[发明专利]多断面稳定输送水平交互影响的输电极限计算方法

摘要

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，提出了一种多断面稳定输送水平交互影响的输电极限计算方法，可用于电力系统安全稳定的离线分析计算、实时预警和在线辅助决策。该方法包括以下步骤：(1)确定所考察的输电断面集合；(2)对每一个输电断面指定一个预想故障场景；(3)取一个电力系统基态潮流；(4)根据电力系统的基态潮流、模型和参数，针对每个预想故障场景进行时域仿真，并基于仿真轨迹，采用EEAC计算出各个断面主导的系统稳定裕度；(5)若稳定输送水平达到极限的输电断面个数满足设定值，则终止计算；(6)以调整系统运行方式为手段，逐个摄动断面功率并生成新的电网潮流，形成断面功率摄动量矩阵。

主权项

多断面稳定输送水平交互影响的输电极限计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定所考察的输电断面集合，设共包含K个输电断面，记第i个断面编号为i；2)对每一个输电断面指定一个预想故障场景，作为限制断面输送能力的关键故障，记输电断面i的预想故障场景为Ci；3)取一个电力系统基态潮流；4)根据电力系统的基态潮流、模型和参数，针对每个预想故障场景进行时域仿真，并基于仿真轨迹，采用扩展等面积准则EEAC计算出系统的稳定裕度，记对应断面i在预想故障场景Ci和断面输送功率Pi下的系统稳定裕度为ηi，简称为断面i主导的系统稳定裕度；5)统计满足ηi＜εi，其中，i＝1，2，...，K，的输电断面个数N，如果N≥Ns，则计算停止，将N个断面的输送功率作为输电极限输出，其中εi和Ns是根据具体电网特点由人工设定的门槛值；6)以调整系统运行方式为手段，按断面编号顺序逐次摄动断面功率，生成K个新的电网潮流，分别对应K个输电断面输送功率的增加，即每一次都在基态潮流的基础上，以增加一个断面功率为目标，调整出一个新的潮流。记第i个新的电网潮流中，断面i输送功率在基态潮流基础上的变化量为ΔPi(i)，形成断面功率摄动量矩阵ΔP； ΔP = Δ P 1 ( 1 ) 0 · · · 0 0 Δ P 2 ( 2 ) · · · 0 · · · · · · · · · · · · 0 0 · · · Δ P K ( K ) 7)计算系统新的潮流方式下对应预想故障的稳定裕度变化量，即在每一个新的潮流下，针对每个预想故障场景进行时域仿真，并基于仿真轨迹，采用扩展等面积准则EEAC计算出系统的稳定裕度及其相对于基态潮流下稳定裕度的变化量。记第m个新的电网潮流中，断面i主导的系统稳定裕度的变化量为Δηi(m)，形成稳定裕度摄动量矩阵Δη； Δη = Δ η 1 ( 1 ) Δ η 1 ( 2 ) · · · Δ η 1 ( K ) Δ η 2 ( 1 ) Δ η 2 ( 2 ) · · · Δ η 2 ( K ) · · · · · · · · · · · · Δ η K ( 1 ) Δ η K ( 2 ) · · · Δ η K ( K ) 8)计算断面输送功率对系统稳定裕度的交互影响因子矩阵，即根据步骤(6)计算的ΔP和步骤(7)计算的Δη，求解方程(8-1)，得到交互影响因子矩阵J，其意义为在基态潮流下，各个所考察的输电断面的输送功率变化对各个断面主导的系统稳定裕度变化的影响方向和程度；Δη＝JΔP           (8-1)其中 J = ∂ η 1 ∂ P 1 ∂ η 1 ∂ P 2 · · · ∂ η 1 ∂ P K ∂ η 2 ∂ P 1 ∂ η 2 ∂ P 2 · · · ∂ η 2 ∂ P K · · · · · · · · · · · · ∂ η K ∂ P 1 ∂ η K ∂ P 2 · · · ∂ η K ∂ P K 9)以交互影响因子矩阵J和基态下断面主导的系统稳定裕度ηi(i＝1，2，...，K)为已知量，以各个断面主导的系统稳定裕度的同时变化量Δη′和各断面功率的同时变化量ΔP′为未知量，求取基态潮流下，所考察各个断面主导的系统稳定裕度同时均衡减小的各断面功率变化量，即求解优化问题(9-2)，得到ΔP′，其中εl和εu是根据具体电网特点由人工设定的门槛值； min Σ i = 1 K ( Δ η i ′ η i ) 2 s.t.Δη′＝JΔP′                              (9-2) ϵ l ≤ Δ η i ′ ≤ ϵ u ≤ 0 , i = 1,2 , . . . , K 其中 Δ η ′ = Δ η 1 ′ Δ η 2 ′ · · · Δ η K ′ Δ P ′ = Δ P 1 ′ Δ P 2 ′ · · · Δ P K ′ 10)按所考察断面输送功率同时增长的原则，调整系统运行方式，生成新的基态潮流，即根据步骤(9)计算出的列向量ΔP′同时增加所有考察断面的功率，生成新的基态潮流，转步骤(4)。