电线路电阻视为潮流的状态变量，联立输电线路电热耦合方程与潮流方程，构建考虑电热耦合的潮流计算模型，并进行迭代求解，基于得到的雅克比矩阵，确定对应节点的无功电压支撑测度。本发明可以量化线路电阻随外部条件变化对无功电压支撑测度的影响，为精准评估电压稳定性提供了理论基础。

技术领域

本发明属于电力系统分析技术领域，具体涉及一种计及线路电阻变化的无功电压支撑测度计算方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着区域电网外部条件变化及电网负荷强度不断提高，导致输电线路经常处于重负荷或超负荷运行状态，而IEEE标准已明确说明架空输电线路电流及外部条件会引起线路电阻发生较大变化，这给电网安全稳定运行评估指标计算准确性提出了更高要求。为此，研究考虑架空输电线路外部条件对线路电阻的影响，更加准确把握无功电压支撑测度大小对电网安全稳定运行具有重要的意义。

电压稳定性是指电力系统在正常工作条件下或受到干扰后所有母线电压维持在可以接受的稳态值的能力，本专利称为无功电压支撑测度。造成电压不稳定主要原因是由电力系统无功能力不足造成的。判断系统电压是否稳定的标准是，在正常工作情况下，当增加某条母线的注入无功功率时，该母线的电压会相应的增大，如果出现母线电压降低，则说明系统是不稳定的。目前，国内外相关学者围绕电压稳定性问题进行了大量研究。电压稳定性评价指标主要有：雅可比矩阵最小奇异值指标，崩溃点指标等。这些方法可以评估节点电压的稳定情况，但并没有考虑架空输电线路外部因素对线路电阻变化，这容易导致计算的无功电压支撑测度与实际值有较大偏差。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种计及线路电阻变化的无功电压支撑测度计算方法及系统，本发明可以量化线路电阻随外部条件变化对无功电压支撑测度的影响，为精准评估电压稳定性提供了理论基础。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种计及线路电阻的无功电压支撑测度计算方法，包括以下步骤：

根据电力系统输电线路运行过程中，根据线路的热量关系，建立输电线路电热耦合模型；

将输电线路电阻视为潮流的状态变量，联立输电线路电热耦合方程与潮流方程，构建考虑电热耦合的潮流计算模型，并进行迭代求解，基于得到的雅克比矩阵，计算各节点的无功电压支撑测度。

作为可选择的实施方式，所述线路的热量关系为线路电阻所产生的热量与输电架空线路外部条件之间存在着热量平衡关系，以及导体电阻与温度之间的函数关系。

作为进一步限定的实施方式，所述热量平衡关系为：

其中，I_a为线路载流量；r_a为线路实际串联电阻；L为线路的长度；假设导体温度均匀分布，T_c为导体温度，T_a为导体周围环境温度，H_e为海拔高度，V_l为线路周围风速；q_s为线路因太阳辐射吸收的热量，其以T_c、T_a和H_e为自变量的函数；q_r为线路因表面辐射散发的热量，其以T_c、T_a为自变量的函数；q_c为线路因空气对流散发的热量，其以T_c、T_a、H_e和V_l为自变量的函数。

作为进一步限定的实施方式，金属导体的电阻与温度Tc之间的函数关系为：