[发明专利]一种基于安全域的变电站接入方案辅助评估方法

说明书

本发明公开了一种基于安全域的变电站接入方案辅助评估方法，包括：通过潮流计算获得当前运行方式下的状态信息生成该网架结构下的导纳矩阵；获得节点注入方程的矩阵表达形式，并由系统的控制变量确定决策参数空间，从而构建相应的静态电压安全域边界；对电力系统进行稳定裕度分析，找到电力系统当前运行方式下稳定裕度最小的边界，获取该边界对应的参数信息，确定投入变电站优选指标；在电力系统的原有网络结构基础上在变电站优先接入点接入新投入的变电站，并将接入点处的PQ节点转换为PV节点；在投入变电站参数一致的情况下，对变电站接入方案所对应的电力系统重新进行安全域构建，通过稳定裕度分析，比较不同接入方案优劣，确定为最终方案。

技术领域

本发明属于电网规划领域，尤其涉及变电站运行规划领域。

背景技术

智能变电站作为智能电网的物理基础，将贯穿智能电网建设的整个过程。随着社会和经济的不断发展与进步，各行各业的电力用户对电力系统的基本要求已经向更安全、更可靠、更经济转变，变电站作为电力系统中尤为重要的一环，肩负着作为输电及配电设备中最重要的能量传输点的职责，其规划设计是否合理，是否能够适应负荷的剧烈波动，满足未来若干年内的负荷发展需求，是极其重要的，因此，对变电站接入系统的优化分析与评价技术是电力系统运行规划研究中的重要内容之一。

与传统的变电站接入设计方法——“逐点法”相比，近年来发展迅速的安全域(Security Region，SR)方法可以有效克服“逐点法”的缺陷。SR与系统的网络一一对应的，不依赖于系统的运行状态；在计算出SR的边界后，就可以通过判断系统当前的注入是否位于SR内来进行相关安全性校验。同时，SR可以给出当前运行点在域中的相对位置，以表征系统整体的安全稳定裕度。

电力系统中的节点电压越限问题值得关注，目前已有的研究节点电压幅值约束的安全域只有无功静态安全域。无功静态安全域的决策空间中的变量是节点无功功率注入向量，其基于解藕潮流方程中表达电压向量与无功功率向量间的映射关系，给出了高维空间上超多面体形式的无功安全域。所求的无功静态安全域是由多对近似平行的超平面组成，十分简明。而且该域与网络拓扑一一对应，与运行方式全然无关，所以在应用上可以离线计算，在线实用，优越性十分突出。但是，由于它是基于解藕潮流的，忽略了有功注入对电压的影响，所以有时误差较大，不能满足在线安全监视、防御与控制的要求。

近年来，对静态电压安全域(Static Voltage Security Region，SVSR)及其相关应用已进行了大量的研究。研究发现在工程关心的范围内，SVSR的边界可以用一个或多个超平面进行表示。以前有关SVSR的研究中，从未应用到变电站接入方案评估问题上。如何采用安全域的方法，为变电站接入系统方案提供辅助决策，有待进一步的探索。

发明内容

本发明在无功静态安全域的基础上，基于交流潮流模型，研究计及节点电压约束的静态电压安全域，提供了一种基于安全域的变电站接入方案辅助评估方法，力图得到能够满足工程实际应用需要的静态电压安全域边界的近似解析表达式，进而为不同变电站接入方案，系统节点电压问题进行分析，为变电站运行规划提供辅助决策。为了解决上述技术问题，本发明给出了一种基于安全域的变电站接入方案辅助评估方法，包括以下步骤：

步骤一、由电力系统数据，通过潮流计算获得当前运行方式下的状态信息(V,θ)，生成该网架结构下的导纳矩阵；其中，V为节点电压幅值，θ为节点电压相角；

步骤二、利用步骤一得出的导纳矩阵获得节点注入方程的矩阵表达形式，并由电力系统的控制变量确定决策参数空间从而构建相应的静态电压安全域边界；