[发明专利]基于解析灵敏度的电力系统低压切负荷优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统低压切负荷优化控制，属于电力系统安全分析、监视与控制领域。

背景技术

近年来，在世界范围内发生了多起由于电压失稳而引起的大面积停电事故，造成了巨大的经济损失和社会影响，引起了各国政府和电力公司的高度重视。为了兼顾电力系统运行的安全性和经济性，当系统节点电压持续降低、系统的功率传输能力无法满足负荷的功率需求时，在合适的时间和地点切除一定量的负荷是最直接有效的紧急控制手段。采取低压切负荷控制措施，是目前世界各国比较公认的解决电压稳定问题的最有效、投资最小的控制方法，通常被用作防止电压失稳的最后一道防线。

传统的低压切负荷控制一般以低压减载的形式出现，控制策略和措施通常采用离线生成方式，当电压低于某一门槛值时，按照事先确定好的负荷比例进行切除，因此是一种被动式的紧急控制行为。在实际应用时，由于各电力系统的结构和运行状况及其特点均不相同，所以低压减载策略的计算和整定必须结合实际系统的特点，通过大量的离线仿真才能得出。

随着人们对电压安全问题认识的不断深入，传统低压减载方式的有效性逐渐受到质疑。目前已经提出多种针对电压失稳的低压切负荷方法，如基于模态分析和奇异值分解的方法、基于局部量测的方法等。本质上，这些方法大都可以归结为灵敏度方法，区别主要在于灵敏度指标的求解方法不同。这些方法大多需要全网的量测信息，或即使不需要全局信息但结果往往不准确或不解析。

对于低压切负荷控制来说，快速性和准确性是评价其性能的主要指标，用最快的速度计算出能够保证系统安全稳定运行的最少切负荷量是其追求的目标。本发明将提供一种基于解析灵敏度的电力系统低压切负荷优化控制方法，具有物理意义明晰、计算速度快、计算结果准确等优点，适合在线应用，易于被工程技术人员掌握和接受。

发明内容

本发明的目的是提供基于解析灵敏度的电力系统低压切负荷优化控制方法，以克服现有技术需要大量的离线仿真才能得出低压减载策略的不足。

它包括以下步骤：一、当控制区域电力网络的节点电压出现紧急告警时，根据网络拓扑结构情况，在线生成或调用相应的系统网络阻抗矩阵参数；二、依据相应的网络阻抗矩阵参数和相关节点量测数据，生成相应的控制节点集；三、计算控制节点集中各节点对被控节点的切负荷控制灵敏度系数；四、依据在线生成的控制节点集及相应的灵敏度系数，建立并求解切负荷优化控制模型，给出相应的切负荷控制策略和控制参量，把控制信号传递给各切负荷地点，实施控制。

本发明提出的切负荷控制灵敏度系数，未经任何假设，物理意义明晰，具有解析性，适合在线计算和应用，易于被工程人员所掌握和接受。与常规低压减载不同，本发明提出的切负荷控制方法，利用所提出的具有较大创新性的切负荷控制灵敏度系数，可以在线识别出对提升节点电压起关键作用的所有负荷卸载位置及切负荷量，增加了切负荷控制的选择性和灵活性，从而可以选择在一些控制灵敏度系数较大但重要性相对较低的负荷点执行切负荷控制。

附图说明

图1是IEEE 30节点测试系统图。图2是各节点对负荷节点3的|Z_ik|计算结果。图3是各节点对负荷节点3的切负荷控制灵敏度计算结果。图4是第1轮切负荷控制对负荷节点3的电压控制效果。图5是2轮切负荷控制对负荷节点3的电压控制效果。

具体实施方式

具体实施方式一：

它包括以下步骤：一、当控制区域电力网络的节点电压出现紧急告警时，根据网络拓扑结构情况，在线生成或调用相应的系统网络阻抗矩阵参数；二、依据相应的网络阻抗矩阵参数和相关节点量测数据，生成相应的控制节点集；三、计算控制节点集中各节点对被控节点的切负荷控制灵敏度系数；四、依据在线生成的控制节点集及相应的灵敏度系数，建立并求解切负荷优化控制模型，给出相应的切负荷控制策略和控制参量，把控制信号传递给各切负荷地点，实施控制。

下面举一个具体例子，以IEEE 30节点系统（见图1）为例进行仿真和分析，具体步骤和结果如下：

1）IEEE 30节点系统通常在节点5（负荷节点3，图中带箭头的非发电机节点为负荷节点）表现出低电压和电压薄弱性，假设该系统在各种拓扑结构下的网络阻抗矩阵已经离线生成，本发明只需根据当前运行的网络拓扑结构情况，直接从数据库中调用相应的网络阻抗矩阵数据Z_3k（k＝1,…,19），结果如图2所示。