專利名稱：：多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化
技術(shù)領域：
，更準確地說本發(fā)明涉及一種多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法。
背景技術(shù)：
：輸電斷面的輸送功率水平必須滿足預想故障場景下電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的要求，在滿足限制斷面輸送能力的關(guān)鍵故障發(fā)生后，電網(wǎng)仍能繼續(xù)安全穩(wěn)定運行要求的前提下，輸電斷面正常時能夠輸送的最大功率就是該斷面的輸電極限。大型互聯(lián)電網(wǎng)中的輸電斷面有多個，每一個斷面的穩(wěn)定輸送水平不但與本斷面的輸送功率密切相關(guān)，而且還受其他斷面輸送功率大小的影響。定量評估多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響，并進一步計算多個斷面的輸電極限，對電力系統(tǒng)的離線計算和運行控制具有重要意義。目前，多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的量化評估和極限計算缺乏系統(tǒng)性的方法，往往依賴于系統(tǒng)分析人員的計算經(jīng)驗，但隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的擴大和電氣聯(lián)系的緊密化，電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性越來越復雜，人工經(jīng)驗難以滿足分析計算自動化和運行監(jiān)控智能化的要求。因此需要一種能在電網(wǎng)的典型離線運行方式或當前運行工況下和預想故障場景下，量化評估多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的方法，以及使多個斷面同時達到輸電極限功率的自動搜索方法。參考文獻[1]運動穩(wěn)定性量化理論非自治非線性多剛體系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析/薛禹勝著.南京江蘇科學技術(shù)出版社，1999.1
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出了多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法，其目的在于根據(jù)電網(wǎng)的典型離線運行方式或當前運行工況、模型和參數(shù)、預想故障、輸電斷面集合，以調(diào)整系統(tǒng)運行方式為手段對斷面功率進行攝動，基于擴展等面積準則EEAC量化理論(參見文獻[1])計算各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度變化量，進一步計算斷面輸送功率對系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的交互影響因子矩陣，求解使所考察各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度同時均衡減小的各斷面功率的同時變化量，從而為同時增加所有考察斷面的潮流提供調(diào)整方向，實現(xiàn)多斷面輸電功率同時達到極限值的自動計算。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法的實施步驟1)確定所考察的輸電斷面集合，設共包含K個輸電斷面，記第i個斷面編號為i；2)對每一個輸電斷面指定一個預想故障場景(例如斷面組成元件N-1故障)，作為限制斷面輸送能力的關(guān)鍵故障，記輸電斷面i的預想故障場景為Q；3)取一個電力系統(tǒng)基態(tài)潮流；4)根據(jù)電力系統(tǒng)的基態(tài)潮流、模型和參數(shù)，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用擴展等面積準則EEAC計算出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，記對應斷面i在預想故障場景Ci和斷面輸送功率Pi下的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度為n”簡稱為斷面i主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度；5)統(tǒng)計滿足1<^(i=1，2，...，K)的輸電斷面?zhèn)€數(shù)N，如果N>NS，則計算停止，將N個斷面的輸送功率作為輸電極限輸出，其中e是根據(jù)具體電網(wǎng)特點由人工設定的門檻值；6)以調(diào)整系統(tǒng)運行方式為手段，按斷面編號順序逐次攝動斷面功率，生成K個新的電網(wǎng)潮流，分別對應K個輸電斷面輸送功率的增加，即每一次都在基態(tài)潮流的基礎上，以增加一個斷面功率為目標，調(diào)整出一個新的潮流。記第i個新的電網(wǎng)潮流中，斷面i輸送功率在基態(tài)潮流基礎上的變化量為△Pi(i)，形成斷面功率攝動量矩陣AP;7)計算系統(tǒng)新的潮流方式下對應預想故障的穩(wěn)定裕度變化量，即在每一個新的潮流下，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用擴展等面積準則EEAC計算出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度及其相對于基態(tài)潮流下穩(wěn)定裕度的變化量。記第m個新的電網(wǎng)潮流中，斷面i主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的變化量為△HiOii)，形成穩(wěn)定裕度攝動量矩陣△n；、對1)鄉(xiāng)⑶…Arj^K)8)計算斷面輸送功率對系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的交互影響因子矩陣，即根據(jù)步驟(6)計算的AP和步驟(7)計算的An，求解方程(8-1)，得到交互影響因子矩陣J，其意義為在基態(tài)潮流下，各個所考察的輸電斷面的輸送功率變化對各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度變化的影響方向和程度；An=JAP其中9)以交互影響因子矩陣J和基態(tài)下斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度nji=1，2，...，K)為已知量，以各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的同時變化量△n'和各斷面功率的同時變化量AP'為未知量，求取基態(tài)潮流下，所考察各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度同時均衡減小的各斷面功率變化量，即求解優(yōu)化問題(9-2)，得到AP'，其中￡1和eu是根據(jù)具體電網(wǎng)特點由人工設定的門檻值；(9-2)其中10)按所考察斷面輸送功率同時增長的原則，調(diào)整系統(tǒng)運行方式，生成新的基態(tài)潮流，即根據(jù)步驟(9)計算出的列向量AP'同時增加所有考察斷面的功率，生成新的基態(tài)潮流，轉(zhuǎn)步驟(4)。效果和優(yōu)點本發(fā)明提出了多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法。其特點是針對電網(wǎng)的典型離線運行方式或當前運行工況，基于時域仿真計算和擴展等面積準則EEAC理論，提出斷面輸送功率對系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的交互影響因子矩陣及其計算方法，量化描述了多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的方向和大小，給出了使得多斷面輸電功率同時達到極限值的自動計算方法。該方法可用于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的離線分析計算、實時預警和在線輔助決策，滿足分析計算自動化和運行監(jiān)控智能化的要求。圖1為本發(fā)明方法的流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖1，對本發(fā)明方法進行詳細描述。圖1中步驟1描述的是，確定所考察的輸電斷面集合，設共包含K個輸電斷面，記第i個斷面編號為i。圖1中步驟2描述的是，對每一個輸電斷面指定一個預想故障場景(例如斷面組成元件N-1故障)，作為限制斷面輸送能力的關(guān)鍵故障，記輸電斷面i的預想故障場景為Cit)圖1中步驟3描述的是，取一個電力系統(tǒng)基態(tài)潮流。圖1中步驟4描述的是，根據(jù)電力系統(tǒng)的基態(tài)潮流、模型和參數(shù)，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用擴展等面積準則EEAC計算出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，記對應斷面i在預想故障場景Ci和斷面輸送功率Pi下的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度為ni，簡稱為斷面i主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度。圖1中步驟5描述的是，統(tǒng)計滿足1<￡i(i=1，2，...，K)的輸電斷面?zhèn)€數(shù)N，如果N^Ns,則計算停止，將N個斷面的輸送功率作為輸電極限輸出，其中ei和Ns是根據(jù)具體電網(wǎng)特點由人工設定的門檻值。圖1中步驟6描述的是，以調(diào)整系統(tǒng)運行方式為手段，按斷面編號順序逐次攝動斷面功率，生成K個新的電網(wǎng)潮流，分別對應K個輸電斷面輸送功率的增加，即每一次都在基態(tài)潮流的基礎上，以增加一個斷面功率為目標，調(diào)整出一個新的潮流。記第i個新的電網(wǎng)潮流中，斷面i輸送功率在基態(tài)潮流基礎上的變化量為APi(i)，形成斷面功率攝動量矩陣AP。AP=圖1中步驟7描述的是，計算系統(tǒng)新的潮流方式下對應預想故障的穩(wěn)定裕度變化量，即在每一個新的潮流下，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用擴展等面積準則EEAC計算出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度及其相對于基態(tài)潮流下穩(wěn)定裕度的變化量。記第m個新的電網(wǎng)潮流中，斷面i主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的變化量為Ani(m)，形成穩(wěn)定裕度攝動量矩陣an。圖1中步驟8描述的是，計算斷面輸送功率對系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的交互影響因子矩陣，即根據(jù)步驟6計算的AP和步驟7計算的△n，求解方程(8-1)，得到交互影響因子矩陣J，其意義為在基態(tài)潮流下，各個所考察的輸電斷面的輸送功率變化對各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度變化的影響方向和程度。其中圖1中步驟9描述的是，以交互影響因子矩陣J和基態(tài)下斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度ni(i=1,2,...，K)為已知量，以各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的同時變化量An'和各斷面功率的同時變化量AP'為未知量，求取在基態(tài)潮流下，使所考察各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度同時均衡減小的各斷面功率變化量，即求解優(yōu)化問題(9-2)，得到AP'，其中、和￡u是根據(jù)具體電網(wǎng)特點由人工設定的門檻值。mins.t.An‘=JAP'其中(9-2)7圖1中步驟10描述的是，按所考察斷面輸送功率同時增長的原則，調(diào)整系統(tǒng)運行方式，生成新的基態(tài)潮流，即根據(jù)步驟9計算出的列向量AP'同時增加所有考察斷面的功率，生成新的基態(tài)潮流，轉(zhuǎn)步驟4?？傊鄶嗝娣€(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法，基于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定量化分析理論和技術(shù)，實現(xiàn)了多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的量化評估，以及使多個斷面同時達到輸電極限功率的自動搜索，可用于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的離線分析計算、實時預警和在線輔助決策，有利于實現(xiàn)多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響情況下輸電極限分析計算的自動化和運行監(jiān)控的智能化。權(quán)利要求多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法，其特征在于，包括以下步驟1)確定所考察的輸電斷面集合，設共包含K個輸電斷面，記第i個斷面編號為i；2)對每一個輸電斷面指定一個預想故障場景，作為限制斷面輸送能力的關(guān)鍵故障，記輸電斷面i的預想故障場景為Ci；3)取一個電力系統(tǒng)基態(tài)潮流；4)根據(jù)電力系統(tǒng)的基態(tài)潮流、模型和參數(shù)，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用擴展等面積準則EEAC計算出系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，記對應斷面i在預想故障場景Ci和斷面輸送功率Pi下的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度為ηi，簡稱為斷面i主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度；5)統(tǒng)計滿足ηi＜εi，其中，i＝1，2，...，K，的輸電斷面?zhèn)€數(shù)N，如果N≥Ns，則計算停止，將N個斷面的輸送功率作為輸電極限輸出，其中εi和Ns是根據(jù)具體電網(wǎng)特點由人工設定的門檻值；6)以調(diào)整系統(tǒng)運行方式為手段，按斷面編號順序逐次攝動斷面功率，生成K個新的電網(wǎng)潮流，分別對應K個輸電斷面輸送功率的增加，即每一次都在基態(tài)潮流的基礎上，以增加一個斷面功率為目標，調(diào)整出一個新的潮流。記第i個新的電網(wǎng)潮流中，斷面i輸送功率在基態(tài)潮流基礎上的變化量為ΔPi(i)，形成斷面功率攝動量矩陣ΔP；<mrow><mi>ΔP</mi><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>·</mo></mtd><mtd><mo>·</mo></mtd><mtd></mtd><mtd><mo>·</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>·</mo></mtd><mtd><mo>·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技術(shù)領域：
，提出了一種多斷面穩(wěn)定輸送水平交互影響的輸電極限計算方法，可用于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的離線分析計算、實時預警和在線輔助決策。該方法包括以下步驟(1)確定所考察的輸電斷面集合；(2)對每一個輸電斷面指定一個預想故障場景；(3)取一個電力系統(tǒng)基態(tài)潮流；(4)根據(jù)電力系統(tǒng)的基態(tài)潮流、模型和參數(shù)，針對每個預想故障場景進行時域仿真，并基于仿真軌跡，采用EEAC計算出各個斷面主導的系統(tǒng)穩(wěn)定裕度；(5)若穩(wěn)定輸送水平達到極限的輸電斷面?zhèn)€數(shù)滿足設定值，則終止計算；(6)以調(diào)整系統(tǒng)運行方式為手段，逐個攝動斷面功率并生成新的電網(wǎng)潮流，形成斷面功率攝動量矩陣。文檔編號H02J3/00GK101867183SQ20101019500公開日2010年10月20日申請日期2010年6月8日優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日發(fā)明者徐泰山,方勇杰,李碧君,楊衛(wèi)東,薛禹勝,許劍冰,鮑顏紅申請人:國網(wǎng)電力科學研究院;南京南瑞集團公司