【技术实现步骤摘要】
基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法及系统
本专利技术涉及一种基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法及系统，属于电网安全稳定分析
技术介绍
随着电网规模增大、新能源装机占比提高和直流输电等柔性设备的逐渐应用以及用电侧负荷种类多样化和特性复杂化，电网的暂态功角稳定特性愈来愈复杂；随着电力市场和综合能源服务的推进，电网的运行状态更加灵活多变。电网运行方式分析人员凭经验确定若干个电网典型运行方式和故障集，基于电网典型运行方式下故障集中各个故障的时域仿真分析确定若干个暂态功角稳定输电断面，以输电断面有功限额来指导电网运行，其精度和可靠性严重依赖电网运行方式人员的经验。大电网实际运行状态千变万化，故障集成千上万，即使不考虑时域仿真的计算量和人工分析的工作量，也无法通过穷举电网运行状态进行计算分析以指导电网运行。即使采用在线暂态功角稳定评估手段，也会由于大电网故障集规模过大，目前还无法在1分钟内完成基于时域仿真的在线暂态功角稳定评估，需要引入人工智能方法提高暂态功角稳定评估的速度。现有融入人工智能的暂态功角稳...
【技术保护点】
1.一种基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：包括，/n根据负荷总有功分档参数、各回直流功率分档参数和暂态功角稳定裕度分档参数分别对负荷总有功区间、各回直流功率区间和预想故障F的暂态功角稳定裕度区间进行分档，得到负荷总有功档位区间、各回直流功率档位区间和F的暂态功角稳定裕度档位区间，并对样本集S中所有运行方式进行分组，得到各个运行方式组；所述样本由电网运行方式及电网运行方式下若干预想故障的暂态功角稳定量化评估结果构成；/n针对各个运行方式组，分别将与运行方式组内其它运行方式之间的稳定模态差异指标之和最小的运行方式作为运行方式组的中心方式，并将运行方式组对应的F...
【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：包括，
根据负荷总有功分档参数、各回直流功率分档参数和暂态功角稳定裕度分档参数分别对负荷总有功区间、各回直流功率区间和预想故障F的暂态功角稳定裕度区间进行分档，得到负荷总有功档位区间、各回直流功率档位区间和F的暂态功角稳定裕度档位区间，并对样本集S中所有运行方式进行分组，得到各个运行方式组；所述样本由电网运行方式及电网运行方式下若干预想故障的暂态功角稳定量化评估结果构成；
针对各个运行方式组，分别将与运行方式组内其它运行方式之间的稳定模态差异指标之和最小的运行方式作为运行方式组的中心方式，并将运行方式组对应的F的暂态功角稳定主导模式领前群发电机交集G与中心方式关联；
分别基于各个中心方式下F的暂态功角稳定裕度实际值及G中发电机有功和各回直流功率估算运行方式组内其它运行方式的暂态功角稳定裕度，通过优化估算参数，将满足估算精度的运行方式占比大于设定值rm的中心方式作为基准方式，将满足估算精度要求的运行方式从S中剔除，更新S，通过上调负荷总有功分档参数或各回直流功率分档参数细分S中运行方式，获得所有基准方式，将各个基准方式及其关联的G、负荷总有功档位区间、各回直流功率档位区间和暂态功角稳定裕度估算参数优化值结构化作为F的暂态功角稳定裕度计算模型；
将初始S中除F的暂态功角稳定裕度计算模型中基准方式之外的所有运行方式组成的集合记为H，针对H中各个运行方式，根据F的暂态功角稳定裕度计算模型，将与H中运行方式的方式差异指标小的若干基准方式作为H中运行方式稳定裕度计算的有效基准方式，计及方式差异指标，对基于有效基准方式的稳定裕度估算值加权平均，作为H中运行方式稳定裕度计算值，若H中满足估算精度要求的运行方式占比大于设定值r′m，r′m＞rm，将F的暂态功角稳定裕度计算模型作为获得验证的F的暂态功角稳定裕度计算模型；
采用得到验证的F的暂态功角稳定裕度计算模型进行新的运行方式下F的暂态功角稳定裕度计算。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：对S中所有运行方式进行分组，具体为：将同时满足以下条件的运行方式归纳为一个运行方式组：
1)负荷总有功所处的负荷总有功档位区间相同；
2)各回直流功率分别所处的直流功率档位区间相同；
3)F的暂态功角稳定裕度实际值所处的暂态功角稳定裕度档位区间相同；
4)F的暂态功角稳定主导模式领前群发电机交集G中发电机的参与因子之和大于设定值λcr。
3.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：将S的所有电网运行方式中负荷总有功最大值、最小值分别作为负荷总有功区间的上限和下限，分别将S的所有运行方式中各回直流功率最大值、最小值作为各回直流功率区间的上限和下限，将S的所有运行方式下F的暂态功角稳定裕度实际值的最大值、最小值分别作为F的暂态功角稳定裕度区间的上限和下限；
负荷总有功分档参数为用于均分负荷总有功区间的档位区间数，取值范围为其中，γl为S的所有运行方式下负荷总有功与F的暂态功角稳定裕度实际值的相关系数，c1、c2为设定值且1＞c1＞c2＞0，Pl.max、Pl.min分别为负荷总有功区间上限和下限；
各回直流功率分档参数分别为用于均分各回直流功率区间的档位区间数，S中所有直流组成的集合N中直流i的功率分档参数取值范围为其中，γd.i为S的所有运行方式下i的功率与F的暂态功角稳定裕度实际值的相关系数，λd.i通过公式(1)计算，d1、d2为设定值且1＞d1＞d2＞0，Pd.i.max、Pd.i.min分别为N中i的功率区间上限和下限；
式中，M为S中F的暂态功角稳定裕度实际值小于εη的所有运行方式组成的集合，λd.i.j为M中运行方式j下F的暂态功角稳定主导模式对应的i的参与因子，ηj为j下F的暂态功角稳定裕度实际值；
其中，负荷总有功分档参数和各回直流功率分档参数的初始值分别取其下限；
将作为档位区间数对F的暂态功角稳定裕度区间进行均分，其中，ηmax、ηmin分别为F的暂态功角稳定裕度区间的上限和下限，Δη为设定的暂态功角稳定裕度分档参数。
4.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：
若运行方式组中运行方式数小于设定值km，则剔除该运行方式组，并从S中剔除该运行方式组的所有运行方式，更新S；
其中，km≥3。
5.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：运行方式组内运行方式之间的稳定模态差异指标的计算公式为，
式中，A为运行方式组中所有运行方式组成的集合，为A中运行方式i1与A中运行方式i2之间的稳定模态差异指标，S1为运行方式组对应的G，为i1下S1中发电机g1在F的暂态功角稳定主导模式中的参与因子，为i1下g1的有功，为i2下g1在F的暂态功角稳定主导模式中的参与因子，为i2下g1的有功。
6.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：F的暂态功角稳定主导模式领前群中所有发电机的参与因子都大于0且之和为1，F的暂态功角稳定主导模式滞后群中所有发电机的参与因子都小于0且之和为-1。
7.根据权利要求1所述的基于人工智能的暂态功角稳定裕度计算方法，其特征在于：所述F的暂态功角稳定裕度计算模型生成的具体过程为：
分别基于各个中心方式下F的暂态功角稳定裕度实际值及G中发电机有功和各回直流功率，对中心方式所对应的运行方式组中其它运行方式下F的暂态功角稳定裕度进行估算，以各个运行方式的暂态功角稳定裕度估算误差平方之和最小为优化目标，得到暂态功角稳定裕度估算参数的优化值，若对应的暂态功角稳定裕度估算误差小于门槛值εη的运行方式占比大于设定值rm，则将中心方式作为暂态功角稳定裕度计算模型的一个基准方式，将剔除暂态功角稳定裕度估算误差不小于εη的运行方式后的运行方式组记为Z，将Z的所有运行方式中负荷总有功最大值、负荷总有功最小值、各回直流功率最大值、各回直流功率最小值分别作为该基准方式关联的负荷总有功档位区间上限、负荷总有功档位区间下限、各回直流功率档位区间上限和各回直流功率档位区间下限，并将暂态功角稳定裕度估算参数优化值、中心方式对应的G与该基准方式关联；
从S中剔除所有Z中的运行方式，更新S；
若负荷总有功分档参数和各回直流功率分档参数都分别大于负荷总有功分档参数上限、各回直流功率分档参数上限或S中已没有运行方式，则将各个基准方式及其关联的G、负荷总有功档位区间、各回直流功率档位区间和暂态功角稳定裕度估算参数优化值结构化作为F的暂态功角稳定裕度计算模型；否则，上调负...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，鲍颜红，郭剑，邵伟，王胜明，薛峰，刘强，徐伟，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国网山东省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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