一种用于确定电网扰动传播特性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于确定电网扰动传播特性的方法及系统，属于电力系统动态分析技术领域。本发明专利技术方法包括：对目标电网进行实时监测，以获取所述目标电网的实测数据，基于所述实测数据确定目标电网的电压相轨迹及所述电压相轨迹的动态观测数据集；根据所述电压相轨迹及动态观测数据集，确定所述目标电网的电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数；对所述电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数进行聚类处理，以得到聚类结果，通过所述聚类结果确定目标电网的扰动传播特性。本发明专利技术解决了电网动态安全分析和控制变得困难的问题，为理解和揭示扰动冲击对大电网安全稳定运行的影响提供了辅助决策，为电网的安全运行提供了保障。障。障。

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定电网扰动传播特性的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统动态分析
，并且更具体地，涉及一种用于确定电网扰动传播特性的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国电力系统的发展，全国电网规模不断扩大，电网时空分布特性日趋复杂，动态安全的分析和控制也变得尤为困难，因此电网的稳定问题已经成为电力系统分析的重要部分。因此，研究复杂电网的扰动传播特性，提高电力系统的稳定性具有重要意义。
[0003]电压是电力系统的一个重要参数，它的动态行为影响着电力系统的安全和稳定，而电压相轨迹中蕴藏着丰富的电网信息。因此，有必要针对电压的时序数据，综合考虑节点、连边的参数属性，开展相关性相似性和聚类分析。
[0004]由于我国互联电网动态行为日趋复杂，各类扰动的频繁发生，WAMS得到迅速发展，这为开展电网实测数据的动态过程分析及研究创造了有利的条件。借助扰动的时空传播特性，利用同步相量量测数据，在扰动产生严重影响前分析扰动传播规律与信息，就可以制定针对性控制策略，实现在一定范围内消除或减少扰动造成的影响，进而保障电力系统的安全。

技术实现思路

[0005]针对电网时空分布特性日趋复杂，动态安全分析和控制变得困难的问题，本专利技术提出了一种用于确定电网扰动传播特性的方法，包括：
[0006]对目标电网进行实时监测，以获取所述目标电网的实测数据，基于所述实测数据确定目标电网的电压相轨迹及所述电压相轨迹的动态观测数据集；
[0007]根据所述电压相轨迹及动态观测数据集，确定所述目标电网的电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数；
[0008]对所述电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数进行聚类处理，以得到聚类结果，通过所述聚类结果确定目标电网的扰动传播特性。
[0009]可选的，电压相轨迹的计算公式，如下：
[0010][0011]其中，
[0012][0013]其中，X为电压相轨迹的实部数据集，X
i,T
为节点i的电压相轨迹实部，Y为电压相轨迹的虚部数据集，Y
i,T
为节点i的电压相轨迹虚部，v
i,T
为节点i的电压幅值序列，θ
i,T
为节点i的电压相角序列，i＝1
…
n。
[0014]可选的，动态观测数据集的计算公式，如下：
[0015]D＝X+jY
[0016]其中，D为动态观测数据集，X为电压相轨迹的实部数据集，Y为虚部数据集，j为虚数单位。
[0017]可选的，电压相对变化量的计算公式，如下：
[0018][0019][0020]设轨迹l
A
,l
B
，l
A
,l
B
上的节点分别为a
i
,b
i
，x
ai
为a
i
的实部坐标，x
bi
为b
i
的实部坐标，y
ai
为a
i
的虚部坐标，y
bi
为b
i
的虚部坐标。d表示两点间的欧式距离，SPD(l
A
,l
B
)表示两条轨迹间的电压相对变化量。
[0021]可选的，突变距离的计算公式如下：
[0022][0023][0024]其中，故障发生时间为t1，故障结束时间为t2，t1时刻电压的实部为x1，虚部为y1，周波为Δt，则一周波后，也即t1+Δt时刻电压相轨迹的实部为x1′
，虚部为y1′
，C1为故障发生时的突变距离；t2时刻电压的实部为x2，虚部为y2，则一周波后，也即t2+Δt时刻电压相轨迹的实部为x2′
，虚部为y2′
，C2为故障发生时的突变距离C2。
[0025]可选的，扰动相关指数的计算公式，如下：
[0026][0027]其中，DCI为扰动相关指数，E(C
i
)为第i个节点的Frobenius范数，E(C
sys
)为整个系统的Frobenius范数。
[0028]再一方面，本专利技术还提出了一种用于确定电网扰动传播特性的系统，包括：
[0029]采集单元，用于对目标电网进行实时监测，以获取所述目标电网的实测数据，基于所述实测数据确定目标电网的电压相轨迹及所述电压相轨迹的动态观测数据集；
[0030]计算单元，用于根据所述电压相轨迹及动态观测数据集，确定所述目标电网的电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数；
[0031]聚类单元，用于对所述电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数进行聚类处理，以得到聚类结果，通过所述聚类结果确定目标电网的扰动传播特性。
[0032]可选的，采集单元，确定目标电网的电压相轨迹的计算公式，如下：
[0033][0034]其中，
[0035][0036]其中，X为电压相轨迹的实部数据集，X
i,T
为节点i的电压相轨迹实部，Y为电压相轨迹的虚部数据集，Y
i,T
为节点i的电压相轨迹虚部，v
i,T
为节点i的电压幅值序列，θ
i,T
为节点i的电压相角序列，i＝1
…
n。
[0037]可选的，采集单元，确定电压相轨迹的动态观测数据集的计算公式，如下：
[0038]D＝X+jY
[0039]其中，D为动态观测数据集，X为电压相轨迹的实部数据集，Y为虚部数据集，j为虚数单位。
[0040]可选的，计算单元，确定目标电网的电压相对变化量的计算公式，如下：
[0041][0042][0043]设轨迹l
A
,l
B
，l
A
,l
B
上的节点分别为a
i
,b
i
，x
ai
为a
i
的实部坐标，x
bi
为b
i
的实部坐标，y
ai
为a
i
的虚部坐标，y
bi
为b
i
的虚部坐标。d表示两点间的欧式距离，SPD(l
A
,l
B
)表示两条轨迹间的电压相对变化量。
[0044]可选的，计算单元，确定目标电网的突变距离的计算公式如下：
[0045][0046][0047]其中，故障发生时间为t1，故障结束时间为t2，t1时刻电压的实部为x1，虚部为y1，周波为Δt，则一周波后，也即t1+Δt时刻电压相轨迹的实部为x1′
，虚部为y1′
，C1为故障发生时的突变距离；t2时刻电压的实部为x2，虚部为y2，则一周波后，也即t2+Δt时刻电压相轨迹的实部为x2′
，虚部为y2′
，C2为故障发生时的突变距离C2[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定电网扰动传播特性的方法，其特征在于，所述方法包括：对目标电网进行实时监测，以获取所述目标电网的实测数据，基于所述实测数据确定目标电网的电压相轨迹及所述电压相轨迹的动态观测数据集；根据所述电压相轨迹及动态观测数据集，确定所述目标电网的电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数；对所述电压相对变化量、突变距离和扰动相关指数进行聚类处理，以得到聚类结果，通过所述聚类结果确定目标电网的扰动传播特性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压相轨迹的计算公式，如下：其中，其中，X为电压相轨迹的实部数据集，X
i,T
为节点i的电压相轨迹实部，Y为电压相轨迹的虚部数据集，Y
i,T
为节点i的电压相轨迹虚部，v
i,T
为节点i的电压幅值序列，θ
i,T
为节点i的电压相角序列，i＝1
…
n。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态观测数据集的计算公式，如下：D＝X+jY其中，D为动态观测数据集，X为电压相轨迹的实部数据集，Y为虚部数据集，j为虚数单位。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压相对变化量的计算公式，如下：4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压相对变化量的计算公式，如下：设轨迹l
A
,l
B
，l
A
,l
B
上的节点分别为a
i
,b
i
，x
ai
为a
i
的实部坐标，x
bi
为b
i
的实部坐标，y
ai
为a
i
的虚部坐标，y
bi
为b
i
的虚部坐标。d表示两点间的欧式距离，SPD(l
A
,l
B
)表示两条轨迹间的电压相对变化量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述突变距离的计算公式如下：5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述突变距离的计算公式如下：其中，故障发生时间为t1，故障结束时间为t2，t1时刻电压的实部为x1，虚部为y1，周波为Δt，则一周波后，也即t1+Δt时刻电压相轨迹的实部为x1′
，虚部为y1′
，C1为故障发生时的突变距离；t2时刻电压的实部为x2，虚部为y2，则一周波后，也即t2+Δt时刻电压相轨迹的实部为x2′
，虚部为y2′
，C2为故障发生时的突变距离C2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扰动相关指数的计算公式，如下：其中，DCI为扰动相关指数，E(C
i
)为第i个节点的Frobenius范数，E(C
sys
)为整个系统的Frobenius范数。7.一种用于确定电网扰动传播特性的系统，其特征在于，所述系统包括：采集单元，用于对目标电网进行实时监测，以获取所述目标电网的实测数据，基于所述实测数据确定目标电网的电压相轨迹及所述电压相轨迹的动态观测数据集；计算单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红英，孔一博，闫莉萍，袁肖赟，刘道伟，赵高尚，陈勇，杨学涛，刘开欣，杨延栋，刘威麟，封一贤，
申请(专利权)人：北京理工大学清华大学国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：