维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法技术方案

本发明专利技术提出了一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，包括如下步骤：采集节点数据；系统实时戴维南等值计算；计算保留非线性特性的电压动态线性化方程；模态分析得到电压控制判据；根据电压动态稳定和静态稳定信息设定SVC电压参考值；如无法实现电压稳定的控制，则启动分区倒负荷方案。本发明专利技术提供的方法能够有效地配合分区倒负荷方法，防止电压失稳，在电压恢复过程中可以减小电压跌落深度，使得电压快速稳定，并维持电压稳定在合理的范围内。

【技术实现步骤摘要】
维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法
本专利技术属于电力系统电压稳定控制
，具体涉及一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法。
技术介绍
随着现代电力工业的迅速发展，电力系统受端的规模也在不断扩大，负荷水平的不断增长，这使得电力系统稳定尤其是电压稳定面临更为严峻的挑战。上世纪70年代以来，由电压崩溃导致的多起大停电事故引起了世界各国电力工业界和学术界对电力系统电压稳定性的极大重视。IEEE和CIGRE均成立了专门的电压稳定工作组对电压稳定进行定义、分类和相关研究。我国《电力系统安全稳定导则》中也同样对电压稳定进行了定义，并对电压失稳进行了分类。同时，对电力系统电压稳定控制的研究也越来越受到学界的关注。通过对节点信息的采集与分析得到当前节点电压稳定的信息从而控制相应无功补偿等装置动作从而维持系统电压稳定是电压稳定控制的思路之一。SVC作为研究较早的无功补偿装置，在电力系统中已经得到了较为广泛的应用。作为并联型无功补偿装置，SVC对当前节点乃至整个电力系统的电压稳定具有重要的作用。但是，当系统电压发生紧急状况时，如直接启动现有分区倒负荷方案，算法复杂且代价较高。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，以克服现有技术存在的缺陷，配合分区倒负荷，以防止系统电压崩溃，使得电压较快地恢复稳定。技术方案：一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，包括如下步骤：1)节点数据采集：每隔第一预定时间采集节点处的实时数据，所述实时数据包括有功功率、无功功率、电压、电流，以及电压与电流间相角信息；2)系统实时戴维南等值计算：3)计算得到保留非线性特性的电压动态线性化方程：针对戴维南等值后的系统，根据节点有功功率和无功功率平衡关系得到电压微分状态方程，在奇点处对电压微分状态方程进行泰勒展开得到保留非线性特性的电压动态线性化方程；4)模态分析得到电压控制判据：由电压动态线性化方程得到判别矩阵，对判别矩阵进行模态分析，若存在实部大于零的特征根，则给出动态电压不稳定判据；否则给出动态电压稳定判据；5)根据电压动态稳定和静态稳定信息设定SVC电压参考值：若步骤4)中判据显示节点动态电压不稳定，则计算不稳定模态与电压幅值间的参与因子确定SVC电压参考值；若步骤4)中判据显示节点动态电压稳定，则通过阻抗模态判断节点静态电压是否稳定，若节点静态电压不稳定则维持之前的SVC电压参考值，若节点静态电压稳定则恢复SVC初始电压参考值，并且每隔第二预定时间对SVC电压参考值进行更新；6)启动分区倒负荷方案：如通过步骤1)到步骤5)无法实现电压稳定的控制，则启动分区倒负荷方案。在进一步的实施例中，所述步骤5具体为：51)判断步骤4)中得到的电压稳定动态判据，若判据为系统动态电压失稳则转到步骤52)，否则转到步骤53)；52)计算不稳定模态i与电压幅值间的参与因子PUi，根据整定的SVC电压参考值最大变化量ΔVrefmax，得到SVC电压参考值变化量ΔVref＝ΔVrefmax×PUi，设置SVC电压参考值为Vref＝Vref0+ΔVref，转到步骤56)；53)根据负荷阻抗与戴维南等值阻抗之间的关系，给出系统静态电压稳定判据，若判据为系统静态电压不稳定则转到步骤54)，否则转到步骤55)；54)维持上一次计算得到的SVC电压参考值，转到步骤56)；55)恢复SVC电压参考值的初始值Vref0，转到步骤56)；56)第二预定时间后，转到步骤51)。在进一步的实施例中，所述步骤2)具体为：21)初始计算时，利用初始两个采样点的数据计算得到戴维南等值电路参数作为系统实时等值参数的初值；22)得到初始值后，利用本次采样得到的电压和电流的幅值，以及根据上一次采样数据计算得到的等值电势的大小和相角计算得到等值阻抗的预测值，利用等值阻抗上一次采样计算值和本次预测值计算得到等值电动势的修正量，修正得到本次等值电势的幅值和相角。根据修正得到的等值电势的参数进一步得到本次系统等值阻抗的计算值；23)继续采样，并返回步骤22)。在进一步的实施例中，所述步骤3)中电压动态线性化方程以及判别矩阵的计算具体步骤为：31)、针对戴维南等值后的系统，得到节点有功功率和无功功率平衡关系，得到相应的功率平衡表达式；32)、将步骤31)中功率平衡表达式对时间求导数，得到节点电压微分状态方程；33)、将步骤32)中的节点电压微分方程在起点处进行泰勒展开得到保留非线性特性的电压动态线性化方程，以及相应的判别矩阵。在进一步的实施例中，所述步骤4)中动态电压稳定性的判据得到的具体方法为：对步骤3)中得到的判别矩阵进行模态分析，得到相应的特征值和特征向量，特征值中如果存在实部为正的特征值，则给出系统动态电压不稳定的判据，如果所有的特征值实部均为负，则给出系统动态电压稳定的判据。在进一步的实施例中，所述步骤6)中分区倒负荷具体步骤为：61)根据地理位置以及现有接线情况，遵循便于调度的原则，找出所有可能的倒负荷方案；62)针对电压不稳定区域进行戴维南等值，根据戴维南等值后的系统阻抗模值(Zk)与负荷阻抗模模值(ZL)之间的关系，判断启动倒负荷方案后系统的电压稳定性；若系统阻抗模值(Zk)≥0.8负荷阻抗模模值(ZL)，则给出系统静态电压不稳定判据；若Zk<0.8ZL，则给出系统静态电压稳定判据；63)在所有电压稳定方案中选取最小的方案作为最优方案，开始动作。在进一步的实施例中，所述第一预定时间为20毫秒，所述第二预定时间为5秒。在更优选的实施例中，所述步骤2)进一步为：21)、利用前两次采样并处理得到的数据计算戴维南等值参数的初始值，假设前两次采样得到的数据中电压、电流的数据分别为和IL0、IL1，则系统戴维南等值参数初始值的计算式为：公式(4)系统戴维南等值电势初始值的计算式为：公式(5)22)、利用第i次采样得到的电压、电流数据ILi以及第i-1次计算得到的等值电势的参数Eki-1、δki-1计算得到相应的等值阻抗的预测值计算表达式为：公式(6)，公式(7)，23)、修正得到第i次计算的等值电势公式(8)公式(9)进而得到等值电势的修正值若且ΔZ＞0，则若且ΔZ＜0，则若且ΔZ＞0，则若且ΔZ＜0，则若则从而第i次采样后得到的戴维南等值电势为：公式(10)；24)、将步骤23)中得到的第i次采样后得到的戴维南等值电势分别带入公式(6)和公式(7)中得到第i次采样后等值阻抗的计算值25)、继续获取第i+1次采样数据，并转到步骤22)；其中IL、PL、QL分别为采集参数，为需要计算的等值参数，上标·表示复数形式，括号中为等值计算时具体采用的参数形式。在更优选的实施例中，所述步骤3)进一步为：31)、针对实时戴维南等值系统，节点处有功功率和无功功率平衡表达式为：公式(11)公式(12)其中32)、将公式(11)和公式(12)对时间t求导，可得：公式(13)公式(14)进而可得到电压的微分状态方程为：公式(15)公式(16)33)、在公式(15)和公式(16)的奇点处将公式泰勒展开，并忽略高次项保留一次项，即可得到动态线性化方程：公式(17)公式(18)相应的判别矩阵Jac为在更优选的实施例中，所述步骤5)进一步为：51)、判断步骤4)中给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，其特征在于，包括如下步骤：1)节点数据采集：每隔第一预定时间采集节点处的实时数据，所述实时数据包括有功功率、无功功率、电压、电流，以及电压与电流间相角信息；2)系统实时戴维南等值计算：3)计算得到保留非线性特性的电压动态线性化方程：针对戴维南等值后的系统，根据节点有功功率和无功功率平衡关系得到电压微分状态方程，在奇点处对电压微分状态方程进行泰勒展开得到保留非线性特性的电压动态线性化方程；4)模态分析得到电压控制判据：由电压动态线性化方程得到判别矩阵，对判别矩阵进行模态分析，若存在实部大于零的特征根，则给出动态电压不稳定判据；否则给出动态电压稳定判据；5)根据电压动态稳定和静态稳定信息设定SVC电压参考值：若步骤4)中判据显示节点动态电压不稳定，则计算不稳定模态与电压幅值间的参与因子并确定SVC电压参考值；若步骤4)中判据显示节点动态电压稳定，则通过阻抗模态判断节点静态电压是否稳定，若节点静态电压不稳定则维持之前的SVC电压参考值，若节点静态电压稳定则恢复SVC初始电压参考值，并且每隔第二预定时间对SVC电压参考值进行更新；6)启动分区倒负荷方案：如通过步骤1)到步骤5)无法实现电压稳定的控制，则启动分区倒负荷方案。...

【技术特征摘要】
1.一种维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，其特征在于，包括如下步骤：1)节点数据采集：每隔第一预定时间采集节点处的实时数据，所述实时数据包括有功功率、无功功率、电压、电流，以及电压与电流间相角信息；2)系统实时戴维南等值计算：3)计算得到保留非线性特性的电压动态线性化方程：针对戴维南等值后的系统，根据节点有功功率和无功功率平衡关系得到电压微分状态方程，在奇点处对电压微分状态方程进行泰勒展开得到保留非线性特性的电压动态线性化方程；4)模态分析得到电压控制判据：由电压动态线性化方程得到判别矩阵，对判别矩阵进行模态分析，若存在实部大于零的特征根，则给出动态电压不稳定判据；否则给出动态电压稳定判据；5)根据电压动态稳定和静态稳定信息设定SVC电压参考值：若步骤4)中判据显示节点动态电压不稳定，则计算不稳定模态与电压幅值间的参与因子并确定SVC电压参考值；若步骤4)中判据显示节点动态电压稳定，则通过阻抗模态判断节点静态电压是否稳定，若节点静态电压不稳定则维持之前的SVC电压参考值，若节点静态电压稳定则恢复SVC初始电压参考值，并且每隔第二预定时间对SVC电压参考值进行更新；6)启动分区倒负荷方案：如通过步骤1)到步骤5)无法实现电压稳定的控制，则启动分区倒负荷方案。2.如权利要求1所述的维持电力系统电压稳定的分区倒负荷配合方法，其特征在于，所述步骤5具体为：51)判断步骤4)中得到的电压控制判据，若判据为系统动态电压失稳则转到步骤52)，否则转到步骤53)；52)计算不稳定模态i与电压幅值间的参与因子PUi，根据整定的SVC电压参考值最大变化量ΔVrefmax，得到SVC电压参考值变化量ΔVref＝ΔVrefmax×PUi，设置SVC电压参考值为Vref＝Vref0+ΔVref，转到步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤奕，管永高，石磊，蔡明明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32