基于功率传输路径的电压稳定性检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于功率传输路径的电压稳定性检测方法。它解决了目前对电压稳定性问题检测过程复杂的问题。其方法为：一种基于功率传输路径的电压稳定性检测方法，它的方法为，１）对电网系统进行潮流计算，获得系统中电网各节点的电压、电流、有功功率及无功功率信息；２）计算局部稳定指标，确定薄弱负荷节点集合；３）根据电气距离信息确定关键功率源点和路径参与节点，生成系统的薄弱功率传输路径集；４）对各薄弱路径分别进行等值，确定最弱功率传输路径，并得到系统的电压稳定性指标；５）确定系统的无功储备指标，利用获得的电压稳定性指标和无功储备指标，确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于电力系统运 行和分析
，提出了用于进行电压稳定性评估的电压稳定性指标和进行电 压稳定性评估的计算方法。
技术介绍
随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展，世界上一些大 电网相继发生了多起以电压崩溃为特征的大停电事故，使得电压稳定性问题受到 了普遍的关注，电压稳定性评估已经成为电网规划设计和运行时必须考虑的一个 重要方面。国内外学者从不同的角度对电压稳定性问题进行了分析，取得了一定 的理论研究成果，但由于该问题在实际系统中的独特性，将各种理论研究成果应 用于实际系统的电压稳定性评估，为提高系统的电压稳定性水平积累经验，显得 尤为重要。各种传统的电压稳定性分析方法如潮流多解法、最大功率法、雅可比矩阵奇 异法、灵敏度分析法等，均需要不同程度的复杂计算，在线应用存在着一定困难。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决目前对电压稳定性问题检测过程复杂的问题，提 出了一种，它在确定系统薄弱功率传输 路径集的基础上，通过等值得到系统的电压稳定性指标，该指标结合无功储备指 标用于确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措施'。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种，它的方法为，1) 对电网系统进行潮流计算，获得系统中电网各节点的电压、电流、有功 功率及无功功率信息；2) 计算局部稳定指标，确定薄弱负荷节点集合；3) 根据电气距离信息确定关键功率源点和路径参与节点，生成系统的薄弱 功率传输路径集；4) 对各薄弱路径分别进行等值，确定最弱功率传输路径，并得到系统的电 压稳定性指标；5) 确定系统的无功储备指标，利用获得的电压稳定性指标和无功储备指标， 确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措施。所述步骤2)中，薄弱负荷节点集合包括薄弱无功受点集合/^m和有功功率受点集合/^n;其中，薄弱无功受点集合f^由指标^确定<formula>formula see original document page 5</formula>式中ni代表与节点i直接相连的节点总数，但不包括j-i的情况；A和h代表权重；Vi和Vj代表节点电压；薄弱有功功率受点集合f"由指标W2确定<formula>formula see original document page 5</formula>加+ 1 加式中//2和^代表权重，&和5/代表节点有功功率的相角。所述步骤3)中，生成系统薄弱功率传输路径集的方法为，对集合Fwn内的节点通过计算电气距离，确定参与薄弱路径选取工作的部分无功源点的集合 和路径参与节点；其中，与集合f^和f5m中节点耦合程度高的节点为整个系统 的薄弱节点，系统的薄弱功率传输路径中所包括的这些薄弱节点称为路径参与节 点；按照电压幅值逐渐减小原则确定薄弱无功传输路径集；同理通过确定包含参与薄弱路径选取工作的部分有功源点的集合Gtfm和路径 参与节点，确定薄弱有功传输路径集。所述步骤4)中，确定最弱功率传输路径方法为，对薄弱功率传输路径集中的每条路径进行等值，计算其电压稳定性指标/f^，式中，"2为两点等值系统的末端电压，^为两点等值系统的首端电压；5'为首、末两端的功角；当/p吸》0时，功率传输路径电压稳定；反之，电压失稳；/p^-0是路径电压稳定的临界值。所述步骤4)中，系统的电压稳定性指标通过如下方法获得，在所有路径中，其电压稳定性指标/p^最小的那条路径表征了当前系统的电压稳定性，称之为最弱功率传输路径，整个系统的电压稳定性指标/^为<formula>formula see original document page 5</formula>式中,'代表功率传输路径编号，L代表无功传输路径集G和有功传输路径集Q的并集；其中，无功传输路径为从集合G^到集合~,电压幅值逐渐减小的节点序列，所有的无功传输路径构成集合"；有功传输路径为从集合Gs到集合f6,电压相角偏移逐渐增大的节点序列， 所有的有功传输路径构成集合"。所述步骤5)中，确定无功储备指标方法为，定义系统的无功储备指标/^^为<formula>formula see original document page 6</formula>式中Z代表发电机编号，G代表所有发电机集合，"""代表第/台发电机的最大无功限制，Q,代表第,'台发电机的无功出力；当/ 趋近于O时，表示系统中某台发电机即将达到无功极限。 所述步骤5)中，确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措 施方法为，如果系统的电压稳定性指标/^和无功储备指标/p^均低于设定值，则 必须进行预防性控制或者校正性控制，即投入无功备用，闭锁有载调压变压器的 分接头，低电压甩负荷。本专利技术涉及提出了一种适合于复杂系统的在线电压稳定性评估的新方法。在定义系统有功、无功传输路径的基础上，整个系统可以看作由若干条功率传输路径组成，应用局部稳定性指标确定薄弱负荷节点，并借助电气距离信息得到系统功率传输的薄弱路径集，通过等值判别最弱功率传输路径。将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合，评估整个系统的电压稳定程度。本专利技术有益效果为-1. 在计算过程中无需进行戴维南等值参数的跟踪估计，具有较快的计算速度；2. 在不考虑发电机无功限制和考虑无功限制时，均能正确反映'负荷增加过程 中系统电压稳定性的变化趋势，具有较高的计算精度；3. 当系统的无功储备指标比较小时，系统的最弱功率传输路径可能发生改变， 这种改变会极大地影响整个系统的电压稳定性，必须把系统的电压稳定性指标和 无功储备指标结合运用；4. 在确定系统最弱功率传输路径的同时指出了最有效的控制方向。 附图说明图l为功率传输路径图； 图2为两点等值系统及其相量图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。一种，它的方法为，1) 对电网系统进行潮流计算，获得系统中电网各节点的电压、电流、有功 功率及无功功率信息；2) 计算局部稳定指标，确定薄弱负荷节点集合；3) 根据电气距离信息确定关键功率源点和路径参与节点，生成系统的薄弱 功率传输路径集；4) 对各薄弱路径分别进行等值，确定最弱功率传输路径，并得到系统的电 压稳定性指标；5) 确定系统的无功储备指标，利用获得的电压稳定性指标和无功储备指标， 确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措施。所述步骤2)中，薄弱负荷节点集合包括薄弱无功受点集合f一和有功功率受点 集合fsm;其中，薄弱无功受点集合~; 由指标^确定-"~^r"V,身----式中m代表与节点i直接相连的节点总数，但不包括j-i的情况；A和h代表权 重；、和Vj代表节点电压。薄弱有功功率受点集合/^m由指标W2确定<formula>formula see original document page 7</formula>式中//2和、代表权重，5i和5;代表节点有功功率的相角。 ，所述步骤3)中，生成系统薄弱功率传输路径集的方法为，对集合fwn内的节点通过计算电气距离，确定参与薄弱路径选取工作的部分无功源点的集合Gw 和路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于功率传输路径的电压稳定性检测方法，其特征是：它的方法为，　　　　１）对电网系统进行潮流计算，获得系统中电网各节点的电压、电流、有功功率及无功功率信息；　　　　２）计算局部稳定指标，确定薄弱负荷节点集合；　　　　３）根据电气距离信息确定关键功率源点和路径参与节点，生成系统的薄弱功率传输路径集；　　　　４）对各薄弱路径分别进行等值，确定最弱功率传输路径，并得到系统的电压稳定性指标；　　　　５）确定系统的无功储备指标，利用获得的电压稳定性指标和无功储备指标，确定系统的电压稳定程度以及是否需要采取相应的控制措施。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛新生，王亮，刘玉田，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]