[发明专利]电网暂态电压稳定性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网检测的技术领域，特别是涉及一种电网暂态电压稳定性检测方法。

背景技术

从上世纪80年代后期至今国内外发生的电压失稳乃至崩溃事故造成了严重的经济损失，对电力系统安全评估提出了新的挑战。大部分电压崩溃事故源于电力系统在某个运行状态下受到大的干扰后失去稳定，属于暂态失稳。因此，电力系统在受到大扰动时的暂态电压稳定性检测方法至关重要。

目前，暂态电压稳定性的检测方法主要有直接法、极限切除时间法和暂态电压稳定裕度法，它们的特点分述如下。

（1）直接法：直接法是一种考虑暂态电压跌落限制的方法。根据带约束动力系统稳定域理论，其受限稳定边界由边界上不稳定平衡点、周期轨和半鞍点的稳定流形以及部分可行域边界构成。而半鞍点的稳定流形是受限稳定边界的重要部分，可用半鞍点处的等能量面来近似。暂态电压跌落限制可以考虑为对故障后电力系统的一个约束。根据电力系统结构保持模型，寻找到和故障相关的一个半鞍点，然后以该点能量作临界能量，保证故障后系统满足暂态电压跌落约束。该方法的缺点是半鞍点的选取不合适或者所选取能量函数本身的局限性，可能导致检测产生较大误差。

（2）极限切除时间法：在电力系统中，引起暂态电压失稳的主要是响应速度较快的设备和控制，如电动机负荷及高压直流（HVDC）装置等。以容易引起暂态电压失稳的电动机电磁转矩-滑差曲线为基础，从故障前电动机的滑差s0增大到故障切除稳定后电动机滑差s1所经过的时间就是故障的极限切除时间。极限切除时间越长，表明电网的暂态电压稳定水平越高。该方法的缺点是只考虑了电动机负荷的影响，且实际系统中难以获取每一个电动机的电磁转矩-滑差曲线，无法得到实际系统的电压暂态稳定性。

（3）暂态电压稳定裕度法：暂态电压稳定裕度法是考虑电动机负荷动态特性的检测方法。通过观察感应电动机节点电压达到极值时感应电动机的运动特性来判断它的稳定性。如果感应电动机在其节点电压达到最小值时仍然加速,则认为滑差在这之后将继续减小,感应电动机将保持稳定;如果感应电动机在其节点电压达到最大值时还在减速,则滑差在这之后必然继续增大,感应电动机将失去稳定。把临界值时刻的滑差导数的负值作为暂态电压稳定裕度，裕度越大，表明系统暂态电压稳定性越好。该方法的不足之处在于计算量大、需要采用搜索策略进行拟合临界值。

总体来说，对于暂态电压稳定性的检测，目前尚缺少一种精确而适用于实际大型电网的稳定性检测方法。

发明内容

针对现有的电网暂态电压稳定性检测方法不够准确的技术问题，本发明提出一种更准确的电网暂态电压稳定性检测方法。

一种电网暂态电压稳定性检测方法，包括以下步骤：

收集电网运行数据，包括系统元件参数、网络拓扑结构信息和负荷信息；

根据所述系统元件参数、网络拓扑结构信息和负荷信息，对所述电网设定运行方式集、典型故障集以及节点集；

根据所述电网设定运行方式集、典型故障集以及节点集，采用计算机时域仿真方法分别对所述节点集中的各个节点在特定运行方式下的各种故障进行时域仿真，记录所述节点在故障发生后的电压情况；

根据故障后节点电压的时域仿真结果，计算单一故障下节点的电压暂降严重性指标和电压合格性指标：