[发明专利]一种辨识电力系统发生连锁故障的方法

摘要

本发明公开了一种辨识电力系统发生连锁故障的方法。考虑发电机调速和负荷响应，建立更符合实际的电力系统潮流计算模型，该方法在潮流计算的模型方面，克服传统潮流计算模型不能反映发电机调节作用和负荷响应的影响。从系统运行状元角度出发，分析连锁故障中电压稳定与故障之间的关系。为定量分析电压临界值与系统运行状态的关系，通过分析雅克比矩阵元素值变化，推导系统电压稳定指标和该指标的临界值。随着负荷的增大，系统面临连锁故障的风险增大。在此过程中，系统电压稳定指标会逐渐下降，而临界值始终临界值维持在0.5(±0.03)不变。在实际系统中，通过计算得到的电压临界值在连锁故障中不会变化，实际系统中选取0.6作为电网电压崩溃的临界值，辨识电网是否面临大停电的风险。因此，本发明方法具有较好的实际指导意义。

主权项

1.一种辨识电力系统发生连锁故障的方法，包括下列步骤： (1)根据电力系统负荷功率，发电机功率、线路参数及节点参数，按照牛顿法计算得到初始时刻潮流分布； (2)计算由电力系统负荷增加了ΔP_D0导致的发电机机组的功率输出增量和由于负荷的频率调节效应所产生的负荷功率变化，求出系统频率变化Δf (a)静态负荷等值模型：式中：P_di，Q_di：为节点i负荷有功和无功功率；P_d0i，Q_d0i；为节点i负荷额定有功和无功功率；Δf：为系统的频率变化；V_i电压值；k_i，a_i，b_i，c_i，k′_i，a′_i，b′_i，c′_i为常数，a_i+b_i+c_i＝1，a′_i+b′_i+c′_i＝1； (b)发电机的有功出力同频率之间的关系定义为： 式中：P_gi：为发电机节点i的有功出力；N_gi：为发电机节点数目；P_gik：为发电机节点i第k台机组的有功出力；P_setik：为发电机节点i第k台机组的额定有功出力；P_minik：为发电机节点i第k台机组最小有功功率；P_maxik：为发电机节点i第k台机组的最大有功功K_gik：发电机节点i第k台机组的单位调节功率； (c)电力系统负荷增加了ΔP_D0，则发电机机组的功率输出增量和由于负荷的频率调节效应所产生的负荷功率变化为： ΔP_D0+ΔP_D＝ΔP_G＝-K_GΔf    (3) 即：ΔP_D0＝-(K_G+K_D)Δf (3)给定各个节点电压向量的幅值和相角初值； (4)计算各个节点有功功率不平衡量ΔP_i，ΔQ_i； (a)电力系统任一节点的有功不平衡关系为： (b)PQ节点的无功不平衡关系为： (5)计算雅克比矩阵各元素并求解平衡方程； (a)电力系统中有功平衡关系为： (b)电力系统中无功平衡关系为： (c)电力系统中雅克比矩阵元素为： (6)修正电力系统中各节点电压幅值和向量角度： (9)(7)判断有功和无功功率偏差是否满足收敛条件，求出电力系统经过发电机调速和负荷响应后的潮流分布； (8)计算节点电压状态指标V_vi： (9)计算当前电力系统运行状态的等效电压和临界值指标V_th：(10)整个系统电压稳定性评估指标VSI： 。