电压稳定预防控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种电压稳定预防控制方法及装置，其中，该方法包括：通过循环以下步骤来实现电压稳定预防控制：对于电力系统的预想故障集中的每个故障，计算故障稳定裕度；将故障稳定裕度小于1的故障加入失稳故障集；对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，计算系统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度；根据灵敏度选择参与控制集，参与控制集包括待控制变量；将灵敏度代入电力系统的电压稳定预防控制的列式中求解，获得系统控制向量；根据系统控制向量对参与控制集中的待控制变量进行电压稳定预防控制。该方案避免了计算量大、无法预估最佳减载地点而使得控制变量数目巨大的技术问题，可同时处理多个失稳故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及电力安全
，特别设及一种电压稳定预防控制方法及装置。
技术介绍
电压失稳故障可分为两类：一类是故障后的系统不存在新的静态稳定平衡点；另 一类是故障后的系统存在静态稳定平衡点，但是系统无法过渡到运个新的稳定平衡点，例 如故障实际的切除时间大于极限切除时间。第1类失稳故障可W采用静态方法来研究，而 第2类失稳故障只能采用暂态稳定方法来研究，本项目仅对于前者进行处理，是电压稳定 预防控制问题。预防控制算法要同时考虑多个运类失稳故障，而紧急控制算法只需考虑一 个失稳故障。不论哪种方式都存在如下困难：没有一个对应的故障后潮流解，从而无法形成 雅可比矩阵，无法直接计算控制的灵敏度。 针对上述困难，现有的处理方法主要有两类。一类是间接方法，即将问题分解为一 个恢复潮流可解性的子问题和一个根据灵敏度矢量捜索最小减载方向的子问题来迭代求 解。其中，在恢复潮流可解性和求解负荷空间稳定临界点的环节上又可分为基于最优乘子 的阻尼牛顿潮流算法和基于局部参数化的连续潮流方法两种算法，后者要求已知一个可行 的初始卸负荷策略。另一类是直接方法，即直接求解KKT条件的最优潮流算法。该方法的 机理是在潮流可行域边界上系统二阶海森矩阵非奇异、可解，并通过最小卸负荷的目标函 数实现。因该方法要形成和因子化二阶海森矩阵，计算量大，无法预估最佳减载地点而使得 控制变量数目巨大，造成在线实用化很困难。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电压稳定预防控制方法，W解决现有技术中计算量大， 无法预估最佳减载地点而使得控制变量数目巨大的技术问题。该方法包括：通过循环W下 步骤来实现电压稳定预防控制：对于电力系统的预想故障集中的每个故障，计算故障稳定 裕度，其中，所述故障稳定裕度表示电力系统故障情况下的静态稳定程度；将故障稳定裕度 小于1的故障加入失稳故障集；对于失稳故障集中的每个故障，计算系统控制向量对于故 障稳定裕度的灵敏度；根据所述灵敏度选择参与控制集，所述参与控制集包括待控制变量； 将所述灵敏度代入电力系统的电压稳定预防控制的列式中求解，获得所述系统控制向量； 根据所述系统控制向量对所述参与控制集中的待控制变量进行电压稳定预防控制。 阳〇化]在一个实施例中，还包括：对电压稳定预防控制后的电力系统计算在基态和原失 稳故障情况下的稳定裕度。 在一个实施例中，对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，计算系统控制向量 对于故障稳定裕度的灵敏度，包括：对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，求取虚拟的 静态稳定临界点和故障稳定裕度；对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，在所述静态 稳定临界点处计算系统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度。 在一个实施例中，对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，求取虚拟的静态稳 定临界点和故障稳定裕度，包括：对于多重复杂故障的参数化后的系统潮流方程： f(X，入，U) = 0 其中，X G护，X是状态向量；A G R，A是故障参数；U G r，U是控制参数向量， 在电压稳定预防控制中为控制向量，在故障连续潮流计算中为已知量； 对电力系统多重复杂故障的参数化后的系统潮流方程，采用拟弧长参数化方法扩 展系统方程为：阳〇1引式中第二个方程护Y I-As=O是一维拟弧长参数化方 程，该方程保证扩展雅克比矩阵在鞍结型分岔点是非奇异的；上标j表示待求点，j-1表示 前一个解点，是已知量；;/1表示弧长对参数A在前一点的偏导数，V-I表示状态变量弧长 对X在前一点的梯度向量；A S是计算步长； 忽略上标，得到扩展后的系统潮流方程的雅克比矩阵：[001引其中，fx(x,入，U)是函数向量f(X,A,U)对状态向量X的梯度矩阵，fx(x,A,U)表 示潮流雅可比矩阵，fA(X，入，U)是函数向量f(X，A,U)对参数A的梯度向量； 求得X-A曲线上的一系列点，将故障参数A的最大值Amex对应的电力系统运行 点确定为虚拟的静态稳定临界点；将Amgy-I定义为故障稳定裕度。 在一个实施例中，对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，在所述静态稳定临 界点处计算系统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度，包括：当所述静态稳定临界点为鞍 结型分岔点时，通过W下公式计算在所述静态稳定临界点处计算系统控制向量对于故障稳 定裕度的灵敏度： 其中，AuU是故障稳定裕度对控制参数向量U的灵敏度，W是电压崩溃临界点处 潮流雅克比矩阵的左特征向量，fu(x, A,u) U是电压崩溃临界点处函数向量f(x, A,U)对 控制参数U的一阶导数矩阵，f\(x，A，u)L是电压崩溃临界点处函数向量f(x，A，u)对故 障参数A的偏导数向量。 在一个实施例中，对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，在所述静态稳定临 界点处计算系统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度，包括：当所述静态稳定临界点为约 束诱导型分岔点时，通过W下公式计算在所述静态稳定临界点处计算系统控制向量对于故 障稳定裕度的灵敏度： 其中，是灵敏度，k是约束诱导分叉对应节点电压幅值的变量编号，6k是第 k列为1，其余元素均为O的n维行向量；6。+1是第n+1列为1，其余元素均为O的n+1维行 向量；fu(x，A，u)L是电压崩溃临界点处函数向量f(x，A，u)对控制参数U的一阶导数矩 阵，fX(X，A，u)L是电压崩溃临界点处函数向量f(x，A，u)对故障参数A的偏导数向量； fu(x,A,u)U是电压崩溃临界点处函数向量f(x,A,u)对状态向量X的一阶导数矩阵。 在一个实施例中，电力系统的电压稳定预防控制的列式为： 阳024]入imax(X〇,U〇)+SiAU> 1. 0其中，AI,m。,是失稳故障i的最大故障参数，（X。，u。）是运行点，Si是失稳故障i对 应的灵敏度矢量，AU是系统控制向量，i= 1，2,…，n。，n。是正整数。 本专利技术实施例还提供了一种电压稳定预防控制装置，W解决现有技术中计算量 大，无法预估最佳减载地点而使得控制变量数目巨大的技术问题。该装置包括：控制模块， 用于通过循环执行W下单元来实现电压稳定预防控制：故障稳定裕度计算单元，用于对于 电力系统的预想故障集中的每个故障，计算故障稳定裕度，其中，所述故障稳定裕度表示电 力系统故障情况下的静态稳定程度；故障加入单元，用于将故障稳定裕度小于1的故障加 入失稳故障集；灵敏度计算单元，用于对于失稳故障集中的每个故障，计算系统控制向量对 于故障稳定裕度的灵敏度；选择单元，用于根据所述灵敏度选择参与控制集，所述参与控制 集包括待控制变量；求解单元，用于将所述灵敏度代入电力系统的电压稳定预防控制的列 式中求解，获得所述系统控制向量；控制单元，用于根据所述系统控制向量对所述参与控制 集中的待控制变量进行电压稳定预防控制。 在一个实施例中，所述控制模块还包括：稳定裕度计算单元，用于对电压稳定预防 控制后的电力系统计算在基态和原失稳故障情况下的稳定裕度。 在一个实施例中，所述灵敏度计算单元，包括：第一计算子单元，用于对于电力系 统的失稳故障集中的每个故障，求取虚拟的静态稳定临界点和故障稳定裕度；灵敏度计算 子单元，用于对于电力系统的失稳故障集中的每个故障，在所述静态稳定临界点处计算系 统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压稳定预防控制方法，其特征在于，包括：通过循环以下步骤来实现电压稳定预防控制：对于电力系统的预想故障集中的每个故障，计算故障稳定裕度，其中，所述故障稳定裕度表示电力系统故障情况下的静态稳定程度；将故障稳定裕度小于1的故障加入失稳故障集；对于失稳故障集中的每个故障，计算系统控制向量对于故障稳定裕度的灵敏度；根据所述灵敏度选择参与控制集，所述参与控制集包括待控制变量；将所述灵敏度代入电力系统的电压稳定预防控制的列式中求解，获得所述系统控制向量；根据所述系统控制向量对所述参与控制集中的待控制变量进行电压稳定预防控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，李长宇，夏雪，吴涛，谢欢，李善颖，曹天植，赵峰，李晓波，张杰，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，杭州沃瑞电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11