[发明专利]一种用广义电阻裕度评价静态电压稳定与功角稳定的方法

权利要求书

1.一种用广义电阻裕度评价电力系统电压稳定与功角稳定的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤A：当电力系统受到扰动或发生故障时，重点监测与评价发电机节点的功角稳定性和负荷节点的电压稳定性；

步骤B：对于发电机节点，判断发电机母线电压波动是否大于允许范围，如果大于允许范围，则将发电机或发电机群等值为动态电抗X′后的动态电势E′不变模型，但是动态电势的相位角是可以摇摆的。X′和E′类似于非线性直流电路中的局部线性化动态等值参数，其数值可以在线辨识。如果已知发电机定子绕组的电阻为R，则可通过类似的方法得到动态等值电抗X′和动态等值电势E′。

步骤C：对于发电机节点，从动态等值电势E′往电力系统方向看，对系统进行相对综合动态等值，便可以得到系统的相对综合动态等值阻抗Z_REL＝R_REL+jX_REL和发电机功率静态等值阻抗Z_G＝R_G+jX_G，由此得到发电机电势节点(虚拟PV节点)的广义电阻裕度

步骤D：对于负荷节点，当负荷有功功率与节点电压静态相关时，通过与动态电抗X′串联一个附加电阻R_SADD的方法，来等效负荷有功功率的电压静态特性。如果负荷为ZIP模型，则附加电阻计算方法

步骤E：对于负荷节点，通过类似发电机支路的计算方法，将PQ节点的综合负荷等值为动态阻抗R_SADD+jX′后的动态电势E′不变模型。从动态电势E′往电力系统方向看进去，对系统进行相对综合动态等值，根据系统相对综合动态等值阻抗和负荷功率静态等值阻抗，计算综合负荷PQ节点的广义电阻裕度

步骤F：比较结果，如果发电机节点的广义电阻裕度μ_r＜0，则表明发电机母线节点发生静态功角失稳，系统运行人员可采取切机、系统解列等措施；如果PQ节点综合负荷的广义电阻裕度μ_r＜0，则表明该PQ节点发生静态电压失稳，系统运行人员可采取切负荷、增加无功补偿等措施。如果μ_r＞0，则表明发电机母线节点能够维持静态功角稳定和PQ节点能够维持静态电压稳定。

步骤G：在电力系统机电暂态过程中，通过在线辨识广义电阻裕度与功角位置的相关性，并考虑母线上的发电机转子动能，可以快速预测系统的暂态功角稳定性，在线决策系统的切机与解裂方案；根据PQ节点的广义电阻裕度，可以区分系统振荡与本地负荷扰动对节点电压稳定评价产生的影响，快速评价PQ节点的静态电压稳定性。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：

其中，在所述步骤B中，判断发电机母线电压波动是否大于允许范围的方法如下：

根据系统的相对综合动态等值阻抗的定义

系统相对综合动态等值阻抗可简写为

式中，

令

如果认为该节点是理想的PV节点。其中阈值ε可以通过理论分析得到，例如，当取ε＝0.02时，电压波动对系统相对综合动态等值电阻或电抗计算误差的影响仅为±2％。如果或认为该节点电压波动对计算误差的影响已经超过允许值，则必须进一步分析发电机的动态等值电路。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：

其中，在所述步骤B中，发电机动态等值电抗X′和动态等值电势E′的计算方法如下：

根据发电机等值电路的相量关系图可得

因为假定E′维持恒定不变，所以令d(E′²)＝0，发电机动态等值电抗X′计算方法

上式中，

如果已知发电机定子绕组的电阻为R，则可模仿上述方法，得到计算动态等值电抗X′的系数如下：

得到动态等值电抗X′后，根据发电机等值电路的相量关系，将X′代入动态等值电势E′的表达式，即可得到相应的发电机动态等值电势E′。