[发明专利]一种衡量动态电压稳定裕度指标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种衡量动态电压稳定裕度指标的方法，属于电力系统的模拟与计算领 域。

背景技术

随着电压稳定研究工作的进展，仿真工具和建模工作逐步完善，我国电网运行和规 划部门非常关注中长期电压稳定的仿真研究工作，《电力系统安全稳定导则》中也明确 将动态电压稳定的校核研究列为深化稳定计算的重要内容。

衡量系统稳定性多采用裕度指标，所谓裕度指标是指从系统给定运行状态出发，按 照某种模式，通过负荷增长或传输功率的增长逐步逼近电压崩溃点，系统当前运行点到 电压崩溃点的距离可作为电压稳定程度的指标。传统的静态负荷裕度是基于连续潮流法， 从当前工作点出发，随负荷不断增加，依次求解潮流，直到通过临界点，从而得到节点 PU曲线求得负荷裕度。但是静态电压分析方法基于稳态潮流方程或扩展潮流方程，忽略 了电力系统动态调节因素的作用，用代数方程描述系统的行为，判断系统在小扰动下维 持电压稳定的能力，因此得到的结果偏于保守。

裕度指标具有以下优点：能给运行人员提供一个较直观的表示系统当前运行点到电 压崩溃点距离的量度；系统运行点到电压崩溃点的距离与裕度指标的大小呈线性关系； 可以比较方便地计及过渡过程中各种因素如约束条件、发电机的有功分配、负荷增长方 式等的影响。

计算裕度指标时，网络中各负荷节点的功率可以按照任意方式增长，以逼近崩溃点， 为了简化计算，常假设负荷功率以下述四种方式增长：

(1)单负荷节点的有功功率和/或无功功率增加，其他负荷节点的功率保持不变；

(2)选定区域的负荷节点的有功和/或无功功率增加，其他负荷几点功率保持不变；

(3)某一选定区域的负荷节点的有功和/或无功功率增加，而另一选定区域的负荷节 点的有功功率和/或无功功率减少，其他负荷节点功率保持不变；

(4)全部负荷节点的有功功率和/或无功功率同时增加。

动态电压稳定裕度指标是求解电力系统在负荷以一定速率缓慢增长时，系统距离电 压崩溃点的裕度；动态电压稳定裕度考虑了系统中有载调压变压器(ULTC)、发电机过励 磁限制等动态元件的影响，可计算单节点、分区和全网等多种负荷增长方式下系统的动 态裕度，为运行人员提供了一个较直观的表示系统当前运行点到电压崩溃点距离的量度， 系统运行点距离崩溃点和动态裕度呈线性关系。因此，动态电压稳定裕度指标具有较好 的实际指导意义。

电力系统全过程动态仿真是指将电力系统机电暂态、中期和长期过程有机的统一起 来进行数字仿真。它描述了电力系统受到扰动之后整个连续的动态过程。全过程动态仿 真程序的微分代数方程算法采用变阶变步长的GEAR法，网络方程与微分方程联立求解。

GEAR法的主要计算步骤如下：

对于1阶微分方程，

dydt=f(y,t)y(t0)=y0]]>

(1)定义Nordsieck向量z_m，它是用前一步的高阶导数y′、y″…等来代替前几步的y 或f(y，t)数据。即