[发明专利]一种基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法

说明书

本发明公开了一种基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法，包括下列步骤：1)采集电力系统数据，基于相关增益矩阵，确定电压稳定关键注入区域；2)根据电力系统PMU的配置结果，确定电力系统可量测支路集，寻找有效割集，将电压稳定关键注入区域进行分割；3)利用连续潮流法求解系统可能达到的静态电压稳定临界点，采用最小二乘法将临界点拟合为一个超平面，该超平面即为静态电压稳定域边界；该基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法采用关键注入区域的选取方法，不仅对安全域进行有效地降维，也为接下来的电压稳定控制决策提供有效信息；还解决了PMU非全覆盖情况下安全域在电压稳定监测领域中应用的困难，而且能够提高PMU配置的经济性。

技术领域

本发明涉及电网安全规划技术领域，特别涉及一种基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法。

背景技术

电压稳定问题是电力系统运行规划中一个突出的问题。近几十年来，在世界范围内多次发生了首先由电压失稳引起的重大停电事故。美国“8·14”大停电也充分暴露了系统无功与电压的问题。在电力系统规划和控制中，为保证系统安全运行必须提供足够的稳定裕度。随着区域电网互联规模的扩大，电力需求的日益增长，可再生能源发电的大量接入，新能源汽车大量应用，电网运行日趋复杂，电力系统出现电压失稳的风险不断加大，电压稳定问题引起了越来越广泛的关注。

考虑到实际电力系统电压失稳大多呈单调失稳模式，因此静态电压稳定的分析方法得到了广泛应用。目前研究静态电压稳定性的主要成果是基于潮流方程的最大传输功率法、灵敏度分析和潮流多解性分析等，这些分析方法被称为逐点法。对于系统监控来说，对稳定性全局性质的认识具有重要的意义，而域的方法通过简洁的显式数学关系，来描述系统安全运行点的集合或连续的区域，其临界面可以使用超平面近似表示，且误差在工程允许的范围，因此，安全域的方法近来受到越来越多的重视。

近年来，PMU在电力系统中的大规模应用，为电力系统在广域范围内实现系统电压稳定在线监控提供了新手段。如何借助PMU量测信息在线监视和控制系统的电压稳定性，已成为广域量测环境下电压稳定控制的重要方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种基于PMU配置的静态电压安全域的构建方法，包括按顺序进行的下列步骤：

1)采集电力系统数据，计算各负荷节点的阻抗模裕度指标值，根据阻抗模裕度指标值的排序结果，确定系统中电压稳定性薄弱的负荷节点，基于相关增益矩阵，确定电压稳定关键注入区域；

2)根据电力系统PMU的配置结果，确定电力系统可量测支路集，寻找有效割集，将电压稳定关键注入区域进行分割；

3)利用连续潮流法求解系统达到的静态电压稳定临界点，根据潮流方程将临界点处对应的节点注入功率映射为步骤2)中有效割集支路通过的潮流，以有效割集支路潮流及含有电压薄弱节点一侧的关键注入区域节点注入功率为安全域坐标空间，采用最小二乘法将临界点拟合为一个超平面，该超平面即为静态电压稳定域边界。

进一步的，所述的步骤1)中确定电压稳定关键注入区域的方法包括如下步骤：

Ⅰ)根据负荷节点电压稳定指标值的排序结果，确定系统中电压稳定薄弱的负荷节点；

Ⅱ)利用相关增益矩阵确定与系统电压薄弱负荷节点存在强电压耦合关系的负荷节点和发电机节点；

Ⅲ)设定负荷节点间电压强耦合互相关增益阈值和负荷-发电机节点间电压强耦合互相关增益阈值，将所有与电压稳定薄弱节点存在电压耦合关系，且互相关增益绝对值大于所设定阈值的负荷节点和发电机节点划分到一个区域，即为与系统中电压薄弱节点强耦合的电压稳定关键注入区域；