电力系统PMU布点、及对应母线选取发电机方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统PMU布点方法，包括：设置离线仿真所用的故障集；利用故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值；根据故障集和仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和；根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值；根据暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线。上述电力系统PMU布点方法实现了PMU的合理配置，提高对电力系统的监测效率。

【技术实现步骤摘要】
电力系统PMU布点、及对应母线选取发电机方法和系统
本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种电力系统PMU布点、及对应母线选取发电机方法和系统。
技术介绍
电力系统是一种由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。在电力系统中，感应电动机为主要的感应负载，占负荷的比例日趋增大。在电力系统发生故障后，感应电动机的无功功率的需求急剧增长，如果输电过程的受端交流系统内无功电源输出的无功功率不能满足需求，会导致电网电压较长时间和较大幅值的跌落，甚至持续恶化造成电压崩溃。为了提高暂态电压稳定性，需要及时并全面的监测电力系统中关键母线的电压，并充分利用发电机的无功储备来支撑电力系统的暂态电压。现有的检测电力系统中母线电压的方法，主要是在母线上设置PMU以检测母线的电压。一般情况下，由于PMU的数目有限，因此难以做到整个电力系统的完全可观，导致对电力系统的监测效率低，利用发电机的无功储备来实现暂态电压稳定的效率低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种监测效率较高的电力系统PMU布点、及对应母线选取发电机方法和系统。一种电力系统PMU布点方法，包括如下步骤：设置离线仿真所用的故障集，所述故障集包括离线仿真的多个故障对应的概率值；根据所述故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到所述故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值；根据所述故障集和所述仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在所述故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和；根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和所述仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值；根据所述暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线。一种电力系统PMU布点系统，包括：故障设置模块，用于设置离线仿真所用的故障集，所述故障集包括离线仿真的多个故障对应的概率值；离线仿真模块，用于利用所述故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到所述故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值；电压求和模块，用于根据所述故障集和所述仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在所述故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和；风险检测模块，用于根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和所述仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值；布点选取模块，用于根据所述暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线。上述的电力系统PMU布点方法和系统，根据设置的故障集对待检测故障母线进行离线仿真，得到离线仿真得到的各个故障下的仿真电压值的加权和，根据仿真电压值的加权和、暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值和预设高压值分别获取各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值，并根据暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线作为PMU布点母线，实现了PMU的合理配置，提高对电力系统的监测效率。一种电力系统对应母线选取发电机方法，包括如下步骤：选取上述的故障集内的其中一个故障，分别对上述各个PMU布点母线进行离线仿真，检测仿真故障后各个发电机对当前PMU布点母线的无功出力值；根据各个发电机的无功出力值的变化情况，获取各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值；根据各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值，选取当前PMU布点母线的支撑发电机。一种电力系统对应母线选取发电机系统，包括：无功检测模块，用于选取上述的故障集内的其中一个故障，分别对上述的各个PMU布点母线进行离线仿真，检测仿真故障后各个发电机对当前PMU布点母线的无功出力值；支撑检测模块，用于根据各个发电机的无功出力值的变化情况，获取各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值；发电机选取模块，用于根据各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值，选取当前PMU布点母线的支撑发电机。上述的电力系统对应母线选取发电机方法和系统，通过采用故障集中的一个故障对PMU布点母线进行离线仿真，获取各个发电机对各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值，进而根据各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值，选取当前PMU布点母线的支撑发电机，可以有效提高对应的PMU布点母线的暂态电压稳定性，从而提高电力系统的暂态电压稳定性。附图说明图1为本专利技术一实施例中电力系统PMU布点方法的流程图；图2为根据暂态失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线作为PMU布点母线的具体流程图；图3为本专利技术一实施例中电力系统对应母线选取发电机方法的流程图；图4为本专利技术一实施例中电力系统PMU布点系统的模块图；图5为一实施例中图4所示布点选取模块的具体单元图；图6为本专利技术一实施例中电力系统对应母线选取发电机系统的模块图；图7为一应用例中电力系统PMU布点方法的流程图；图8为应用例中电力系统对应母线选取发电机方法的流程图；图9为应用例中结合PMU布点和对应母线选取发电机得到的暂态电压稳定性广域可观与可控布点方法的流程示意图。具体实施方式参考图1，本专利技术一实施例中电力系统PMU布点方法，包括如下步骤S110至步骤S190。S110：设置离线仿真所用的故障集，故障集包括离线仿真的多个故障对应的概率值。本实施例中，可以针对所研究电力系统的实际情况设定故障集，故障集中包含M个故障，记每个故障的出现概率为其中i＝1，2，…，M，满足S130：利用故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值。待检测故障母线为电力系统中需要被检测电压的母线，通过在待检测故障母线上配置PMU来检测该条母线的电压。本实施例中选定的待检测故障母线包括电力系统中所有的非纯传输节点。采用故障集中的任一个故障对待检测故障母线进行离线仿真时，可以得到各条待检测故障母线在故障下的电压值。因此，通过分别采用故障集中的各个故障进行仿真，可以得到各条母线在各个故障下的仿真电压值。设有N条待检测故障母线，采用故障集中的每一个故障对待检测故障母线进行仿真，记录第j条母线在第i个故障下的电压曲线。S150：根据故障集和仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和。在其中一个实施例中，步骤S150包括公式：式中，为故障集中第i个故障的概率值，Vi,j为第j条母线在第i个故障下的电压值，Vj为第j条母线在故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和。S170：根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值。在其中一实施例中，步骤S170中分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值，包括公式：υj＝Dj+Sj；式中，Vj为仿真电压的加权和，Tj为Vj低于预设值的时间，t0为仿真故障开始时刻，T为离线仿真时长，Dj为失稳判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统PMU布点方法，其特征在于，包括如下步骤：设置离线仿真所用的故障集，所述故障集包括离线仿真的多个故障对应的概率值；利用所述故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到所述故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值；根据所述故障集和所述仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在所述故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和；根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和所述仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值；根据所述暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统PMU布点方法，其特征在于，包括如下步骤：设置离线仿真所用的故障集，所述故障集包括离线仿真的多个故障对应的概率值；利用所述故障集对应的多个故障对待检测故障母线进行离线仿真，得到所述故障集对应的各个故障下的各条待检测故障母线的仿真电压值；根据所述故障集和所述仿真电压值，分别计算各条待检测故障母线在所述故障集对应的多个故障下的仿真电压值的加权和；根据电力系统的暂态电压值低于预设值的时间、仿真故障开始时刻、离线仿真时长、预设低压值、预设高压值和所述仿真电压值的加权和，分别计算各条待检测故障母线的暂态电压失稳风险指标值，包括公式：υj＝Dj+Sj；式中，Vj为所述仿真电压的加权和，Tj为Vj低于预设值的时间，t0为所述仿真故障开始时刻，T为所述离线仿真时长，Dj为失稳判据值，Sj为电压超标值，υj为所述暂态电压失稳风险指标值；根据所述暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线。2.根据权利要求1所述的电力系统PMU布点方法，其特征在于，所述根据所述暂态电压失稳风险指标值和可用PMU数量选取待检测故障母线，作为PMU布点母线，包括：按照所述暂态电压失稳风险指标值由大到小的顺序选取对应的待检测故障母线，得到布点母线集，其中，所述布点母线集中的待检测故障母线的数量与可用PMU数量相等；选取所述布点母线集中的待检测故障母线作为所述PMU布点母线。3.根据权利要求2所述的电力系统PMU布点方法，其特征在于，所述按照所述暂态电压失稳风险指标值由大到小的顺序选取对应的待检测故障母线，得到布点母线集之后，选取所述布点母线集中的待检测故障母线作为所述PMU布点母线之前，还包括：若所述布点母线集中存在两个以上的待检测故障母线之间的电气距离在预设距离内；则选取电气距离在预设距离内的待检测故障母线作为筛选母线集，标记各个筛选母线集中所述暂态电压失稳风险指标值最大的待检测故障母线以及所述布点母线集中不属于所述筛选母线集的待检测故障母线，得到已标记数目；按照所述暂态电压失稳风险指标值的由大到小的顺序，从所述布点母线集之外的待检测故障母线中标记指定数量的待检测故障母线，其中，所述指定数量为所述可用PMU数量与所述已标记数目之差；将标记的待检测故障母线设为更新后的布点母线集。4.一种电力系统对应母线选取发电机方法，其特征在于，包括如下步骤：选取权利要求1-3任一项所述的故障集内的其中一个故障，分别对权利要求1-3任一项所述的PMU布点母线进行离线仿真，检测仿真故障后各个发电机对当前PMU布点母线的无功出力值；根据各个发电机的无功出力值的变化情况，获取各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值；根据各个发电机对当前PMU布点母线的暂态电压支撑能力指标值，选取当前PMU布点母线的支撑发电机。5.一种电力系统PMU布点系统，其特征在于，包括：故障设置模块，用于设置离线仿真所用的故障集...

【专利技术属性】
技术研发人员：周保荣，谢小荣，董宜鹏，洪潮，金小明，姚文峰，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，清华大学，
类型：发明
国别省市：广东;44