一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法，其包括步骤：A.建立配电网系统的数学模型；B.转换数学模型的区间为数学表达式；C.计算潮流变化；D.区间表示配电网小信号模型；E.判断配电网系统的稳定性；F.输出稳定区间范围。本发明专利技术利用区间的数学表达式和处理参数变化的不确定性信息，更准确的表达了参数的变化范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网稳定性分析领域，具体讲涉及一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法。
技术介绍
随着各种形式分布式电源、储能装置、微网及电动汽车充放电设施等的接入，其给配电网各方面都带来了广泛而深远的影响。具体而言有：对网损的影响、对稳态电压分布的影响、对线路潮流的影响、对电能质量的影响以及对故障电流的影响及对供电可靠性的影响等，上述影响导致了配电系统的稳定性发生了变化。现阶段，包括发电、配电和用电等多个环节在内的配电网成为典型的多变量、高维、复杂的非线性系统，从而不可避免地存在不确定性和风险。传统的确定性分析思想认为：将确定性变量认定为不确定性变量的过程是一种粗糙化的过程，而实际的情况恰好相反。未来的配电系统必须接纳不同类型的分布式发电，并能进行合理的调度与控制。分布式发电：直接安装在配电网或分布在负荷附近的发电设施，能够经济、高效、可靠、稳定地发电。目前,光伏和风机占的比例越来越大，间歇式分布式电源孤岛运行时，需要与储能装置互相配合供电，联网运行时，可独立接入配电网。由于间歇式分布式电源具有的随机性和波动性不同，因此随着分布式电源的大量接入，导致配电网的潮流、电压、继电保护与传统的单一电源的配电网系统有了很多区别，尤其是配电网的稳定性与传统配电网有很大的不同。配电网系统稳定性分析的不确定性主要包括参数的不确定性、运行状况的不确定性和量测数据的不确定性。近年来随着大量风力、光伏等发电系统接入电网，由于天气变化具有随机性、间歇性等不确定性特性，导致风力发电机、光伏发电系统的处理具有不确定性；各分布式发电控制器的协调控制随着系统的变化而变化，具有不确定性；负荷的投切导致系统的不确定性；线路参数变化的不确定性等均影响着配电网系统的小信号的稳定性，传统的分析配电网系统的小信号稳定性主要是特征值分析，通过建立配电网小信号状态空间模型，根据其特性跟来判断系统的稳定性，并利用系统特征值的分析方法来分析在控制器参数变化、线路参数变化和负荷变化，配电网的稳定性。若利用传统特征值法分析计算特征值，则要时时取点计算当时系统的稳态值，来计算系统的特征值，方法繁琐误差大。因此，需要提供一种技术方案来弥补现有技术的不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法，其包括如下步骤：A.建立配电网系统的数学模型；B.将所述数学模型的区间转换为数学表达式；C.计算潮流变化；D.区间表示配电网小信号模型；E.判断所述配电网系统的稳定性；F.输出稳定区间范围。步骤A包括：建立分布式电源线性化模型、网路线性化模型、控制器线性化模型和测量单元线性化模型。步骤B包括：将各模型的功率波动区间、控制参数变化区间、线路参数波动区间和负荷波动区间转换为数学表达式。步骤C包括如下步骤：C1.对各节点每相电压的幅值和相角的初始化；C2.迭代次数k置零；C3.节点j的第i相区间电流值如下式所示： I ^ j i = ( S ^ j i U ^ j i ) * ; ]]>式中：j＝1…n，i＝A相，B相，C相；为节点j第i相的区间功率值；为节点j第i相的区间电压值；C4.从末节点开始对支路电流求和，如下式所示： I ^ j i = Σ m = 1 n I ^ m i ]]>式中：n为节点j的出支数，为第m条出支i相的区间电流值；C5.节点j的电压值如下式所示； U ^ j i = U ^ j - 1 i - Δ U ^ j i ]]>式中：为节点j-1的电压值，为节点j与节点j-1之间的电压降区间值。C6.若满足迭代误差，则停止，否则返回C5继续迭代，k＝k+1；C7.输出电压区间值计算结果。步骤D包括如下步骤：D1.计算配电网小信号模型的特征值；D2.输入网络原始参数的区间值。网络原始参数的区间值包括：各支路和变压器的阻抗值、各控制器参数、分布式电源参数、各节点每相的有功功率和无功功率。步骤E包括如下步骤：根据李雅普诺夫定律分析各线路及变压器的阻抗值、各控制器参数、分布式电源参数、负荷变化时的配电网稳定性。若特征值区间范围为正，则配电网系统不稳定；若特征值区间范围为负，则配电网系统稳定；若特征值区间包括零值，则配电网系统临界稳定。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下益效果：1)本专利技术利用区间的数学表达式和处理参数变化的不确定性信息，更准确的表达了参数的变化范围；2)本专利技术能够准确求解含不确定性系统的潮流解；3)本专利技术能够计算系统的稳定区间，定量的分析出参数变化对系统稳定性的灵敏度；4)本专利技术为配电网稳定性分析控制提供了依据，得出哪些参数的变化对配电网系统稳定性影响更大；5)本专利技术能提高各项参数变化对配电网稳定性影响分析结果的准确性；6)本专利技术能分析不确定性因素变化情况以及对配电网稳定性造成的不确定性影响，且分析得到电压稳定指标、频率稳定指标和有功功率和无功功率的暂态稳定指标；7)本专利技术为配电网小信号稳定性控制提供依据。附图说明图1是本专利技术的分布式电源接入配电网IEEE13节点图；图2是本专利技术的分布式电源接入配电区间数学小信号模型；图3是本专利技术的定量计算方法流程图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。由于区间数学能够表达和处理系统的不确定性信息，因此，可以在基于区间不确定性分析配电网小信号稳定性的基础上，得出配电网的稳定区间，定量分析出参数变化对系统稳定性的灵敏度。本专利技术应分布式发电系统接入配电网稳定性分析的需求，随着新能源的发展，大量的分布式电源接入配电网，对配电网的小干扰稳定性造成了影响，分布式电源出力的不确定性、分布式电源控制器变化的不确定性、由于受到干扰线路参数的不确定性以及负荷投切的不确定性等都影响着配电网的稳定性。针对以上问题，提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法，其特征在于，包括如下步骤：A.建立配电网系统的数学模型；B.将所述数学模型的区间转换为数学表达式；C.计算潮流变化；D.区间表示配电网小信号模型；E.判断所述配电网系统的稳定性；F.输出稳定区间范围。

【技术特征摘要】
1.一种基于区间的配电网小信号稳定性计算方法，其特征在于，包括如下步骤：A.建立配电网系统的数学模型；B.将所述数学模型的区间转换为数学表达式；C.计算潮流变化；D.区间表示配电网小信号模型；E.判断所述配电网系统的稳定性；F.输出稳定区间范围。2.根据权利要求1所述的配电网小信号稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤A包括：建立分布式电源线性化模型、网路线性化模型、控制器线性化模型和测量单元线性化模型。3.根据权利要求2所述的配电网小信号稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤B包括：将各模型的功率波动区间、控制参数变化区间、线路参数波动区间和负荷波动区间转换为数学表达式。4.根据权利要求1所述的配电网小信号稳定性计算方法，其特征在于，所述步骤C包括如下步骤：C1.对各节点每相电压的幅值和相角的初始化；C2.迭代次数k置零；C3.节点j的第i相区间电流值如下式所示： I ^ j i = ( S ^ j i U ^ j i ) * ; ]]>式中：j＝1…n，i＝A相，B相，C相；为节点j第i相的区间功率值；为节点j第i相的区间电压值；C4.从末节点开始对支路电流求和，如下式所示： I ^ j i ...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛万兴，刘科研，孟晓丽，贾东梨，胡丽娟，何开元，叶学顺，刁赢龙，唐建岗，李雅洁，董伟洁，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11