[发明专利]一种电力系统随机稳定性分析方法

说明书

本发明公开一种电力系统随机稳定性分析方法，包括包括步骤：S100确定系统参数；S200求取发电机节点无功功率对电压幅值的导数，建立发电机判据列表；S300计算发电机节点无功功率对电压幅值的导数小于0的概率，作为发电机失去静态稳定性的概率；S400通过步骤S200和S300，计算系统中每个发电机失去静态稳定性的概率；S500根据对每个发电机失去静态稳定性的概率的分析，得到系统失去静态稳定性的概率。本发明以无功功率对电压幅值的导数作为判据，与蒙特卡洛法相结合判断系统的静态稳定性；解决现有系统稳定性判据阈值难以直接得到，当系统中存在大量随机因素时，解析法和近似法建模困难，无法全面考虑随机因素对系统稳定性的影响。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，特别是涉及一种电力系统随机稳定性分析方法。

背景技术

系统的静态安全评估保证系统安全可靠运行的必不可少的工作，随着新能源的大规模接入，随机静态安全评估的概念被引入。目前的随机静态安全评估算法都是直接根据概率潮流的计算结果分析节点电压越限或支路潮流过载的概率。但是，对于不同结构网络，其节点电压和支路潮流阈值是不同的，这些判据需要经过对多种运行方式进行计算才能得到。因此，寻找一种计算量小、可靠性高、适用性强的分析电力系统随机静态安全评估方法具有非常重要的研究价值。

电力系统静态稳定是限制输电系统输送功率的一个重要因素。目前随机静态安全评估的主要判据如下：节点电压、支路潮流和支路两端相角差。但是，在实际的电力系统中，每个节点电压越限或每条支路潮流过载的的阈值需要进行多种方式的计算，迫使运行条件不断恶化才能得到，且不同大小规模的电网其阈值存在较大的差别。当电力系统的结构不同时，对失去静态稳定的最大相角差的设定有很大影响。因此，在实际分析电力系统稳定性的问题时，以上判据是很难得到的，直接根据经验规定电力系统失去静态稳定性的阈值会对计算结果产生不可预知的影响。

由于系统中存在大量的随机因素，因此概率潮流的研究方法被广泛应用于系统的安全性分析。电力系统概率潮流方法主要分为以下三种：模拟法、近似法和解析法。点估计法是近似法的代表，但是节点电压或支路潮流的高阶矩存在较大的误差，无法得到准确的概率分布。半不变量法是解析法的代表，但是目前半不变量法在考虑存在大规模随机因素的问题时，存在较大的误差。同时，随着系统规模的增大和结构的复杂，采用近似法和解析法很难建立准确的数学模型来模拟变量之间的复杂关系。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种电力系统随机稳定性分析方法，以无功功率对电压幅值的导数作为判据，与蒙特卡洛法相结合判断系统的静态稳定性。解决现有系统稳定性判据阈值难以直接得到，当系统中存在大量随机因素时，解析法和近似法建模困难，无法全面考虑随机因素对系统稳定性的影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电力系统随机稳定性分析方法，包括步骤：

S100确定系统参数；

S200求取发电机节点无功功率对电压幅值的导数，建立发电机判据列表；

S300计算发电机节点无功功率对电压幅值的导数小于0的概率，作为发电机失去静态稳定性的概率；

S400通过步骤S200和S300，计算系统中每个发电机失去静态稳定性的概率；

S500根据对每个发电机失去静态稳定性的概率的分析，得到系统失去静态稳定性的概率。

进一步的是，步骤S100中，确所述定系统参数，包括步骤：

S101确定系统中发电机的额定功率、无功功率和停运概率，确定系统中负荷的有功功率、无功功率的期望和标准差；

S102确定系统网络结构以及各支路的阻抗大小，确定各节点的节点类型和节点电压初值；