一种电力系统中配电网稳定性分析方法技术方案

一种电力系统中配电网稳定性分析方法，对大规模实际配电网的网络结构进行拓扑结构简化，得到简化后的配电网结构，以便于精准分析和计算；统计简化后配电网的稳定性初始参数，以及配电自动化系统的稳定性初始参数；统计配电网负荷点的停电信息；结合所述稳定性初始参数、所述停电信息，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库；结合负荷点停电信息库，进行配电网稳定性分析和预测，显著改善了配电网的综合运行监测分析的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统中配电网稳定性分析方法
本专利技术属于电力系统安全领域，具体涉及一种电力系统中配电网稳定性分析方法。
技术介绍
配电网处于电力系统的末端，直接与用户相连接，具有地域分布广、电网规模大、设备种类多、网络连接多样、运行方式多变等鲜明特点，当前配电网规划、建设和运维工作对稳定性的水平要求较高，部分负荷可靠率甚至达到99.9999％以上的水平，因此需要通过针对性的建设改造、运维检修、设备投入与优化运行方式，提升配电网稳定性水平。为了提升配电网稳定性，需要进行量化的稳定性分析，传统方法主要分为两大类：解析法和模拟法，解析法是利用故障枚举进行状态的选择和估计，建立比较严格的数学物理模型来计算可靠性指标，包括状态空间法，近似法和故障树等，其优点是概念清晰、模型精度高，缺点是计算量随着系统规模的增大而急剧增加且不易处理相关事件，解析法以故障后果分析法(FMEA)、网络等值法、故障扩散法为代表；而模拟法是通过对元件的概率分布采样来进行状态的选择和估计是利用统计学的方法得到可靠性指标，它非常适合进行复杂电力系统的可靠性计算，只是其计算精度往往受到各种因素的限制，模拟法以时序蒙特卡罗模拟法和人工神经网络法为代表。电力系统的运行面临着许多不确定性，传统的电力系统稳定性分析理论建立在概率和数理统计的基础上，对规划中的电力系统进行离线分析并给出相应的稳定性指标。但大部分的建模和算法理论都基于固定的运行方式、不变的元件可靠性模型和参数，忽略实时运行条件的变化对元件停运概率的影响，忽略机组的运行方式、负荷的实时变化、网络结构的变化等实时运行条件对故障后果的影响。传统的静态稳定性分析由于其在线实时性不强，不能很好满足运行中的配网稳定性评估，且效率低下。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种电力系统中配电网稳定性分析方法，包括以下步骤：步骤1，对大规模实际配电网的网络结构进行拓扑结构简化，得到简化后的配电网结构，以便于精准分析和计算；步骤2，统计简化后配电网的稳定性初始参数，以及配电自动化系统的稳定性初始参数，步骤3，统计配电网负荷点的停电信息；步骤4，结合所述稳定性初始参数、所述停电信息，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库；步骤5，结合负荷点停电信息库，进行配电网稳定性分析和预测。本专利技术的有益效果包括：首先，本专利技术综合考虑了现状配电网的薄弱环节和规划目标，研究了配电网稳定性指标的内在关联，构建了基于稳定性准则的综合分析指标，既能够充分准确的分析配电网稳定性水平，又可为运行人员提供预警和补救措施。其次，本专利技术的方法，从自动化系统运行机理的角度出发，基于配电网分区的方式，降低了自动化系统概率特性对配电网稳定性影响的复杂度，可以快速、便捷地建立负荷点停电信息库，为配电网的稳定性分析提供分析基础。再次，本专利技术可以快速分析并呈现给电力系统数百个故障事件，并且可以提供有意义的指示，极大地提高了稳定性分析效率和效果。在计算综合指标时，获取系统偏差并进行归一化，可以达到放大大偏差的影响并掩盖小偏差的影响的效果。最后，本专利技术将系统状态矫正应用于稳定性分析中，改善网络结构，补偿并优化配电系统，不仅改善了电压和线损，也减少了系统非正常状态时的切负荷量，使得系统整体的稳定性有了相应的提升，显著改善了配电网的综合运行监测分析的能力。附图说明图1本专利技术所提出的方法的基本流程。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合附图参考实施例的描述，对本专利技术的方法进行进一步的说明。为了全面理解本专利技术，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本专利技术可以无需这些具体细节而实现。在实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件，以免不必要地使实施例繁琐。参见图1所示，本专利技术的一种电力系统中配电网稳定性分析方法，包括以下步骤：步骤1，对大规模实际配电网的网络结构进行拓扑结构简化，得到简化后的配电网结构，以便于精准分析和计算；步骤2，统计简化后配电网的稳定性初始参数，以及配电自动化系统的稳定性初始参数，步骤3，统计配电网负荷点的停电信息；步骤4，结合所述稳定性初始参数、所述停电信息，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库；步骤5，结合负荷点停电信息库，进行配电网稳定性分析和预测。优选地，其中，所述拓扑结构简化，具体包括：负荷点合并，将同一个分段内的多个负荷归并到一个负荷点上的多个用户；线段简化，将无开关分隔的所有线段合并为一个线段，在不影响连接关系的前提下，忽略较短的线段；分支线合并，将距离较近的分支线合并，得到简化后的配电网络结构模型；简化后的配电网网络结构至少包含线路的长度、负荷点数、分段数和联络数。优选地，其中，所述步骤4，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库，具体包括：步骤4-1，输入配电网以及配电自动化系统的稳定性初始参数；步骤4-2，根据配电网的拓扑结构信息进行人工分块并编号，建立人工分块信息库；步骤4-3，为每个分块内的负荷点建立负荷点停电信息库，记录负荷点停电信息，信息包括：所在区域类型、自主判定区范围及概率、自主独立区范围及概率、本次故障查找时间t1及故障人工分块编号；步骤4-4，按照编号顺序遍历人工分块；步骤4-5，利用人工分块信息库，搜索各自主判定区包含的人工分块、各边界终端类型与数量，并计算自主判定区总数量、对应概率值与本次故障查找时间t2，作为自主判定区信息存储；步骤4-6，遍历步骤4-5中的自主判定区，搜索出各自主独立区包含的人工分块、类边界终端类型与数量，并计算自主独立区数量与对应概率值，作为自主独立区的信息存储；步骤4-7，遍历步骤4-6中形成的自主独立区，搜索其对应的负荷点，向所有负荷点的信息库中写入一条停电信息，检查该自主判定区下的自主独立区是否遍历完毕，若否，则继续执行步骤4-7；步骤4-8，检查该人工分块故障条件下的自主判定区是否遍历完毕，若否，则执行步骤4-6；步骤4-9，搜索出故障人工分块及其负荷点，向各负荷点停电信息库写入本次故障查找时间t3、故障人工分块编号及配电自动化系统失效概率等信息。步骤4-10，检查人工分块是否遍历完毕，如果否，则执行步骤4-4。优选地，其中，步骤4-2：建立人工分块信息库，所述人工分块信息库中的信息至少包括：上下游边界终端类型及终端连接的上下游分块编号、块内负荷点编号、联络线路类型与联络数量、各人工分块到各电源点的连通路径、连通路径上的分块编号；在各类区域中，离电源点最近的开关称上游边界开关，若该开关配置自动化终端，则该终端称为上游边界终端，其余开关称下游边界开关，以及下游边界终端。优选地，其中，所述人工分块为以所有类型开关及线路末端为边界的区域块，是配电网对故障进行分隔的最小区域。优选地，其中，所述自主判定区是配电网自动化系统自动判断可能发生故障的元件所组成的区域。优选地，其中，所述自主独立区为配电自动化系统从配电网中分隔故障时，被分隔的元件组成的区域。优选地，其中，所述步骤4中，还包括根据位置信息，对负荷点所属区域进行分类，对处于不同种类区域中的负荷点，采用对应的计算方法进行停电信息的计算，并记录在负荷点停电信息库中。优选地，其中，所述步骤5，进行配电网稳定性分析和预测，具体包括：步骤5-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统中配电网稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对大规模实际配电网的网络结构进行拓扑结构简化，得到简化后的配电网结构，以便于精准分析和计算；步骤2，统计简化后配电网的稳定性初始参数，以及配电自动化系统的稳定性初始参数；步骤3，统计配电网负荷点的停电信息；步骤4，结合所述稳定性初始参数、所述停电信息，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库；步骤5，结合负荷点停电信息库，进行配电网稳定性分析和预测。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统中配电网稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对大规模实际配电网的网络结构进行拓扑结构简化，得到简化后的配电网结构，以便于精准分析和计算；步骤2，统计简化后配电网的稳定性初始参数，以及配电自动化系统的稳定性初始参数；步骤3，统计配电网负荷点的停电信息；步骤4，结合所述稳定性初始参数、所述停电信息，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库；步骤5，结合负荷点停电信息库，进行配电网稳定性分析和预测。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述拓扑结构简化，具体包括：负荷点合并，将同一个分段内的多个负荷归并到一个负荷点上的多个用户；线段简化，将无开关分隔的所有线段合并为一个线段，在不影响连接关系的前提下，忽略较短的线段；分支线合并，将距离较近的分支线合并，得到简化后的配电网络结构模型；简化后的配电网网络结构至少包含线路的长度、负荷点数、分段数和联络数。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤4，采用遍历法进行配电网元件故障影响分析，建立负荷点停电信息库，具体包括：步骤4-1，输入配电网以及配电自动化系统的稳定性初始参数；步骤4-2，根据配电网的拓扑结构信息进行人工分块并编号，建立人工分块信息库；步骤4-3，为每个分块内的负荷点建立负荷点停电信息库，记录负荷点停电信息，信息包括：所在区域类型、自主判定区范围及概率、自主独立区范围及概率、本次故障查找时间t1及故障人工分块编号；步骤4-4，按照编号顺序遍历人工分块；步骤4-5，利用人工分块信息库，搜索各自主判定区包含的人工分块、各边界终端类型与数量，并计算自主判定区总数量、对应概率值与本次故障查找时间t2，作为自主判定区信息存储；步骤4-6，遍历步骤4-5中的自主判定区，搜索出各自主独立区包含的人工分块、类边界终端类型与数量，并计算自主独立区数量与对应概率值，作为自主独立区的信息存储；步骤4-7，遍历步骤4-6中形成的自主独立区，搜索其对应的负荷点，向所有负荷点的信息库中写入一条停电信息，检查该自主判定区下的自主独立区是否遍历完毕，若否，则继续执行步骤4-7；步骤4-8，检查该人工分块故障条件下的自主判定区是否遍历完毕，若否，则执行步骤4-6；步骤4-9，搜索出故障人工分块及其负荷点，向各负荷点停电信息库写入本次故障查找时间t3、故障人工分块编号及配电自动化系统失效概率等信息；步骤4-10，检查人工分块是否遍历完毕，如果否，则执行步骤4-4。4.如权利要求3所述的方法，其中，步骤4-2：建立人工分块信息库，所述人工分块信息库中的信息至少包括：上下游边界终端类型及终端连接的上下游分块编号、块内负荷点编号、联络线路类型与联络数量、各人工分块到各电源点的连通路径、连通路径上的分块编号；在各类区域中，离电源点最近的开关称上游边界开关，若该开关配置自动化终端，则该终端称为上游边界终端，其余开关称下游边界开关，以及下游边界终端。5.如权利要求3所述的方法，其中，所述人工分块为以所有类型开关及线路末端为边界的区域块，是配电网对故障进行分隔的最小区域。6.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛万兴，王宏刚，刁赢龙，刘杨涛，田洪迅，刘科研，谈军，黄仁乐，王存平，邹均，胡丽娟，叶学顺，董伟杰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11