[发明专利]基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法

说明书

本发明公开了一种基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法，包括：设置初始功率增长方向，以基态潮流对应的参数为初始变量，利用传统最优潮流搜索初始热稳定临界点；改变功率增长方向，将上一个热稳定临界点作为新的初始点，该点相关信息作为下一热稳定临界点搜索的初值，通过优化模型搜索得到新的热稳定临界点，当热稳定临界点个数为m时，结束搜索；将所有搜索得到的m个热稳定临界点连接得到二维有功注入空间内的热稳定安全域边界；将热稳定安全域边界进行扩展，得到三维有功注入空间内的热稳定安全域边界。本发明避免了传统最优潮流模型搜索每个临界点时都以基态点为初值而耗时久的缺点，实现快速、准确地搜索热稳定安全域边界的目的。

技术领域

本发明涉及热稳定安全域边界领域，尤其涉及一种基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法。

背景技术

电力系统热稳定性的研究在电力系统安全与稳定分析中具有重要地位。确保电力系统线路运行在约束功率范围内是保证电力系统安全运行的首要前提，对当前背景下电力系统线路传输功率的研究具有重要意义，电力系统热稳定性分析的方法有多种，其中安全域(security region,SR)分析法是一种重要的分析手段。

热稳定安全域(thermal security region,THSR)是节点注入功率空间上所有输电线路有功功率都在约束范围内运行的点集，它是仅计及热稳定约束的电力系统静态安全域。该安全域对电力系统的安全监测与控制起到重要作用，通过观察当前运行点与THSR的位置关系可直观、准确地判定系统的热稳定性，然而，构建THSR的关键是THSR边界的搜索。

目前，THSR边界的搜索方法主要为逐点搜索法与超平面近似法：

1)逐点搜索法是反复对热稳定约束下的临界点进行搜索，得到足够数量的热稳定临界点集，构成THSR边界。

该方法构建的THSR边界精度较高，可准确反映THSR边界，但该方法搜索的临界点集数量庞大，耗时较长，构建效率较低。

2)超平面近似法是寻找与THSR局部边界足够接近的超平面来近似THSR边界，以提高THSR边界的构建速度。

该方法的精度受边界曲率的影响较大，当THSR局部曲率较小时可保证良好的精度与图形效果，但THSR曲率较大时为避免安全域内部出现空洞，必须将一定数量的运行点排除在THSR外，从而造成了THSR边界的保守性，不能准确反映THSR。

因此，对THSR边界的搜索仍缺乏准确快速、及精度高的方法。

发明内容

本发明提供了一种基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法，本发明避免了传统最优潮流(optimal power flow,OPF)模型搜索每个临界点时都以基态点为初值而耗时久的缺点，实现了快速、准确地搜索THSR边界的目的，详见下文描述：

一种基于优化模型的电力系统热稳定安全域边界的搜索方法，所述搜索方法包括以下步骤：

1)设置初始功率增长方向，以基态潮流对应的参数为初始变量，利用传统最优潮流搜索初始热稳定临界点；

2)改变功率增长方向，将上一个热稳定临界点作为新的初始点，该点相关信息作为下一个热稳定临界点搜索的初值，通过优化模型搜索得到新的热稳定临界点，当热稳定临界点的个数为m时，结束搜索；

3)将所有搜索得到的m个热稳定临界点连接得到二维有功注入空间内的热稳定安全域边界，将热稳定安全域边界进行扩展，得到三维有功注入空间内的热稳定安全域边界。

所述利用传统最优潮流搜索初始热稳定临界点的步骤具体为：

以基态潮流状态变量为初值，带入搜索初始热稳定临界点数学模型中，计算得到初始热稳定临界点的状态变量和坐标；