[发明专利]大电网静态稳定主导模式在线判别方法

说明书

本发明公开了一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标，对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，记录裕度的变化轨迹，根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式。

技术领域

本发明涉及一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法。

背景技术

静态的功角稳定和电压稳定在电网实时运行过程中联系紧密，属于电力系统稳定整体行为的两种极端形式。在可再生能源大规模并入的趋势下，电力系统的运行状态随机波动的频率和幅度都急剧增加，由于二者界限难以界定，给安全防控带来了极大的挑战。为此，根据状态分析静态稳定的主导模式，不仅对于系统运行状态随机性和波动性较强条件下的精确高效预防性控制具有重要的理论指导意义，而且可以为大规模消纳风电光伏等可再生能源提供安全运行保障。

为适应新形势下大电网静态安全防控的需求，量化分析大电网静态稳定评判过程中功角和电压稳定所起的作用，需要构建物理意义以及量纲相对统一并便于实时计算的稳定裕度，根据裕度的变化特征来分析静态失稳过程中的主导模式。为此，首先基于两节点系统以计算有功功率极限与当前有功对比构成静态功角和电压稳定裕度。然后将静态电压稳定中的戴维南等值参数辨识方法扩展至电源侧，基于各电源节点与其相连的戴维南等值电路构成的单机无穷大两节点系统，计算静态功角稳定裕度，再基于各负荷节点利用戴维南等值形成的两节点系统计算静态电压稳定裕度。

由于戴维南等值参数的时变性，在主导稳定模式评判过程中，不能仅以当前运行状态的稳定裕度作为判据，还需结合灵敏度分析和轨迹预估，考虑稳定裕度变化轨迹和趋势来进行量化评估。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，本发明在扩展戴维南等值参数辨识基础上，提出考虑稳定裕度变化时变特征的主导稳定模式判别方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标，对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，记录裕度的变化轨迹，根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式。

进一步的，通过单机无穷大两节点系统进行计算电源节点注入功率极限，以电源节点电压作为参考方向，结合无穷大电源电势与电源节点电压之间的夹角，构建有功功率方程，利用有功功率与夹角的求导为零时注入功率达到极限，得到源侧注入有功极限，确定源侧功角稳定裕度指标。

进一步的，对于负荷节点以外系统进行戴维南等值后的两节点系统，以电源节点电压的方向为参考方向，结合负荷节点电压与电源节点电压的相位差构建有功功率，求取有功功率的极限，得到静态电压稳定有功裕度指标。

进一步的，将等值参数辨识方法扩展至电源侧，从PV节点对所连系统进行戴维南等值，获得等值参数，计算各PV节点注入功率极限，与当前有功出力比较形成静态功角裕度。

进一步的，基于广域量测，运行状态断面实时更新过程中实时辨识等值参数获得各个运行状态断面下的静态功角和电压稳定裕度，形成稳定裕度的时变历史轨迹，当稳定裕度超过安全门槛值时，根据相邻历史时刻裕度变化速度和趋势，结合未来时刻预估状态的稳定裕度进行主导模式判断。