[发明专利]一种基于全纯嵌入法的电力系统薄弱节点可视化识别方法

说明书

本发明公开了一种基于全纯嵌入法的电力系统薄弱节点可视化识别方法，属于电力系统分析领域，首先将电力系统解耦为多个两母线等效通道，并为每个等效通道赋予一一对应的虚拟指标，同时引入表征电压稳定的统一边界；接着运用含物理映射因子的全纯嵌入法求解所有等效通道的虚拟指标解析表达式；最后在同一复平面内绘制出虚拟指标的变化轨迹和电压稳定边界，并将穿越电压稳定边界的虚拟指标所对应的节点识别为未来运行环境中的薄弱节点。本发明通过电力系统解耦所得的虚拟指标和电压稳定边界，可在复平面内可视化节点电压的稳定状态；采用含物理映射因子的全纯嵌入法获得的虚拟指标变化轨迹可用于识别未来运行环境中的薄弱节点。

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，涉及一种电力系统薄弱节点识别方法，尤其是涉及一种基于全纯嵌入法的电力系统薄弱节点可视化识别方法。

背景技术

目前，电力系统薄弱节点识别方法可分为基于网络拓扑结构和基于实际运行状态两大类。

基于网络拓扑结构的相关方法主要基于复杂网络理论，这类方法通过挖掘电力系统网络拓扑的特征来形成结构脆弱性指标，例如负荷分配指标、节点依赖矩阵、延伸距离等。但由于此类方法主要关注电力系统的网络拓扑，因此往往不能充分考虑电力系统的实际运行状态，从而在实际工程应用中会引入误差。

基于实际运行状态的常见方法主要有电压灵敏度法和模态分析法，首先根据电力系统实际运行状态来计算降阶雅可比矩阵，然后分别运用灵敏度系数和特征值来表征节点电压和无功功率之间的关系。但此类方法依赖于对当前电力系统运行状态的线性化，因此无法准确识别未来运行环境中的薄弱节点，并且模态分析法往往需要忽略网络电阻和移相变压器以保证降阶雅可比矩阵的实对称性，丢失了一部分网络信息。总的来说，现有的技术方法难以快速准确地识别大型电力系统在未来运行环境中的薄弱节点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于全纯嵌入法的电力系统薄弱节点可视化识别方法，可以快速准确地实现大型电力系统在未来运行环境中的薄弱节点的可视化识别。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于全纯嵌入法的电力系统薄弱节点可视化识别方法，包括：

S1：将电力系统解耦为多个虚拟的两母线等效通道，并为每个等效通道赋予一一对应的虚拟指标，同时引入表征电压稳定的统一边界；

S2：运用含物理映射因子的全纯嵌入法求解所有等效通道的虚拟指标解析表达式；

S3：在同一复平面内绘制出虚拟指标的变化轨迹和电压稳定边界，并将穿越电压稳定边界的虚拟指标所对应的节点识别为未来运行环境中的薄弱节点。

在一些可选的实施方案中，步骤S1包括：

将电力系统中的每个节点与平衡节点之间建立虚拟的两母线等效通道，从而将该电力系统解耦为多个两母线等效通道，并为每条等效通道引入相应的节点电压虚拟指标和电压稳定统一边界。

在一些可选的实施方案中，节点i与平衡节点构成的虚拟等效通道的欧姆定律为：其中，V_i和V_sw分别为节点i和平衡节点的电压，S_i为节点i的注入复功率，Z_i为等效通道i的虚拟阻抗，上标*表示对应变量的共轭。

在一些可选的实施方案中，由确定节点i的电压虚拟指标σ_i，由确定节点i的电压稳定统一边界，其中，σ_iR和σ_iI分别表示σ_i的实部和虚部。

在一些可选的实施方案中，步骤S2包括：

S2.1：运用全纯嵌入法对电压虚拟指标嵌入物理映射因子；

S2.2：运用全纯嵌入法对电力系统潮流方程嵌入物理映射因子；