[发明专利]基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标计算方法

说明书

本发明公开了一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标计算方法，结合了潮流计算雅克比矩阵的最小特征值与L指标，通过电压状态对系统当前运行情况进行反映，与以往常用的单一指标相比，该评价方法不需要考虑多种负荷的变化方式来预测电压崩溃点，也能够在考虑到系统整体情况时对各节点的电压稳定状态进行监控，便于在系统运行状态发生变化时进行监测，是一种较为全面的评价方法。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性分析技术领域，特别涉及一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标计算方法。

背景技术

随着电网的发展，电网的规模逐渐扩大、复杂程度逐渐加深、负荷逐渐增多，这对电力系统的安全稳定运行提出了更加严格的要求。其中，电力系统的运行稳定是其正常运行的中一个必须得到保障的环节，为了保障电网的正常运行，对电网某些与电压相关的指标进行检测是不可忽视的。

由针对系统静态电压稳定程度的评价方法对系统是否在合理的运行范围内进行判断，并一定程度上反映系统的电压稳定程度，即系统当前的运行状态距离电压崩溃状态的距离。常用的静态电压稳定指标包括：①负荷裕度指标，即系统当前节点当前功率到节点极限功率(系统崩溃临界状态的负荷)的距离，但是该指标受负荷增长的方式影响很大，实际的裕度计算并不能涵盖所有情况。②灵敏度指标，即通过系统计算方程中不同变量的微分关系来体现系统的电压是否在合理范围，常用的灵敏度指标包括了负荷节点电压幅值对该节点有功功率、无功功率的灵敏度等，不同节点的负荷水平不同，在灵敏度同样时，节点负荷对该节点电压、系统整体电压的影响程度也不一样，影响到评价效果；③雅克比矩阵特征值、奇异值指标，当系统崩溃时，潮流计算方程的雅克比矩阵奇异，故矩阵接近奇异的程度也可以用来识别系统是否运行在正常电压范围，但是该指标仅能对系统整体的运行进行判断，无法针对某一节点进行分析。④L指标，该指标通过一建立在潮流方程基础上的等式构建，体现了不同节点之间的电压接近程度，从而反映系统现在的运行点与功率极限之间的距离，该指标通常用于反映系统各节点的电压情况，估计结果可能偏保守。现有用于安全分析、优化的系统运行评判方法常通过单一类型的指标进行反映，这样带来了系统运行稳定性评价结果的计算不够精确、无法考虑到所有运行情况等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标计算方法,结合了潮流计算雅克比矩阵的最小特征值与L指标，通过电压状态对系统当前运行情况进行反映,能够克服现有技术存在的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标计算方法，包括以下步骤：

步骤1：读取电力系统模型数据，进行潮流计算；通过计算，获取以下数据信息：系统模型信息、系统潮流计算方程及其雅克比矩阵、系统潮流计算结果；

步骤2：通过潮流方程，提取出潮流计算方程的雅克比矩阵；具体步骤是参照发电机节点编号、负荷节点编号对雅克比矩阵进行分块，根据降阶雅克比矩阵计算公式得到J_R，对矩阵进行特征值分解并对特征值求模，最小的特征值便作为最小特征值指标，记为I_eigen(V)；

步骤3：根据电网模型参数，计算电网的节点导纳矩阵，根据节点编号、负荷节点编号对节点导纳矩阵进行分块，并计算出相应的F矩阵:

其中，下标L指负荷节点，G指发电机节点；

各节点的L指标计算方法如下：

其中T_G为发电机节点集合，T_L为PQ节点集合；V为节点的电压幅值；选取节点L指标中取值最大的值作为系统的L指标，即：