一种电力系统短期电压稳定控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统短期电压稳定控制方法，该方法首先通过现场测量互感器测量电力系统运行状态，经过状态估计计算后，得到系统运行的稳态运行数据，构建基于最优潮流的无功优化非线性规划模型，然后从电力系统稳定数据库中提取系统动态数据，构建描述系统动态特性的微分代数方程组及其初值方程，依据上述稳态数据和动态数据，对动态无功补偿装置进行建模，然后构造动态优化模型，最后求解基于稳定约束最优潮流的动态无功优化模型。将无功备用的优化结果编码为控制指令，通过电力系统遥控系统发送至现场发电机和无功补偿装置；本发明专利技术能够高效、准确地计算出系统运行中最优的动态无功备用调度方案，提升系统运行的短期电压稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统的运行调度和稳定控制
，尤其涉及。
技术介绍
现代电力系统为了追求运行的经济性，通常会被调度运行在重载工况下，从而实现电力与能源的广域最优配置、传输和消费。复杂的电力市场约束、昂贵的输电线路建设、多重的继电保护模式等因素进一步加重了电力系统的负载条件，使得电力系统极有可能运行在其稳定域之外，从而导致了系统可靠性的降低，在系统受到扰动，尤其是大扰动下会形成系统短期电压失稳，进而引发大停电事故，造成极大的经济损失和社会影响。电力系统无功备用是一种保持系统具有足够无功储备的指标，有助于在负荷增长、电源失去、系统故障与扰动过程中使系统保持稳定的电压，从而保证发电机、负荷等电力系统重要设备的正常工作。保持充足、合理的无功备用是电力系统调度的一项重要任务。文献《Development ofMult1-linear Regress1n Models for Online Voltage Stability Margin Estimat1n))从统计学的角度分析并证明了系统稳态意义下无功备用对系统电压稳定裕度具有重要影响。为了提供充足的无功备用，在电力系统规划和调度阶段均有不同的优化方法用以安装无功补偿装置并在运行过程中合理调控这些装置，从而缓解扰动下的系统失稳现象。根据文献《Reactive reserve-based contingency constrained optimal powerflow for enhancement of voltage stability margins〉〉和〈〈Dynamic Optimizat1n BasedReactive Power Planning to Mitigate Slow Voltage Recovery and Short Term VoltageInstability》，已有工程技术多偏重于静态无功电源的规划与无功备用的调控，而少有对动态无功电源与备用状态的系统化、自动化的配置调控讨论和实践，尤其是在系统运行调度阶段，更缺少一种可靠、经济的动态无功备用决策方法。事实上，在系统经受大扰动时，系统极有可能出现暂态失稳现象，扰动后的系统暂态性能无法满足短期电压稳定判据，包括发电侧的低电压穿越(LowVoltage Ride Through, LVRT)问题和负荷侧的故障延迟电压恢复(Fault-1nduced Delayed Voltage Recovery, FIDVR)问题。在这种情况下，就需要有效、经济的确定系统动态无功备用，通过数值优化方法确定系统动态无功补偿设备的稳态无功出力，使得它们在故障暂态过程中能够提供足够的动态无功补偿，从而使系统规避失稳事故，提高电力系统运行的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供，用于合理、经济、高效地确定电力系统动态无功补偿设备的稳态出力，为大扰动下系统暂态稳定预备足够的备用余量，提升其短期电压稳定性，可用于电力系统稳定控制和调度运行等领域。本专利技术的目的电力系统短期电压稳定控制方法，包括如下步骤:第一步:通过现场测量互感器测量电力系统运行状态，经过状态估计计算后，得到系统运行的稳态运行数据，构建基于最优潮流的无功优化非线性规划模型P1,形如:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统短期电压稳定控制方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：通过现场测量互感器测量电力系统运行状态，经过状态估计计算后，得到系统运行的稳态运行数据，构建基于最优潮流的无功优化非线性规划模型P1，形如：P1:minΦ(u)us,tH(u)=0G‾≤G(u)≤G‾]]>其中，u为待优化的变量，包括发电机出力、节点电压和无功补偿方案；Φ为目标函数，通常设置为最小化燃料成本或系统网损；H为等式约束，包括潮流方程；G为不等式约束，包括发电机出力约束、节点电压约束和线路潮流约束；和分别为不等式约束的上下限。第二步：从电力系统稳定数据库中提取系统动态数据，构建描述系统动态特性的微分代数方程组F1及其初值方程E1，形如：F1(x·(t),x(t),u)=0]]>E1(x(0),u)＝0其中t为仿真时间，x和分别为状态变量及其导数,x(0)代表状态变量的初值。第三步：依据上述稳态数据和动态数据，对动态无功补偿装置进行建模。将其稳态特性加入非线性规划模型P1中，即在潮流方程中考虑动态无功补偿装置的无功输出，将其无功出力作为待优化变量，同时在不等式约束中加入其无功出力容量限制。同时，将其动态特性加入微分代数方程组F1及其初值方程E1中。从而，得到考虑动态无功补偿装置的非线性规划模型P2、微分代数方程F2及其初值方程E2，形如：P2:minΦ(u)u's,tH'(u')=0G'‾≤G'(u')≤G'‾]]>F2(x'·(t),x'(t),u')=0]]>E2(x′(0),u′)＝0其中u′为考虑动态无功补偿装置后的待优化变量，H′和G′分别为考虑动态无功补偿装置后的等式和不等式约束，和分别为考虑动态无功补偿装置后的不等式约束上限和下限，x′和分别为考虑动态无功补偿装置后的状态变量及其导数。第四步：基于上述非线性规划模型P2、微分代数方程组F2和初值方程E2，构造动态优化模型P3，即将微分代数方程组F2和初值方程E2作为等式约束集成到原有非线性规划模型P2中，同时在不等式约束中加入稳定约束S。从而得到基于稳定约束最优潮流的动态无功优化模型P3。P3:minu'Φ(u')s.tF2(x·'(t),x'(t),u')=0E2(x'(0),u')=0H'(u')=0G‾'≤G'(u')≤G‾'S‾≤S(x'(t))≤S‾]]>其中，和分别为稳定约束的S的上限和下限。第五步：使用动态优化算法求解基于稳定约束最优潮流的动态无功优化模型P3。将无功备用的优化结果编码为控制指令，通过电力系统遥控系统发送至现场发电机和无功补偿装置。该控制指令得到的系统运行点可以有效规避预想故障中可能存在的短期电压稳定问题，提升系统运行的安全性。...

【技术特征摘要】
1.一种电力系统短期电压稳定控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:通过现场测量互感器测量电力系统运行状态，经过状态估计计算后，得到系统运行的稳态运行数据，构建基于最优潮流的无功优化非线性规划模型P1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿光超，江全元，周姝灿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33