[发明专利]一种考虑负荷电压功率耦合特性的电压灵敏度计算方法

说明书

本发明公开一种考虑负荷电压功率耦合特性的电压灵敏度计算方法，包括以下步骤：S1：启动节点电压灵敏度计算程序；S2：构建基于不动点迭代的线性化潮流模型，得到节点电压关于节点负荷注入功率与松弛节点电压的解析表达式；S3：考虑电压功率耦合特性，得到考虑电压功率耦合特性的节点电压解析表达式；S4：计算PQ节点电压灵敏度；S5：计算松弛节点的电压灵敏度。本发明提供的电压灵敏度计算方法，当系统运行状态或参数发生改变时，可以实时计算电压灵敏度，且考虑负荷电压‑功率耦合特性，同时也可将电压灵敏度从PQ节点扩展到松弛节点。

技术领域

本发明属于电力系统电压灵敏度计算技术领域，尤其涉及一种考虑负荷电压功率耦合特性的电压灵敏度计算方法。

背景技术

电压灵敏度描述了节点注入功率对节点电压影响，建立了节点电压随节点功率变化的线性关系，可以大幅减少高级应用的计算复杂度，被广泛用于实时电压优化等电力系统应用。传统上，电压灵敏度通过对系统潮流方程的雅可比矩阵求逆得到，然而，每当系统运行状态发生变化时，需要重新建立雅可比矩阵，计算负担较大；同时，该方法只适用于PQ类型节点，无法得到松弛节点的电压灵敏度。另一方面，现有电压灵敏度计算方法仅考虑电力网络特性，假设负荷均为恒功率负荷，忽略了负荷电压功率耦合特性的影响。负荷电压功率耦合特性使得负荷功率会响应节点电压变化，该变化与负荷功率对节点电压的影响相互交互，会对电压灵敏度计算产生影响。

随着电力系统高级应用程序逐渐向实时化、精细化发展，并考虑负荷特性愈加复杂，迫切需要能够考虑负荷电压功率耦合特性影响，实现高精度解析计算电压灵敏度的方法，帮助电力系统高级应用提高计算效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种考虑负荷电压功率耦合特性的电压灵敏度计算方法。当系统运行状态或参数发生改变时，可以实时计算电压灵敏度，且考虑负荷电压-功率耦合特性，同时也可将电压灵敏度从PQ节点扩展到松弛节点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种考虑负荷电压功率耦合特性的电压灵敏度计算方法，包括以下步骤：

S1：启动节点电压灵敏度计算程序；

S2：构建基于不动点迭代的线性化潮流模型，得到节点电压关于节点负荷注入功率与松弛节点电压的解析表达式；

S3：考虑电压功率耦合特性，将节点负荷功率分为恒功率分量与恒阻抗分量，用节点等效阻抗表示功率的恒阻抗分量，修正系统的节点导纳矩阵和节点注入功率矩阵，结合步骤S2中得到的节点电压解析表达式，得到考虑电压功率耦合特性的节点电压解析表达式；

S4：利用步骤S3得到的考虑电压功率耦合特性的节点电压解析表达式，计算PQ节点电压灵敏度；

S5：利用步骤S3得到的考虑电压功率耦合特性的节点电压解析表达式，计算松弛节点的电压灵敏度。

进一步的，步骤S2中，包括以下步骤：

S2.1：针对含有1个松弛节点以及N个PQ节点的典型配电网，根据电流、电压与功率的关系，系统潮流如式(1)与式(2)所示：