电压稳定性的分析方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电压稳定性的分析方法和系统，其是先获取各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量，根据这四种参数计算获取输电网的潮流雅克比矩阵，并根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅克比矩阵，对降阶潮流雅克比矩阵进行分解，获得上三角矩阵，根据上三角矩阵中对角元素值的大小，选取较小的对角元素值对应的节点作为输电网静态电压的不稳定节点。降阶潮流雅克比矩阵比潮流雅克比矩阵的维数低，而且根据分解得到上三角矩阵，其中只涉及了线性运算，因此，本发明专利技术的方案计算简单，计算速度快，有效提高了确定输电网静态电压的不稳定节点的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种电压稳定性的分析方法和系统
技术介绍
电压稳定性是电力系统在额定运行条件下和遭受扰动之后系统中所有的母线都持续地保持可接受的电压的能力。电压不稳定的特点在于电压的逐步衰减，当有扰动如增加负荷或改变系统条件而造成渐进的、不可控制的电压降落，则系统进入电压不稳定状态。电压不稳定是一种局部的现象，然而局部的电压不稳定可能会发生连锁反应，造成整个系统发生电压崩溃。电压稳定分析主要分为静态稳定分析和暂态稳定分析，在静态稳定分析中，一项重要的工作就是不稳定节点的判定，即运行中易发生电压不稳定的母线。传统的确定不稳定节点的方法，一般采用最小奇异值来确定系统的不稳定节点，或采用最小奇异值灵敏度法确定系统的不稳定节点，或采用最小特征值灵敏度法确定系统的不稳定节点。这些方法需要进行特征值分解或奇异值分解，计算过程复杂，计算速度慢，
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的确定不稳定节点的方法需要进行特征值分解或奇异值分解，导致计算速度慢的问题，提供一种电压稳定性的分析方法和系统。一种电压稳定性的分析方法，包括以下步骤：分别获取输电网各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量；根据各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵；根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵；对降阶潮流雅可比矩阵进行分解，获得上三角矩阵；将上三角矩阵中的对角元素值从小到大依次排列，选取从最小的对角元素值开始的预设个数的对角元素值，确定预设个数的对角元素值对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点。一种电压稳定性的分析系统，包括以下单元：第一获取单元，用于分别获取输电网各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量；第二获取单元，用于根据各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵；第三获取单元，用于根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵；分解单元，用于对降阶潮流雅可比矩阵进行杜尔里特分解，获得上三角矩阵；选取确定单元，用于将上三角矩阵中的对角元素值从小到大依次排列，选取从最小的对角元素值开始的预设个数的对角元素值，确定预设个数的对角元素值对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点。根据上述本专利技术的电压稳定性的分析方法和系统，其是先获取各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量，根据这四种参数计算获取输电网的潮流雅克比矩阵，并根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅克比矩阵，对降阶潮流雅克比矩阵进行分解，获得上三角矩阵，根据上三角矩阵中对角元素值的大小，选取较小的对角元素值对应的节点作为输电网静态电压的不稳定节点。降阶潮流雅克比矩阵比潮流雅克比矩阵的维数低，而且根据分解得到上三角矩阵，其中只涉及了线性运算，因此，相比于传统的采用最小奇异值、最小特征值或灵敏度等方法来计算确定输电网静态电压的不稳定节点，本专利技术的方案计算简单，计算速度快，有效提高了确定输电网静态电压的不稳定节点的效率。附图说明图1为其中一个实施例的电压稳定性的分析方法的流程示意图；图2为其中一个实施例的电压稳定性的分析系统的结构示意图；图3为其中一个实施例的电压稳定性的分析系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。参见图1所示，为本专利技术的电压稳定性的分析方法的流程示意图。该实施例中的电压稳定性的分析方法，包括以下步骤：步骤S101：分别获取输电网各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量；在本步骤中，各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量这四种数据是各节点的状态参数数据，对输电网的各节点实施监测，可以获取这些状态参数数据。步骤S102：根据各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵；在本步骤中，潮流雅克比矩阵与节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量有关，根据这四种数据可以计算获得输电网的潮流雅克比矩阵。步骤S103：根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵；在本步骤中，降阶潮流雅克比矩阵是由潮流雅克比矩阵推导而来的。步骤S104：对降阶潮流雅可比矩阵进行分解，获得上三角矩阵；在本步骤中，将降阶潮流雅可比矩阵分解成两个矩阵，分别是上三角矩阵和下三角矩阵，这里需要的是分解而得的上三角矩阵。步骤S105：将上三角矩阵中的对角元素值从小到大依次排列，选取从最小的对角元素值开始的预设个数的对角元素值，确定预设个数的对角元素值对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点。在本步骤中，预设个数可以根据输电网的系统规模、运行状况等实际情况进行设定，在上三角矩阵中，对角元素值的大小在一定程度上反映了对应的节点的强弱，不稳定节点对应的对角元素值较小，因此可以根据上三角矩阵中的对角元素值来确定输电网静态电压的不稳定节点。在本实施例中，先获取各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量，根据这四种参数计算获取输电网的潮流雅克比矩阵，并根据潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅克比矩阵，对降阶潮流雅克比矩阵进行分解，获得上三角矩阵，根据上三角矩阵中对角元素值的大小，选取较小的对角元素值对应的节点作为输电网静态电压的不稳定节点。降阶潮流雅克比矩阵比潮流雅克比矩阵的维数低，而且根据分解得到上三角矩阵，其中只涉及了线性运算，因此，相比于传统的采用最小奇异值、最小特征值或灵敏度等方法来计算确定输电网静态电压的不稳定节点，本实施例中的方案计算简单，计算速度快，有效提高了确定输电网静态电压的不稳定节点的效率。优选的，对降阶潮流雅可比矩阵进行的是杜尔里特分解，杜尔里特分解(Doolittle分解)将降阶潮流雅可比矩阵分解成单位下三角矩阵和一个上三角矩阵，降阶潮流雅克比矩阵的行列式值与上三角矩阵的行列式值相同。在其中一个实施例中，在确定预设个数的对角元素对应的节点为输电网静态电压稳定不稳定节点的步骤之后还包括以下步骤：将最小的对角元素值作为输电网静态电压的稳定裕度值。在本实施例中，输电网静态电压的稳定裕度值可以反映输电网的相对稳定性，也可以反映输电网中不稳定节点的强弱程度，当不稳定节点对输电网的影响较大时，输电网的相对稳定性较低，而此时获得的上三角矩阵中的对应的对角元素值也较小，从输电网整体来看，上三角矩阵中的最小对角元素值可以用来衡量输电网静态电压的稳定裕度值。由于在确定预设个数的对角元素对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点时已经比较过上三角矩阵中的对角元素值，因此可以很容易获得输电网静态电压的稳定裕度值，用以判断输电网的电压稳定性。在其中一个实施例中，根据各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵的步骤包括以下步骤：根据获取输电网的潮流雅克比矩阵；式中，J表示潮流雅克比矩阵，ΔP表示包括各节点有功注入变化量的列向量，ΔQ表示包括各节点无功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压稳定性的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：分别获取输电网各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量；根据各所述节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵；根据所述潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵；对所述降阶潮流雅可比矩阵进行分解，获得上三角矩阵；将所述上三角矩阵中的对角元素值从小到大依次排列，选取从最小的对角元素值开始的预设个数的对角元素值，确定所述预设个数的对角元素值对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点。

【技术特征摘要】
1.一种电压稳定性的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：分别获取输电网各节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量；根据各所述节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵；根据所述潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵；对所述降阶潮流雅可比矩阵进行分解，获得上三角矩阵；将所述上三角矩阵中的对角元素值从小到大依次排列，选取从最小的对角元素值开始的预设个数的对角元素值，确定所述预设个数的对角元素值对应的节点为输电网静态电压的不稳定节点。2.根据权利要求1所述的电压稳定性的分析方法，其特征在于，在确定所述预设个数的对角元素对应的节点为输电网的不稳定节点的步骤之后还包括以下步骤：将所述最小的对角元素值作为输电网静态电压的稳定裕度值。3.根据权利要求1所述的电压稳定性的分析方法，其特征在于，所述根据各所述节点的有功注入变化量、无功注入变化量、电压相角变化量和电压幅值变化量获取输电网的潮流雅克比矩阵的步骤包括以下步骤：根据获取输电网的潮流雅克比矩阵；式中，J表示潮流雅克比矩阵，ΔP表示包括各节点有功注入变化量的列向量，ΔQ表示包括各节点无功注入变化量的列向量，Δθ表示包括各节点电压相角变化量的列向量，ΔV表示包括各节点电压幅值变化量的列向量。4.根据权利要求1所述的电压稳定性的分析方法，其特征在于，所述根据所述潮流雅克比矩阵获取降阶潮流雅可比矩阵的步骤包括以下步骤：根据和Jr(V)＝L-KH-1N获取所述降阶潮流雅可比矩阵；式中，J表示潮流雅克比矩阵，Jr(V)表示降阶潮流雅克比矩阵，H表示各节点有功注入变化量对各节点电压相角变化量的偏导数矩阵，N表示各节点有功注入变化量对各节点电压幅值变化量的偏导数矩阵，K表示各节点无功注入变化量对各节点电压相角变化量的偏导数矩阵，L表示包括各节点电压相角变化量对各节点电压幅值变化量的偏导数矩阵。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电压稳定性的分析方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶萌，郭庆来，王珂，孙宏斌，王斐，张伯明，蔡莹，徐志友，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，北京清大高科系统控制有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44