一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法技术

本发明专利技术涉及一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，包括以下步骤：步骤1、根据故障后的实时采集的量测数据，预测主导失稳机组的临界注入功率；步骤2、沿用离线仿真中各发电机超平面系数的比例关系，并结合步骤1求取的主导失稳机组临界注入功率的预测值，对暂态安全域快速修正。本发明专利技术能够基于实时采集的量测数据，求取主导失稳机组的临界注入功率，快速修正更新暂态安全域边界。快速修正更新暂态安全域边界。快速修正更新暂态安全域边界。

【技术实现步骤摘要】
一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法


[0001]本专利技术属于电网安全稳定分析
，涉及一种暂态安全域快速修正方法，尤其是一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法。

技术介绍

[0002]传统暂态稳定评估方法主要基于时域仿真和能量函数，由于它们各自的缺点，很难直接应用于在线暂态稳定评估。同步相量技术因为具有与全球定位系统(Global Positioning System，GPS)同步采样电压和电流波形数据的独特能力，被认为是当今电力系统中最重要的测量技术之一。随着相量测量单元(Phasor Measurement Units，PMU)的逐渐部署，基于数据驱动和机器学习的暂态稳定评估方法迅速发展，成为越来越多学者关注的热点。PMU通过使采样与微处理器的系统同步，可以将广域分散的相量计算置于共同的时间尺度上。以这项技术为核心的广域量测系统(Wide Area Measurement System，WAMS)的出现，可以实现以前无法完成的系统动态实时跟踪等任务，有助于运行人员准确地了解电网状态，以便快速预测电力系统是否趋于失稳，并进一步深入挖掘系统暂态过程的演变规律。
[0003]利用机器学习方法可以有效地进行暂态稳定在线分析，然而现有机器学习方法的分析结果难以再次应用到新的运行状态，当发电机出力变化时需要重新判断暂态稳定性。
[0004]暂态安全域(Transient Security Region，TSR)通常是基于系统稳态运行数据，针对特定故障而构建，不需要随发电机出力变化而改变暂态稳定的判断，但该方法缺少实际故障信息的校验修正，在线应用缺乏可靠保障。通过搜索功率临界点可以对暂态安全域进行修正，然而实际电网中系统节点众多，计算负担非常大，若在整个注入空间内进行功率临界点搜索耗时很长，不适合在线应用。
[0005]经检索，未发现与本专利技术相同或相似的已公开的专利文献。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，能够基于实时采集的量测数据，求取主导失稳机组的临界注入功率，快速修正更新暂态安全域边界。
[0007]本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
[0008]一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1、根据故障后的实时采集的量测数据，预测主导失稳机组的临界注入功率；
[0010]步骤2、沿用离线仿真中各发电机超平面系数的比例关系，并结合步骤1求取的主导失稳机组临界注入功率的预测值，对暂态安全域快速修正。
[0011]而且，所述步骤1的具体步骤包括：
[0012](1)根据故障后的实时采集的量测数据，预测临界切除时间；
[0013](2)在同一机端电压水平下，临界切除时间与主导失稳发电机的功率输出按一个
灵敏度系数变化，定义该灵敏度系数为K，表示单位功率改变下临界切除时间的变化量，该灵敏度系数可以通过离线仿真求得，如式(2)所示：
[0014][0015]式中，Δf代表临界切除时间的变化量，ΔP代表功率的变化量；
[0016](3)临界注入功率可以通过式(3)计算：
[0017]P
c
＝P0+K(T
cr
‑
y
CCT
)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0018]式(3)中，P
c
是临界注入功率，P0是当前运行点的功率，T
cr
是故障清除时间。
[0019]而且，所述步骤1第(1)步的具体方法为：
[0020]临界切除时间的学习过程可以看成一个映射函数，假设这个映射函数为f，则临界切除时间的预测值可通过式(1)求得：
[0021]y
CCT
＝f(x)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0022]式中，x为临界切除时间预测网络输入的量测量，y
CCT
为临界切除时间的预测值；
[0023]而且，所述步骤2的具体方法为：
[0024]在步骤1中得到主导失稳发电机临界注入功率后，根据式(4)求得新的TSR超平面系数，进而修正TSR：
[0025][0026]上式中，n
‑
1为除平衡机外的注入空间维数，P
i
为节点i的注入功率，α
i
为节点i的超平面系数；由上式可知，得到新的功率临界点P后就可以求得α
i
'，进而利用该式修正TSR边界。
[0027]本专利技术的优点和有益效果：
[0028]1、本专利技术一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，利用机器学习方法探究故障临界切除时间与主导失稳发电机群临界注入功率的映射关系，实现主导失稳发电机群临界注入功率和所有发电机的暂态安全域超平面系数的快速求取，进而完成暂态安全域快速修正，实现暂态稳定评估，为系统整体稳定控制提供支持。
[0029]2、本专利技术只搜索与系统失稳模式相对应的主导失稳发电机群的临界注入功率，大大减少搜索空间的维数，提高计算效率。
[0030]3、本专利技术所采用的故障临界切除时间是暂态稳定评估中重要的参考指标，常被用来评估系统的暂态稳定裕度，因此所得结果具有普遍适用性。此外，故障临界切除时间不仅可以用来判断系统稳定与否，而且可以清晰地展示各发电机出力到稳定边界的距离，提供暂态稳定的整体测度和裕度信息。
[0031]4、本专利技术所提方法考虑了故障后的量测信息，在一定程度上摆脱了对于发电机模型和参数信息的依赖，不仅可以有效纠正对当前故障的错误预判，而且修正后的TSR还能应用于以后相似的故障场景。此外，本专利技术也为TSR应用模式提供了一种新的思路。本专利技术的学习过程可以在线不断进行，可以预见随着时间的增加，修正后的TSR会逐渐逼近真实的TSR，这也符合在线学习准确率不断提高的特点。
[0032]5、本专利技术将离线仿真与实时量测数据相互结合，所得结果精确度很高，为暂态安全域边界快速修正提供了一种新思路。
附图说明
[0033]图1是本专利技术提供的临界切除时间与主导失稳发电机功率输出的变化关系图；
[0034]图2是本专利技术提供的新英格兰10机39节点系统接线图；
[0035]图3是本专利技术提供的故障后各发电机功角曲线图；
[0036]图4是本专利技术提供的G33和G34主导的暂态安全域图；
[0037]图5是本专利技术提供的不同方法的误差比较图。
具体实施方式
[0038]以下结合附图对本专利技术实施例作进一步详述：
[0039]一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，包括以下步骤：
[0040]步骤1、根据故障后的实时采集的量测数据，预测主导失稳机组的临界注入功率；
[0041]所述步骤1的具体步骤包括：
[0042](1)根据故障后的实时采集的量测数据，预测临界切除时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、根据故障后的实时采集的量测数据，预测主导失稳机组的临界注入功率；步骤2、沿用离线仿真中各发电机超平面系数的比例关系，并结合步骤1求取的主导失稳机组临界注入功率的预测值，对暂态安全域快速修正。2.根据权利要求1所述的一种基于临界注入功率的暂态安全域快速修正方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：(1)根据故障后的实时采集的量测数据，预测临界切除时间；(2)在同一机端电压水平下，临界切除时间与主导失稳发电机的功率输出按一个灵敏度系数变化，定义该灵敏度系数为K，表示单位功率改变下临界切除时间的变化量，该灵敏度系数可以通过离线仿真求得，如式(2)所示：式中，Δf代表临界切除时间的变化量，ΔP代表功率的变化量；(3)临界注入功率可以通过式(3)计算：P
c
＝P0+K(T
cr
‑
y
CCT
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式(3)中，P
c
是临界注入功率，P0是当前运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨路，宋建永，熊光普，郝家玮，吕剑，张洋，杨占民，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网天津市电力公司城东供电分公司，
类型：发明
国别省市：