[发明专利]基于优化模型的电力系统静态电压稳定域边界搜索的方法

说明书

本发明公开了一种基于优化模型的电力系统静态电压稳定域边界搜索的方法，包括：以基态潮流为起始点，采用传统最优潮流搜索第一个电力系统鞍结分岔点，将其映射至二维有功注入空间，获取静态电压稳定域边界点；向功率增长方向角减小方向改变功率增长方向，通过优化模型搜索新功率增长方向下的电力系统鞍结分岔点；若功率增长方向角小于等于0则返回第一个电力系统鞍结分岔点：向功率增长方向角增大方向再次改变功率增长方向，重新搜索最新功率增长方向下的电力系统鞍结分岔点，并映射至二维有功注入空间内，获取新的静态电压稳定域边界点；若最新的功率增长方向角大于等于90°，则将所有静态电压稳定域边界点顺次连接，获取静态电压稳定域边界。

技术领域

本发明涉及电压稳定域边界领域，尤其涉及一种基于优化模型实现电力系统静态电压稳定域的准确、快速、高效搜索的问题。

背景技术

环境问题的日益紧张，要求电力系统在提供持续、可靠、优质电能的同时，加快一次能源转型，减少对化石燃料依赖。近年来，随着大功率电力电子器件的技术革新，使得高压直流输电技术在降低成本的同时，进一步提高了电能传输的灵活性，为大规模可再生能源并网和远距离传输提供了条件，使电力系统向绿色化、智能化方向迅速发展。与此同时，高渗透率可再生能源并网、以及电力系统电力电子化加剧了注入功率的随机性和交直流网络的强耦合性，导致传统电力系统运行特性发生巨大变化，运行工况更为复杂多变，加大了电力系统电压稳定评估的难度。为此，研究适用于大规模可再生能源并网和电力系统电力电子化背景下的电压稳定评估方法具有十分重要的实际意义。可再生能源的波动性、随机性和不确定性给电力系统静态电压的稳定评估带来全新挑战。

静态电压稳定域(Static voltage stability region,SVSR)是描述确定网络拓扑结构和参数下，系统具有静态电压稳定性的运行区，是分析、评估含随机性和不确定性因素影响的电力系统静态电压稳定性的重要工具。然而SVSR虽可全面、直观评估电力系统在多重不确定性、随机性因素影响下的电压稳定性，但SVSR边界的搜索是构建SVSR的关键。

目前，SVSR边界的搜索主要为基于连续潮流(continuation power flow，CPF)的拟合法和超平面近似法：

1、拟合法虽可构建高精度的SVSR但其计算效率低；

2、超平面近似法可提高SVSR构建效率但其构建的SVSR保守性较强。此外，边界拓扑特性极为复杂，难以用统一的超平面解析式描述或获取准确近似的通用性结论。因此，有必要深入研究准确、快速、高效、通用的SVSR构建方法。

发明内容

本发明提供了一种基于优化模型的电力系统静态电压稳定域边界搜索的方法，本发明不仅继承了传统最优潮流(optimal power flow,OPF)模型高精度搜索SNB(鞍结分岔)点的特点，还有效降低了搜索单个SNB点的耗时，显著提高了电力系统SVSR的构建效率，详见下文描述：

一种基于优化模型的电力系统静态电压稳定域边界搜索的方法，所述方法包括如下步骤：

以基态潮流为起始点，采用传统最优潮流搜索第一个电力系统鞍结分岔点，将其映射至二维有功注入空间，获取静态电压稳定域边界点；

向功率增长方向角减小方向改变功率增长方向，通过优化模型搜索新功率增长方向下的电力系统鞍结分岔点；若功率增长方向角小于等于0则返回第一个电力系统鞍结分岔点：

向功率增长方向角增大方向再次改变功率增长方向，重新搜索最新功率增长方向下的电力系统鞍结分岔点，并映射至二维有功注入空间内，获取新的静态电压稳定域边界点；

若最新的功率增长方向角大于等于90°，则将所有静态电压稳定域边界点顺次连接，获取静态电压稳定域边界。

所述采用传统最优潮流搜索第一个电力系统鞍结分岔点，将其映射至二维有功注入空间步骤具体为：