一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法，包括：读取系统参数，建立综合能源系统的统一潮流模型；采用牛拉法计算潮流，获取系统潮流态和统一雅克比矩阵；根据电网模型参数和当前潮流态计算L指标；根据子系统类型和变量类型对统一雅克比矩阵进行分块，构造一种有关无功功率与电压关系的降阶雅克比矩阵，进而计算降阶雅克比矩阵的最小特征值指标；对L指标和最小特征值指标进行标准化处理；对标准化处理后的两个指标进行加权，得到综合电压稳定性指标。本发明专利技术综合考虑了节点电压稳定性和系统整体稳定裕度，计算方法简单，可以有效全面地评估综合能源系统的电压稳定性，为系统静态电压稳定性监测与控制提供指导。供指导。供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统稳定性分析的
，尤其是指一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法。

技术介绍

[0002]随着能源枯竭和环境污染的日益加重，多种新的能源生产和消费方式不断涌现。近年来，关于集成电、气、热等多种能源载体的综合能源系统的关键技术研究已经成为能源革命的新热点。目前，国内外学者对综合能源系统的研究主要集中在建模、规划、运行优化等方面，对稳定性方面的研究较少。
[0003]随着经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，电、气、热、冷等的多种负荷的需求急剧增加，给综合能源系统的安全稳定运行带来了巨大压力。因此，对综合能源系统进行稳定性分析以及定量评估系统与临界状态的距离对于系统的安全稳定运行至关重要。
[0004]电力系统作为综合能源系统的关键能源网络，与天然气系统、热力系统等有着紧密联系，通过耦合元件实现能源网络的连接，在实现多种能源互补和优化的同时也加剧了安全问题。天然气系统或热力系统作为电力系统的源或负荷，对电力系统的潮流分布会产生一定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、读取综合能源系统的系统参数，建立系统稳态模型，进而建立统一潮流模型；S2、基于建立的统一潮流模型，采用牛顿拉夫逊法和牛顿下山法进行潮流计算，获取系统当前运行点的潮流态和统一雅克比矩阵；S3、基于所获取的潮流态，结合电网模型参数计算L指标；基于所获取的统一雅克比矩阵，根据子系统类型和变量类型对其进行分块，构造一种关于无功功率与电压关系的降阶雅克比矩阵，进而计算基于降阶雅克比矩阵的最小特征值指标；S4、对L指标和降阶雅克比矩阵的最小特征值指标进行标准化处理；S5、对标准化处理后的两个独立指标进行加权，得到综合能源系统的综合电压稳定性指标。2.根据权利要求1所述的一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法，其特征在于，在步骤S1中，综合能源系统考虑的耦合元件是燃气轮机和热电联产机组，其中燃气轮机的运行模式为以电定气，热电联产机组有以电定热和以热定电两种运行模式；综合能源系统的统一潮流模型能够表示为一组非线性方程组ΔF(X)：ΔF(X)＝0式中，X表示系统状态变量；X＝[θ V|m t
s t
r
|π H]
T
，θ、V、m、t
s
、t
r
、π、H分别为电压相角、电压幅值、管道流量、节点供水温度、节点回水温度、节点电压和压缩机马力；ΔF表示系统控制变量的不平衡量，包括电力系统的有功功率、无功功率，热力系统的连接节点的节点流量、负荷节点热功率、热源热功率、节点供水温度、节点回水温度、水头损失，天然气系统的气流量这些变量的不平衡量。3.根据权利要求1所述的一种面向综合能源系统的静态电压稳定性指标计算方法，其特征在于，在步骤S2中，基于牛顿拉夫逊法对步骤S1所建立的统一潮流模型进行求解，步骤S1中非线性方程组在稳定运行点的一阶Taylor展开即为更新状态变量的潮流修正方程：ΔF＝J(X)ΔXΔX＝[Δθ ΔV|Δm Δt
s Δt
r
|Δπ ΔH]
T
ΔF＝[ΔP ΔQ|Δm
q,c Δφ
ld Δφ
s ΔT
s ΔT
r Δp|Δf]
TT
J
eg
＝0；
J
hg
＝0；J
ge
＝[J
fθ J
fV
]；J
gg
＝[J
fπ J
fH
]式中，ΔX表示系统状态变量的变化量，包括电压相角的变化量Δθ、电压幅值的变化量ΔV，管道流量的变化量Δm，供水温度的变化量Δt
s
，回水温度的变化量Δt
r
，节点气压的变化量Δπ和压缩机马力的变化量ΔH；系统控制变量的不平衡量ΔF，包括有功功率的不平衡量ΔP，无功功率的不平衡量ΔQ，热力系统连接节点的节点流量的不平衡量Δm
q,c
，负荷节点热功率的不平衡量Δφ
d
，热源热功率的不平衡量Δφ
s
，节点供水温度的不平衡量Δφ
s
，节点回水温度的不平衡量ΔT
r
，回路水头损失的不平衡量Δp，节点气流量的不平衡量Δf；J(X)表示统一雅克比矩阵，包括电、气、热子系统自身变量间的雅克比矩阵块J
ee
、J
hh
、J
gg
和子系统间变量相互作用的雅克比矩阵块J
eh
、J
eg
、J
he
、J
hg
、J
ge
、J
gh
，下标e、h和g分别表示电力系统、热力系统和天然气系统；系统控制变量的不平衡量ΔF，包括有功功率的不平衡量ΔP，无功功率的不平衡量ΔQ，热力系统连接节点的节点流量的不平衡量Δm
q,c
，负荷节点热功率的不平衡量Δφ
d
，热源热功率的不平衡量Δφ
s
，节点供水温度的不平衡量Δφ
s
，节点回水温度的不平衡量ΔT
r
，回路水头损失的不平衡量Δp，节点气流量的不平衡量Δf；J
Pθ
、J
PV
、J
Pm
、分别表示有功功率P的不平衡量与节点电压相角θ、节点电压幅值V、管道流量m、节点回水温度t
r
的偏微分关系；J
Qθ
和J
QV
分别表示无功功率Q的不平衡量与节点电压相角θ、节点电压幅值V的偏微分关系；表示节点流量m
q
的不平衡量与管道流量m的偏微分关系；和分别表示负荷节点热功率φ
d
的不平衡量与管道流量m、节点供水温度t
s
的偏微分关系；微分关系；分别表示热源节点热功率φ
s
的不平衡量与节点电压相角θ、节点电压幅值V、管道流量m和节点回水温度t
r
的偏微分关系；表示节点供水温度的不平衡量与管道流量m、节点供水温度t
s
的偏微分关系；表示节点回水温度的不平衡量与管道流量m、节点供水温度t
r
的偏微分关系；J
pm
表示压头损失与管道流量m的偏微分关系；J
fθ
、J
fV
、J
fm
、J
fπ
和J
fH
分别表示节点气流量的不平衡量与节点电压相角θ、节点电压幅值V、管道流量m、节点回水温度t
r
、节点气压π和压缩机马力的偏微分关系；考虑到潮流计算中天然气系统的初值敏感性，采用牛顿下山法对气网状态变量进行更新，系统状态变量的更新公式为：
式中，分别为电力系统、热力系统和天然气系统第k次迭代时的状态变量；分别为电力系统、热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维维，唐文虎，郑杰辉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：