基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法技术

本发明专利技术公开了基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，它包括获取电力系统初始数据；得到电力系统微分代数状态方程；通过电力系统稳态分析，得到系统稳定平衡点；在平衡点处对状态方程进行模态级数法分析；计算模式j与复合模式对(k,l)的非线性相关系数，求出非线性相关系数中的最大值，并确定与非线性相关系数最大值对应的复合模式对(k,l)；计算复合模式对(k,l)与第i个状态变量x间的非线性参与因子，求出非线性参与因子中的最大值，并确定与非线性参与因子中的最大值对应的状态变量x；根据状态变量x，判断系统失稳模式；解决了现有技术不能正确判别系统的失稳模式，并且无法采取针对性稳定控制策略来确保稳定控制措施的有效性等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法。
技术介绍
随着电力系统规模不断扩大和互联程度不断增加，电力系统的运行越来越接近其极限状态，电力系统的稳定性问题日益突出。功角稳定性和电压稳定性是电力系统稳定性的两个方面，且常常交织在一起，若孤立地对某一方面进行研究都是不全面的。明确功角失稳和电压失稳的区别和联系，有助于了解系统失稳原因以及稳定特性，更合理地安排系统运行方式，制定系统稳定控制方案。因此，必须对电力系统的各个方面加以详细考察，来研究电压稳定与功角稳定的关联性，以便采取有效的并且有针对性的预防控制措施阻止系统失稳的发生。现代电力系统是强非线性系统，这种强非线性导致了系统内部的非线性相互作用主导着系统的动态行为。系统的非线性相互作用越强，表现出的非线性特性越强。目前，电压稳定与功角稳定的关联性分析方法主要有小扰动分析法、能量函数法、分岔理论、混沌理论、戴维南等值跟踪法、概率特征根分析法等，虽然这些方法都计及了系统的动态特性，能够判别出系统的失稳类别，但是都未给出系统内部结构特征的任何信息，也未考虑系统内部的非线性相互作用，如模式间的非线性相互作用，模式与状态变量间的非线性相互作用，导致系统无法正确判别系统的失稳模式，并且无法采取针对性稳定控制策略来确保稳定控制措施的有效性等问题。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题：提供一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，以解决现有技术中电力系统的电压稳定与功角稳定关联性分析中，由于没有考虑系统内部结构特征的任何信息，也未考虑系统内部的非线性相互作用，如模式间的非线性相互作用，模式与状态变量间的非线性相互作用，导致的无法正确判别系统的失稳模式，并且无法采取针对性稳定控制策略来确保稳定控制措施的有效性等问题。本专利技术技术方案：一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，它包括：步骤A：获取电力系统初始数据；步骤B：根据电力系统初始数据，得到电力系统微分代数状态方程；步骤C：通过电力系统稳态分析，得到系统稳定平衡点XSEP；步骤D：在系统稳定平衡点XSEP处对电力系统微分代数状态方程进行模态级数法分析；步骤E：计算模式j与复合模式对(k,l)的非线性相关系数求出非线性相关系数中的最大值，并确定与非线性相关系数最大值所对应的复合模式对(k,l)。步骤F：计算复合模式对(k,l)与第i个状态变量x间的非线性参与因子P2ikl，求出非线性参与因子中的最大值，并确定与非线性参与因子中的最大值对应的状态变量x；步骤G：根据状态变量x，判断系统失稳模式。步骤A所述电力系统初始数据包括发电机参数、变压器参数、线路参数，HVDC的设备参数、FACTS的设备参数和控制系统参数。步骤B所述电力系统微分代数状态方程其表达式为： x · = f ( x , y , μ ) 0 = g ( x , y , μ ) - - - ( 1 ) ]]>其中，x∈R为系统的状态变量，y∈R为系统的代数变量，μ为系统的控制参数和运行参数。步骤D所述在系统稳定平衡点XSEP处对系统微分代数状态方程进行模态级数法分析，其分析表达式为： x · i = A i X + 1 2 Σ k = 1 N Σ l = 1 N H k l i x k x l ... ]]>其中，是Jacobian矩阵A的第i行，i＝1,2,...,N；是Hessian矩阵，表达式为2阶表达式；步骤E所述求非线性相关系数表达式为：表示模式j与复合模式对(k,l)的非线性相互作用，其值越大，非线性相互作用越强，其中，复合模式对(k,l)由第k个模式与第l个模式组成。步骤F所述计算由复合模式对(k,l)与第i个状态变量x间的非线性参与因子，其计算公式为： P 2 i k l = v i k v i l ( Σ j = 1 N u i j h 2 k l j ) - - - ( 4 ) ]]>其中，P2ikl表示第k个模式与第l个模式所组成的复合模式对(k,l)与第i个状态变量x的非线性相关程度，v和u表示系统微分代数状态方程中矩阵A的左、右特征向量。步骤G所述根据状态变量x，判断失稳模式其判断方法为：状态变量x为功角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，它包括：步骤A：获取电力系统初始数据；步骤B：根据电力系统初始数据，得到电力系统微分代数状态方程；步骤C：通过电力系统稳态分析，得到系统稳定平衡点XSEP；步骤D：在系统稳定平衡点XSEP处对电力系统微分代数状态方程进行模态级数法分析；步骤E：计算模式j与复合模式对(k,l)的非线性相关系数求出非线性相关系数中的最大值，并确定与非线性相关系数最大值所对应的复合模式对(k,l)；步骤F：计算复合模式对(k,l)与第i个状态变量x间的非线性参与因子P2ikl，求出非线性参与因子中的最大值，并确定与非线性参与因子中的最大值对应的状态变量x；步骤G：根据状态变量x，判断系统失稳模式。

【技术特征摘要】
1.一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，它包括：步骤A：获取电力系统初始数据；步骤B：根据电力系统初始数据，得到电力系统微分代数状态方程；步骤C：通过电力系统稳态分析，得到系统稳定平衡点XSEP；步骤D：在系统稳定平衡点XSEP处对电力系统微分代数状态方程进行模态级数法分析；步骤E：计算模式j与复合模式对(k,l)的非线性相关系数求出非线性相关系数中的最大值，并确定与非线性相关系数最大值所对应的复合模式对(k,l)；步骤F：计算复合模式对(k,l)与第i个状态变量x间的非线性参与因子P2ikl，求出非线性参与因子中的最大值，并确定与非线性参与因子中的最大值对应的状态变量x；步骤G：根据状态变量x，判断系统失稳模式。2.根据权利要求1所述的一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，其特征在于：步骤A所述电力系统初始数据包括发电机参数、变压器参数、线路参数，HVDC的设备参数、FACTS的设备参数和控制系统参数。3.根据权利要求1所述的一种基于模态级数法的功角稳定与电压稳定的关联性分析方法，其特征在于：步骤B所述电力系统微分代数状态方程其表达式为：其中，x∈R为系统的状态变量，y∈R为系统的代数变量，μ为系统的控制参数和运行参数。4.根据权利要求1所述的一种基于模态级数法的功角稳定与电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：范强，林呈辉，文贤馗，肖永，陈建国，桂军国，徐长宝，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：贵州;52