判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法、系统技术方案

发明专利技术公开了一种判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法、系统，利用电网的初始潮流，通过简单的信息获取和矩阵运算，即可计算某区域电网的不同线路发生不同类型故障后的线路脆弱因子LFF矩阵，并可通过脆弱因子矩阵直接判断系统的暂态功角稳定下的最薄弱线路和最严重故障，方法简单直接，对系统的薄弱环节及其他线路对薄弱环节的影响一目了然，可以大大节省仿真时间，可用于电力系统的多种分析中。

Method and System for Judging Weak Lines of Transient Power Angle Stability in Regional Power Grid

The invention discloses a method and system for judging the weak line of transient power angle stability in a regional power grid. By using the initial power flow of the power grid, simple information acquisition and matrix operation, the line vulnerability factor LFF matrix of different lines in a regional power grid after different types of faults occur can be calculated, and the thinnest line under transient power angle stability can be directly judged by the vulnerability factor matrix. Weak lines and the most serious faults, the method is simple and direct, and the influence of weak links and other lines on weak links is clear at a glance. It can save simulation time greatly and can be used in various analysis of power system.

【技术实现步骤摘要】
判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法、系统
本专利技术属于电力系统
，尤其涉及一种判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法、系统。
技术介绍
目前寻找电力系统暂态功角稳定薄弱线路时，往往更关心的是系统发生故障以后对系统的影响，分析故障影响的方法主要采用仿真方法，耗费时间，现有的判断薄弱断面或薄弱线路的方法要么缺乏故障影响的分析，要么方法较为复杂。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度地解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出了判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法。该方法能够仅根据电力系统某一状态信息直接获取薄弱线路及按对该薄弱线路影响严重程度排序的系统故障，减少计算时间和仿真时间，对电力系统的暂态功角稳定分析具有重要意义。本专利技术的第二个目的在于提出判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法，包括：S1：获取所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息。S2：根据S1中获取的所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息，计算故障前所述区域电网的各线路的功率以及计算所述区域电网的各线路的故障前各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前节点导纳矩阵B0。S3：增加与所述区域电网外的连接母线相关联的支路，并将所述支路对应的导纳值设置为无穷大，并对应修改所述S2中的各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前只考虑电抗的节点导纳矩阵B0。S4：根据设置的不同的线路故障，相应修改所述S3中的支路导纳矩阵、节点-支路关联矩阵、节点导纳矩阵，形成故障后的所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0。S5：根据所述S4中所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0计算所述故障线路的功率、所述故障线路的脆弱因子及所述故障线路脆弱因子矩阵LEF。S6：计算所述S5中的所述故障线路脆弱因子矩阵绝对值LEF′，并降序排列所述脆弱因子矩阵绝对值LEF′，所述LEF′排序中最大值对应的所述故障(LEF′最大值对应的行)为最严重故障，对应的所述线路(LEF′最大值对应的列)为最薄弱线路。根据本专利技术的一个实施例，所述S1中所述区域电网各线路信息包括：所述线路两端的母线名称、所述线路两端电压等级、以及所述线路的电抗值；与所述区域电网各线路相连的母线信息，包括所述与所述区域电网各线路相连的母线名称、所述与所述区域电网各线路相连的电压等级、所述与所述区域电网各线路相连的母线电压、所述与所述区域电网各线路相连的母线相角。根据本专利技术的一个实施例，所述S2中所述各支路导纳组成的矩阵BL、节点导纳矩阵B0的获得只考虑电抗因素。本专利技术第二方面实施例提出的判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的系统，所述系统包括：获取模块，用于获取所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息。第一计算模块，用于根据所述第一获取模块获取的所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息，计算故障前所述区域电网的各线路的功率以及计算所述区域电网的各线路的故障前各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前节点导纳矩阵B0。第一修改模块，增加与所述区域电网外的连接母线相关联的支路，并将所述支路对应的导纳值设置为无穷大，并对应修改所述S2中的各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前只考虑电抗的节点导纳矩阵B0。第二修改模块，用于根据设置的不同的线路故障，相应修改所述第二计算模块的所述中的支路导纳矩阵、节点-支路关联矩阵、节点导纳矩阵，形成故障后的所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0。第二计算模块，用于根据所述第二修改模块的所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0计算所述故障线路的功率、所述故障线路的脆弱因子及所述故障线路脆弱因子矩阵LEF。第三计算模块，用于计算所述第二计算模块中的所述故障线路脆弱因子矩阵绝对值LEF′，并降序排列所述脆弱因子矩阵绝对值LEF′，所述LEF′排序中最大值对应的所述故障(LEF′最大值对应的行)为最严重故障，对应的所述线路(LEF′最大值对应的列)为最薄弱线路。根据本专利技术的一个实施例，所述获取模块的所述区域电网各线路信息包括：所述线路两端的母线名称、所述线路两端电压等级、以及所述线路的电抗值；与所述区域电网各线路相连的母线信息，包括所述与所述区域电网各线路相连的母线名称、所述与所述区域电网各线路相连的电压等级、所述与所述区域电网各线路相连的母线电压、所述与所述区域电网各线路相连的母线相角。根据本专利技术的一个实施例，所述第一计算模块中所述各支路导纳组成的矩阵BL、节点导纳矩阵B0的获得只考虑电抗因素。本专利技术利用电网的初始潮流，通过简单的信息获取和矩阵运算，即可计算某区域电网的不同线路发生不同类型故障后的线路脆弱因子LFF矩阵，并可通过脆弱因子矩阵直接判断系统的暂态功角稳定下的最薄弱线路和最严重故障，方法简单直接，对系统的薄弱环节及其他线路对薄弱环节的影响一目了然，可以大大节省仿真时间，可用于电力系统的多种分析中。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1是根据本专利技术公开实施例的所述判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法流程图；图2(a)是根据本专利技术公开实施例的不同故障下系统最大发电机功角差仿真曲线图；图2(b)是根据本专利技术公开实施例的不同故障下系统最大发电机功角差仿真曲线图；图3是根据本专利技术实施例公开的所述判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的系统方框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提出获取区域电网暂态功角稳定薄弱线路及故障的方法，基于系统的某一状态，计算系统发生不同类型故障后的线路薄弱因子矩阵，判断电网薄弱线路，并给出不同故障对该薄弱线路影响程度的指标排序，可以直接给出电网的薄弱环节和系统最严重故障，可减少计算时间和仿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息；S2：根据S1中获取的所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息，计算故障前所述区域电网的各线路的功率以及计算所述区域电网的各线路的故障前各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点‑支路关联矩阵A、故障前节点导纳矩阵B0；S3：增加与所述区域电网外的连接母线相关联的支路，并将所述支路对应的导纳值设置为无穷大，并对应修改所述S2中的各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点‑支路关联矩阵A、故障前只考虑电抗的节点导纳矩阵B0；S4：根据设置的不同的线路故障，相应修改所述S3中的支路导纳矩阵、节点‑支路关联矩阵、节点导纳矩阵，形成故障后的所述支路的导纳矩阵B′L、节点‑支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0；S5：根据所述S4中所述支路的导纳矩阵B′L、节点‑支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0，计算所述故障线路的功率、所述故障线路的脆弱因子及所述故障线路脆弱因子矩阵LEF；S6：计算所述S5中的所述故障线路脆弱因子矩阵绝对值LEF′，并降序排列所述脆弱因子矩阵绝对值LEF′，所述LEF′排序中最大值在所述LEF′矩阵中对应的所述故障(LEF′最大值对应的行)为最严重故障，对应的所述线路(LEF′最大值对应的列)为最薄弱线路。...

【技术特征摘要】
1.判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息；S2：根据S1中获取的所述区域电网各线路信息以及与所述区域电网各线路相连的母线信息，计算故障前所述区域电网的各线路的功率以及计算所述区域电网的各线路的故障前各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前节点导纳矩阵B0；S3：增加与所述区域电网外的连接母线相关联的支路，并将所述支路对应的导纳值设置为无穷大，并对应修改所述S2中的各支路导纳组成的矩阵BL、故障前所述区域电网的各线路的节点-支路关联矩阵A、故障前只考虑电抗的节点导纳矩阵B0；S4：根据设置的不同的线路故障，相应修改所述S3中的支路导纳矩阵、节点-支路关联矩阵、节点导纳矩阵，形成故障后的所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0；S5：根据所述S4中所述支路的导纳矩阵B′L、节点-支路关联矩阵A′、节点导纳矩阵B′0，计算所述故障线路的功率、所述故障线路的脆弱因子及所述故障线路脆弱因子矩阵LEF；S6：计算所述S5中的所述故障线路脆弱因子矩阵绝对值LEF′，并降序排列所述脆弱因子矩阵绝对值LEF′，所述LEF′排序中最大值在所述LEF′矩阵中对应的所述故障(LEF′最大值对应的行)为最严重故障，对应的所述线路(LEF′最大值对应的列)为最薄弱线路。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中所述区域电网各线路信息包括：所述线路两端的母线名称、所述线路两端电压等级、以及所述线路的电抗值；与所述区域电网各线路相连的母线信息，包括所述与所述区域电网各线路相连的母线名称、所述与所述区域电网各线路相连的电压等级、所述与所述区域电网各线路相连的母线电压、所述与所述区域电网各线路相连的母线相角。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中所述各支路导纳组成的矩阵BL、节点导纳矩阵B0的获得只考虑电抗因素。4.判断区域电网暂态功角稳定薄弱线路的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉娇，周勤勇，张健，代倩，陈典，刘新元，施浩波，贺海磊，张立波，赵珊珊，吴俊玲，覃琴，
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，国网山西省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11