电网振荡中心断面的识别方法技术

本发明专利技术提供了一种电网振荡中心断面的识别方法，包括：分别标记电力系统中发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合和负荷节点的索引集合，通过上述集合形成电力网络的边集合和邻接矩阵，通过发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合、负荷节点的索引集合、边集合和邻接矩阵形成电力网络图；消去发电机端节点的索引集合，以形成第一增广图，并形成网络推广矩阵；将负荷节点的注入电流置0，消去负荷节点和发电机端节点，得到第二增广图；形成第二增广图的导纳阵，对导纳阵开展特征分析，通过特征向量和网络推广矩阵的乘积向量获得电网振荡中心断面的割集。本发明专利技术可以在多机复杂的供电场景下识别出电网振荡中心断面。荡中心断面。荡中心断面。

【技术实现步骤摘要】
电网振荡中心断面的识别方法


[0001]本专利技术涉及电网
，尤其是涉及一种电网振荡中心断面的识别方法。

技术介绍

[0002]长期以来，电力系统的解列控制强烈依赖于振荡中心的识别，准确有效的振荡中心断面识别对实施解列控制、减少因为不恰当的控制措施而形成的生产生活影响具有重要意义；另外一方面，靠近振荡中心附近的扰动往往更容易引起稳定事故，如近年来，直流大扰动场景下振荡中心近区更容易发生功角电压交互失稳事故；又或者当负荷与振荡中心存在较紧密的网络结构下，更容易发生功角电压耦合失稳事故；为此，构建电力系统振荡中心的数学理论基础，给出振荡中心断面的识别方法具有显著的工程意义。
[0003]电力系统的振荡中心通常被认为某一振荡模式下，由于发电机功角摇摆所导致电压跌落最严重的落点，现有的振荡中心的定位理论存在模型解析法和聚类图论法。模型解析法基于两机等值系统，通过给出了两机系统中振荡中心较为确切的位置函数，进而实现振荡中心漂移特性的分析；又或者通过等值机联络线两侧相异的电压频率特性开展振荡中心研究，通过捕捉振荡中心不同侧的电压频率特性给出了相应振荡中心断面方法；又或者依据两机等值系统中相位角变化规律所发展出来的相位角判据，进行振荡中心断面识别。
[0004]然而，上述模型解析法方法多是基于等值系统给出定量分析，并推广至多机系统，其在多机复杂的供电场景下是否能够继续维持有效性仍需要进一步讨论。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电网振荡中心断面的识别方法，可以在多机复杂的供电场景下也能识别出电网振荡中心断面。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种电网振荡中心断面的识别方法，包括：
[0007]分别标记电力系统中发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合和负荷节点的索引集合，并且，通过所述发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合和负荷节点的索引集合形成电力网络的边集合和邻接矩阵，通过所述发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合、负荷节点的索引集合、边集合和邻接矩阵形成电力网络图；
[0008]在所述电力网络图中，消去所有所述发电机端节点，以形成第一增广图，根据所述第一增广图形成网络推广矩阵；
[0009]在所述电力网络图中，将所有所述负荷节点的注入电流置0，消去所有所述负荷节点和发电机端节点，以得到第二增广图；以及
[0010]形成所述第二增广图的导纳阵，对所述导纳阵开展特征分析，通过特征向量和所述网络推广矩阵的乘积向量获得电网振荡中心断面的割集。
[0011]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，所述电力网络图为：其中，为电力网络图，N＝I∪G∪L，N为所有节点集合， I＝{1,2,
···
,
m}，表示发电机内节点集，G＝{m+1,m+2,
···
,2m}，表示发电机端节点集， L＝{2m+1,2m+2,
···
,m+n}表示负荷节点集。
[0012]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，所述邻接矩阵包括：
[0013][0014]其中，A为邻接矩阵，a
ii
和a
ij
为邻接矩阵内的元素，c
i
为节点i处的充电电容，G
ij
+jB
ij
为边集中的边(i,j)的线路导纳。
[0015]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，所述电力网络图的电流平衡方程如下：
[0016][0017]其中，Y
d
＝diag(y
di
)，y
di
为发电机i的暂态电纳，Y
GG
、Y
GL
、Y
GL
和Y
GL
表示网络子图对应的网络子导纳阵，V
I
＝E
′
q
e
jδ
为发电机内电势向量，I
G
为发电机内电势节点的电流注入向量，V
G
和V
L
分别表示发电机机端电压向量和负荷节点电压，和分别表示负荷节点注入功率和节点电压的共轭，符号./表示元素间的点除运算。
[0018]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，在所述电力网络图中，消去所有所述发电机端节点，以形成第一增广图如下：
[0019][0020]其中，表示导纳阵子块，根据所述第一增广图形成网络推广矩阵的方法包括：
[0021][0022]其中，F
LG
为网络推广矩阵。
[0023]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，所述第二增广图的电流平衡方程如下：
[0024]Y
″
red
V
I
＝I
G
；
[0025]其中，
[0026]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，形成所述第二增广图的导纳阵，对所述导纳阵开展特征分析的方法如下：
[0027][0028]其中，Y
″
red
为导纳阵，{λ
i
|i＝1,2,...,n}、{u
i
|i＝1,2,...,n}和{v
i
|i＝1,2,...,n}分别为导纳阵的特征值、右特征向量和左特征向量。
[0029]可选的，在所述的电网振荡中心断面的识别方法中，通过特征向量和所述网络推广矩阵的乘积向量获得电网振荡中心断面的割集的方法包括：
[0030]根据所述网络推广矩阵和右特征向量形成全网指标向量；
[0031]依据所述全网指标向量的符号特性对电网的全网节点开展分群；
[0032]不同群的线路交集为电网振荡中心断面端面。
[0033]在本专利技术提供的电网振荡中心断面的识别方法中，可以在多机复杂的供电场景下也能识别出电网振荡中心断面。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例的电网振荡中心断面的识别方法的流程图；
[0035]图2是本专利技术实施例的IEEE39节点电网拓扑图；
[0036]图3是本专利技术实施例的IEEE39节点系统全网机组功角动态响应曲线；
[0037]图4是本专利技术实施例的IEEE39节点系统全网节点分群方式；
[0038]图5是本专利技术实施例的IEEE39节点系统是振荡中心断面示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0040]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网振荡中心断面的识别方法，其特征在于，包括：分别标记电力系统中发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合和负荷节点的索引集合，并且，通过所述发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合和负荷节点的索引集合形成电力网络的边集合和邻接矩阵，通过所述发电机内电势节点的索引集合、发电机端节点的索引集合、负荷节点的索引集合、边集合和邻接矩阵形成电力网络图；在所述电力网络图中，消去所有所述发电机端节点，以形成第一增广图，根据所述第一增广图形成网络推广矩阵；在所述电力网络图中，将所有所述负荷节点的注入电流置0，消去所有所述负荷节点和发电机端节点，以得到第二增广图；以及形成所述第二增广图的导纳阵，对所述导纳阵开展特征分析，通过特征向量和所述网络推广矩阵的乘积向量获得电网振荡中心断面的割集。2.如权利要求1所述的电网振荡中心断面的识别方法，其特征在于，所述电力网络图为：其中，为电力网络图，N＝I∪G∪L，N为所有节点集合，I＝{1,2,
···
,m}，表示发电机内节点集，G＝{m+1,m+2,
···
,2m}，表示发电机端节点集，L＝{2m+1,2m+2,
···
,m+n}表示负荷节点集。3.如权利要求1所述的电网振荡中心断面的识别方法，其特征在于，所述邻接矩阵包括：其中，A为邻接矩阵，a
ii
和a
ij
为邻接矩阵内的元素，c
i
为节点i处的充电电容，G
ij
+jB
ij
为边集中的边(i,j)的线路导纳。4.如权利要求1所述的电网振荡中心断面的识别方法，其特征在于，所述电力网络图的电流平衡方程如下：其中，Y
d
＝diag(y
di
)，y
di
为发电机i的暂态电纳，Y
GG
、Y
GL
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹路，丁浩寅，陆建宇，陈浩，时艳强，李建华，周毅，张怡静，黄志光，刘毅，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华东分部，
类型：发明
国别省市：