一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统，方法包括：获取支路潮流方向，并根据所述支路潮流方向判断支路的首端和末端；基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值；根据所述首端电压幅值和所述末端电压幅值计算有源配电网系统各支路的电压稳定性指标；取同一时刻所有支路中电压稳定性指标的最大值作为有源配电网系统的电压稳定性指标。以PV曲线在电压失稳过程中上、下半支电压可行解不断接近的特征为出发点，利用PMU量测得到的的节点电压幅值信息，无需测量有源配电网线路阻抗参数，就可以快速、准确地在线计算出系统的电压稳定性指标。准确地在线计算出系统的电压稳定性指标。准确地在线计算出系统的电压稳定性指标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统


[0001]本专利技术属于有源配电网电压稳定性分析
，尤其涉及一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，由于化石燃料的枯竭和环境污染的加剧，以太阳能光伏和风能为代表的分布式可再生能源发展迅速。可再生能源的接入会影响电力系统潮流的大小和方向，从而不可避免地对系统的电压稳定性造成影响。
[0003]鉴于此，研究有源配电网的电压稳定性和电压崩溃具有重要的社会意义。目前，为了去衡量电力系统运行的稳定程度，有许多电压稳定性指标已经被提出。常用的静态电压稳定性指标有电压稳定性接近指标、局部指标、灵敏度指标和负荷裕度指标。但这些指标均存在计算复杂、线性度不好的缺点。尤其是当由分布式电源接入时，部分母线电压稳定性指标变动不明显，无法体现负荷和分布式电源变化时母线电压稳定性的敏感程度。此外，要计算这些指标需要经过潮流计算得到系统各节点的电压参数，这大大增加计算量，削弱了对电力系统稳定性的评判速度。
[0004]随着PMU(phasor measurement unit，相量测量装置)技术的飞速发展，基于同步向量量测的电压稳定性在线指标—基于支路末端电压可行解域的静态电压稳定指标进入了人们的视野。这类指标可以结合电力系统的阻抗矩阵、PMU量测信息、发电机出力和负荷参数直接算出。但是这些指标存在以下缺点：
[0005]1)计算这些指标均需要提前知晓电力系统的支路阻抗参数，并且如若出现支路阻抗为0的特殊情况时，有些指标还会失效；
[0006]2)当线路参数随着电力系统电压等级变化时，所计算出的电压稳定性指标是不准确的；
[0007]3)这些指标中均含后线路端电压的二次项，这对于指标的线性度是极为不利的。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统，用于解决无法准确地在线计算系统的电压稳定性指标以及计算得到的电压稳定性指标的线性度差的技术问题。
[0009]第一方面，本专利技术提供一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法，包括：获取支路潮流方向，并根据所述支路潮流方向判断支路的首端和末端；基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值；根据所述首端电压幅值和所述末端电压幅值计算有源配电网系统各支路的电压稳定性指标；取同一时刻所有支路中电压稳定性指标的最大值作为有源配电网系统的电压稳定性指标。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种基于广域量测的电压稳定性指标计算系统，包括：判断模块，配置为获取支路潮流方向，并根据所述支路潮流方向判断支路的首端和末端；获取模
块，配置为基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值；计算模块，配置为根据所述首端电压幅值和所述末端电压幅值计算有源配电网系统各支路的电压稳定性指标；选定模块，配置为取同一时刻所有支路中电压稳定性指标的最大值作为有源配电网系统的电压稳定性指标。
[0011]第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的基于广域量测的电压稳定性指标计算的步骤。
[0012]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本专利技术任一实施例的基于广域量测的电压稳定性指标计算的步骤。
[0013]本申请的基于广域量测的电压稳定性指标计算方法及系统，以PV曲线在电压失稳过程中上、下半支电压可行解不断接近的特征为出发点，利用PMU量测得到的的节点电压幅值信息，无需测量有源配电网线路阻抗参数，就可以快速、准确地在线计算出系统的电压稳定性指标。并且推导出的电压稳定性指标计算公式中没有支路端电压二次项，极大地增强了指标的线性度，有利于向调度人员提供准确的电压稳定性信息。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术一实施例提供的一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法的流程图；
[0016]图2为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的有源配电网中单条支路的等效电路示意图；
[0017]图3为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的有源配电网中单条支路忽略对地导纳时的等效电路示意图；
[0018]图4为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的接有分布式电源的IEEE33节点配电网示意图；
[0019]图5为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的PV曲线和指标曲线图；
[0020]图6为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的支路27
‑
28上不同电压稳定性指标对比图；
[0021]图7为本专利技术一实施例提供的一种基于广域量测的电压稳定性指标计算系统的结构框图；
[0022]图8是本专利技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参阅图1，其示出了本申请的一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法的流程图。
[0025]如图1所示，基于广域量测的电压稳定性指标计算方法具体包括步骤：
[0026]步骤S101，获取支路潮流方向，并根据所述支路潮流方向判断支路的首端和末端。
[0027]在本实施例中，根据PMU的安装成本和母线的重要程度，一条支路可能有一端安装有PMU，另外一端没有安装。对于比较重要的支路，为实现计算的快速性，可能两端都安装有PMU。
[0028]在实际有源配电网中，一条支路的首端或者末端有可能是和多支路相连接的。那么在不同的负荷水平下，某一条母线可能是另外一条母线的末端，也有可能是其首端。基于支路潮流真实流向，可以判断支路的首末端。
[0029]步骤S102，基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值。
[0030]在本实施例中，获取当前配电网系统的网络拓扑结构，并根据网络拓扑结构设置PMU的安装位置。其中，网络拓扑结构包括总支路数、总节点数以及节点与节点之间的相关性。
[0031]具体地，假设某一条支路的首段电压为末端电压为线路的首段注入功率为P
i
+jQ
i
，末端输出功率为P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法，其特征在于，包括：获取支路潮流方向，并根据所述支路潮流方向判断支路的首端和末端；基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值；根据所述首端电压幅值和所述末端电压幅值计算有源配电网系统各支路的电压稳定性指标；取同一时刻所有支路中电压稳定性指标的最大值作为有源配电网系统的电压稳定性指标。2.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法，其特征在于，在基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值之前，所述方法还包括：获取当前配电网系统的网络拓扑结构，并根据所述网络拓扑结构设置PMU的安装位置。3.根据权利要求1所述的一种基于广域量测的电压稳定性指标计算方法，其特征在于，所述基于预设的PMU分别获取支路的首端电压幅值和末端电压幅值，包括：假设某一条支路的首段电压为末端电压为线路的首段注入功率为P
i
+jQ
i
，末端输出功率为P
j
+jQ
j
，线路等值阻抗为Z∠θ＝R+jX，支路两端等值导纳为jB/2，经过母线注入等值阻抗的功率为P
′
i
+jQ
′
i
，从支路阻抗流向母线j侧的功率为P
′
j
+jQ
′
j
，当PMU安装在支路末端时，可知：可知：式中，P
′
i
为通过阻抗靠i侧的有功功率，Q
′
i
为通过阻抗靠i侧的无功功率，P
i
为注入支路首段节点的有功功率，Q
i
为注入支路首段节点的无功功率，j为支路的末端编号，U
i
为支路的首段电压幅值，B/2为支路两端的等值导纳，P
′
j
为流出阻抗靠j侧的有功功率，Q
′
j
为流出阻抗靠j侧的无功功率，P
j
为流出支路末端节点的有功功率，Q
j
为流出支路末端节点的无功功率，Uj为支路的末端电压幅值；当以母线j侧的电压为参考向量，即δ
j
＝0，流经支路的电流可以通过PMU测出，记为可得：ΔU
j
＝(P
′
j
R+Q
′
j
X)/U
j
，δU
j
＝(P
′
j
X
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仕豪，袁轩，陈波，黎鹏程，钟逸铭，熊华强，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：