[发明专利]一种暂态稳定裕度概率分布的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种应用在节点功率注入不确定条件下的暂态稳定裕度概率分布的计算方法。

背景技术

电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，电力系统的安全稳定高效运行具有重大意义。大规模新能源发电的并网运行和需求侧响应机制是现代电网的重要特征，但风能、太阳能发电的随机性、间歇性和波动性特点，以及用电侧灵活多变的需求方式，却给电力系统的安全稳定特性带来了深刻的变化。

稳定分析是系统安全性评估的不可或缺的一部分。传统的稳定分析方法局限于用确定性的观点对待系统工况和扰动场景，凭经验根据时域仿真得到的系统受扰轨迹进行稳定性的定性判断，因而无法量化主要随机因素对稳定性的影响。针对传统稳定性分析准则所面临的挑战，国内外的发展趋势是采用风险的观点审视电力系统的规划、设计、运行和控制等各个环节，而概率暂态稳定分析是实现安全性风险评估技术的基础。

电力系统概率暂态稳定分析的任务是根据影响稳定性的主要随机因素的统计特性来确定系统的暂态稳定性概率指标。已有研究成果中，蒙特卡罗仿真法基于对随机变量的统计试验和随机模拟，稳定域法采用系统工况点处于稳定域外的比例来反映系统失稳概率。这些方法只给出系统稳定或失稳的概率，却无法评估系统稳定或失稳的程度，更无法提供决策所需要的灵敏度信息，而且，由于计算费时或方法复杂等原因，难以处理不确定变量个数较多的情况。

间歇性电源和用电负荷分布在电力系统广域空间中，构成了大量的节点功率注入不确定性因素。鉴于在针对确定性系统工况和扰动场景的安全稳定评估技术领域，扩展等面积准则(EEAC)是惟一得到严格证明并投入工程应用的稳定性量化分析工具，可给出稳定裕度、稳定模式、控制措施灵敏度等信息，因此，有必要将EEAC向处理不确定因素的方向扩展，提出新的节点功率注入不确定条件下暂态稳定裕度概率分布的计算方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供在一种节点功率注入不确定条件下的暂态稳定裕度概率分布的计算方法，为含有分布在广域空间中多个随机变量的电力系统稳定裕度概率分布计算提供了高效率的解决方法。不确定是指节点功率注入量随机，但遵循概率分布。

本发明提供的一种暂态稳定裕度概率分布的计算方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）确定初始状态下受扰系统的失稳模式和稳定裕度初始值η₀，并由用户确定采用的计算模式，包括基于纯解析法的暂态稳定裕度概率分布计算和综合时域仿真与解析法的暂态稳定裕度概率分布计算；

所述基于纯解析法的暂态稳定裕度概率分布计算包括如下步骤：

（2）计算所述受扰系统稳定裕度对临界群S驱动功率的灵敏度系数I：令临界群S的驱动功率P_ms和余下群A的驱动功率P_ma的初始值分别等于各自群内机组驱动功率均值的总和，通过静态EEAC（SEEAC）算法求取稳定裕度对临界群驱动功率的灵敏度系数I；所述灵敏度系数I包括一阶灵敏度系数和二阶灵敏度系数其中临界群和余下群中发电机机组通常有多个，临界群S的驱动功率P_ms和余下群A的驱动功率P_ma的初始值分别等于各自群内不同机组的驱动功率均值求和。

（3）计算临界群S驱动功率的概率数字特征，即各阶半不变量γ_υ(P_ms)：根据临界群内各发电机组驱动功率的概率分布，先求取每台发电机驱动功率P_mk的各阶半不变量γ_υ(P_mk)，再按临界群S中发电机组个数对所述各阶半不变量γ_υ(P_mk)求和，求取P_ms的各阶半不变量γ_υ(P_ms)，为