[发明专利]一种电力系统即插即用的稳定性分析与控制方法

说明书

一种电力系统即插即用的稳定性分析与控制方法，利用仿真估计方法离线估计子系统的LIOS属性，其中，LIOS属性包括局部稳定域以及渐近增益；通过基于邻接矩阵法的分布式信息采集算法，获取全部子系统的LIOS属性信息，利用稳定性准则判断含可再生能源的电力系统的稳定性，为可再生能源的接入与退出提供接口条件。利用解耦的思想分析含可再生能源的电力系统的稳定性，具有灵活性和快速性，为含可再生能源的电力系统“即插即用”提供指导，保障系统的安全稳定运行。并且仿真结果与计算结果相吻合。本发明利用稳定性准则判断含可再生能源的电力系统的稳定性，为含可再生能源的电力系统的运行提供指导。

技术领域

本发明属于电力系统分析与控制技术领域，具体涉及一种电力系统即插即用的稳定性分析与控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，我国能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发利用可再生能源已成为我国应对日益严峻的能源环境问题的必由之路。然而，含可再生能源的电力系统运行工况复杂多变，电力系统中的潮流分布具有强随机性和不确定性，容易引发节点电压越限与线路过载等多种问题。可再生能源发电设备大多采用电力电子接口并网，其固有的弱惯性特点可能恶化电力系统的阻尼特性，引发系统动态响应恶化等问题，甚至引发暂态失稳与电压崩溃。这些问题严重制约了可再生能源在我国电力系统中的大规模应用。

为了最大限度的接纳与利用可再生能源，电力系统应该具有“即插即用”的特点。因此，有必要提出一种适应含可再生能源的电力系统“即插即用”的稳定性分析与控制方法，为含可再生能源的电力系统的运行提供指导。

稳定性分析是含可再生能源的电力系统“即插即用”功能的核心，其为新能源发电设备及其他动态设备的接入与退出提供接口条件。目前，时域仿真法广泛用于电力系统的稳定性分析，虽然时域仿真可以对系统进行精确的稳定性评估，但是其计算量较大，并且无法获得系统稳定裕度等量化分析结果。Lyapunov理论为电力系统的稳定性分析提供另一种途径，通过计算初始状态到给定稳定区域边界的距离可以得到量化的稳定性分析结果。然而，由于缺乏用于构造Lyapunov函数的一般性算法使得该理论难以应用于一般非线性系统，同时，Lyapunov理论研究对象自治系统，无法量化分析外部扰动对系统的影响。

研究非线性系统稳定性的另一种途径是输入-状态稳定性(ISS)理论，ISS理论将Lyapunov方法和输入-输出稳定理论相结合，将互联系统分解为若干子系统，然后利用子系统的ISS特性及其连接关系研究互联系统的稳定性。“分解”的思想赋予ISS理论灵活性和快速性，适用于含可再生能源的电力系统“即插即用”场景。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统即插即用的稳定性分析与控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种电力系统即插即用的稳定性分析与控制方法，包括如下步骤：

S1，利用仿真估计方法离线估计子系统的LIOS属性，其中，LIOS属性包括局部稳定域以及渐近增益；

S2，通过基于邻接矩阵法的分布式信息采集算法，获取步骤S1估计的全部子系统的LIOS属性信息，利用稳定性准则判断含可再生能源的电力系统的稳定性，为可再生能源的接入与退出提供接口条件。

本发明进一步的改进在于，步骤S1中，利用仿真估计方法离线估计子系统的LIOS属性的具体过程为：

第1步，选择子系统的状态变量x以及输出y；

第2步，参考子系统的保护配置，给定子系统的安全运行约束；

第3步，给定输入信号u，固定子系统的初始状态x₀，得到输出y；

取t→∞时刻输出信号的稳态值，此时β＝0，输入-输出增益近似估计为：