本發(fā)明涉及電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性，特別是基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、在電力系統(tǒng)的管理與控制中，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性一直是維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的核心問題之一。隨著電力市場的自由化以及可再生能源的廣泛接入，電網(wǎng)結構變得越來越復雜，傳統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性分析和控制方法面臨著新的挑戰(zhàn)。歷史上，電壓穩(wěn)定性的問題主要通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的激磁系統(tǒng)和輸電線路的容量來解決。然而，這些方法往往不能完全適應快速變化的電網(wǎng)條件，尤其是在面對大規(guī)模的分布式發(fā)電系統(tǒng)和不斷變化的負載需求時。

2、現(xiàn)有技術在處理電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性時通常依賴于靜態(tài)的分析模型，這些模型很難實時反映電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)。例如，許多模型未能充分考慮到多時間尺度的電網(wǎng)動態(tài)變化，如短期內(nèi)的負載突變、中期的季節(jié)性負載波動和長期的負載增長趨勢。此外，現(xiàn)有技術常用的短路容量計算方法通?；谶^時的數(shù)據(jù)或假設，不能有效預測未來的網(wǎng)絡狀態(tài)，從而可能導致電網(wǎng)運行在非最優(yōu)或危險狀態(tài)下。在現(xiàn)有技術的實際應用中，電網(wǎng)運營者面臨著響應速度慢和控制策略粗糙的問題，這限制了他們在面對突發(fā)事件時采取有效措施的能力。

3、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的新方法。該方法通過實時采集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)并進行預處理，結合動態(tài)評估和多時間尺度分析，實時預測電網(wǎng)的短路容量，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的精確控制。通過建立短路容量與電壓穩(wěn)定性之間的關聯(lián)模型，本發(fā)明不僅能夠提供更為精準的電壓穩(wěn)定性預測，還能夠根據(jù)實際電網(wǎng)狀態(tài)進行實時監(jiān)測和預警，及時調(diào)整控制策略以應對可能的電壓不穩(wěn)定問題。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題是：如何解決現(xiàn)有方法中響應速度慢和控制策略粗糙的問題。

3、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法，包括，實時采集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)并進行預處理，得到預處理后的數(shù)據(jù)；對預處理后的數(shù)據(jù)進行動態(tài)評估結合多時間尺度分析，實時預測電網(wǎng)的短路容量；建立短路容量與電壓穩(wěn)定性之間的關聯(lián)模型，分析電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性性能；實時監(jiān)測并進行預警，并根據(jù)預警進行控制。

4、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)包括電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、阻抗數(shù)據(jù)及功率數(shù)據(jù)；所述預處理包括數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)同步。

5、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預測電網(wǎng)的短路容量包括基于電網(wǎng)的電氣參數(shù)計算時間t的短路容量，表示為：

6、

7、其中，scc(t)為時間t的短路容量，v(t)為時間t的電壓，i(t)為時間t的短路電流，z(t)為線路的阻抗；使用多時間尺度分析預測電網(wǎng)的短路容量，表示為：

8、

9、其中，為預測的短路容量值，α為短期權重系數(shù)，sccshort(t)為短期短路容量預測值，β為中期權重系數(shù)，sccmedium(t)為中期短路容量預測值，γ為長期權重系數(shù)，scclong(t)為長期短路容量預測值。

10、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述短期短路容量預測值包括使用自回歸模型預測每個參數(shù)的即時變化，結合到短路容量的計算中，表示為：

11、

12、其中，i為第i個時間點，p為歷史數(shù)據(jù)點的數(shù)量即時間點總數(shù)，αi為第i個歷史數(shù)據(jù)點的電壓系數(shù)，v(t-i)為在時間t-i的電壓值，βi為第i個歷史數(shù)據(jù)點的電流系數(shù)，i(t-i)為在時間t-i的短路電流值，γi為第i個歷史數(shù)據(jù)點的阻抗系數(shù)，z(t-i)為在時間t-i的阻抗值；所述中期短路容量預測值包括對數(shù)據(jù)中的趨勢和周期性進行平滑處理，表示為：

13、

14、其中，ets(v,t)為電壓v在時間t的指數(shù)平滑預測值，ets(i,t)為電流i在時間t的指數(shù)平滑預測值，ets(z,t)為阻抗z在時間t的指數(shù)平滑預測值；所述長期短路容量預測值包括使用季節(jié)調(diào)整和趨勢分解的方法，表示為：

15、

16、其中，trend(v,t)為電壓的趨勢分量，trend(i,t)為電流的趨勢分量，trend(z,t)為阻抗的趨勢分量。

17、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述短路容量與電壓穩(wěn)定性之間的關聯(lián)模型包括構建指數(shù)線性混合函數(shù)和對數(shù)指數(shù)混合函數(shù)；所述指數(shù)線性混合函數(shù)表示為：

18、

19、其中，為指數(shù)線性混合函數(shù)，a為指數(shù)線性混合函數(shù)調(diào)節(jié)系數(shù)，p(t)為時間t的電網(wǎng)總功率；所述對數(shù)指數(shù)混合函數(shù)表示為：

20、g(vload(t),z(t))＝log(vload(t)+1)·eb·z(t)

21、其中，g(vload(t),z(t))為對數(shù)指數(shù)混合函數(shù)，vload(t)為負載電壓，b為對數(shù)指數(shù)混合函數(shù)調(diào)節(jié)系數(shù)。

22、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述短路容量與電壓穩(wěn)定性之間的關聯(lián)模型表示為：

23、

24、其中，vs(t)為時間t的電壓穩(wěn)定性指數(shù)，λ為調(diào)節(jié)系數(shù)。

25、作為本發(fā)明所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預警包括設置電壓穩(wěn)定性指數(shù)高閾值θ1、電壓穩(wěn)定性指數(shù)中閾值θ2及電壓穩(wěn)定性指數(shù)低閾值θ3，若vs(t)大于等于電壓穩(wěn)定性指數(shù)高閾值θ1，則不進行報警，正常監(jiān)控，維持現(xiàn)有操作，若vs(t)大于等于電壓穩(wěn)定性指數(shù)中閾值θ2且小于電壓穩(wěn)定性指數(shù)高閾值θ1，則進行黃色警報，增加電網(wǎng)的監(jiān)控頻率，審查負載預測和電網(wǎng)配置，預備調(diào)整，若持續(xù)下降，啟動初級響應措施，若vs(t)大于等于電壓穩(wěn)定性指數(shù)低閾值θ3且小于電壓穩(wěn)定性指數(shù)中閾值θ2，則進行橙色警報，啟動電容器或facts設備，調(diào)度備用發(fā)電機組或啟用快速反應能源存儲系統(tǒng)，考慮輕微負荷削減或啟動緊急負荷轉(zhuǎn)移方案，若vs(t)小于等于電壓穩(wěn)定性指數(shù)低閾值θ3，則進行紅色警報，實施廣泛的負荷削減，斷開部分非關鍵負載。

26、本發(fā)明的另外一個目的是提供基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的系統(tǒng)，其能通過構建電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制系統(tǒng)，解決了基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的問題。

27、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的系統(tǒng)，包括，數(shù)據(jù)采集模塊、短路容量預測模塊、電壓穩(wěn)定性性能分析模塊及報警模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于實時采集電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)并進行預處理，得到預處理后的數(shù)據(jù)；所述短路容量預測模塊用于對預處理后的數(shù)據(jù)進行動態(tài)評估結合多時間尺度分析，實時預測電網(wǎng)的短路容量；所述電壓穩(wěn)定性性能分析模塊用于建立短路容量與電壓穩(wěn)定性之間的關聯(lián)模型，分析電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性性能；所述報警模塊用于實時監(jiān)測并進行預警，并根據(jù)預警進行控制。

28、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的步驟。

29、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法的步驟。

30、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明提供的基于短路容量的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性解析與控制的方法通過實時采集并預處理電網(wǎng)數(shù)據(jù)、結合多時間尺度分析進行動態(tài)評估、構建短路容量與電壓穩(wěn)定性的關聯(lián)模型，并實施實時監(jiān)控與預警系統(tǒng)，有效提高了電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的控制精度和響應速度，優(yōu)化了電網(wǎng)的運行效率和安全性，還增強了系統(tǒng)對電網(wǎng)狀態(tài)變化的適應能力，顯著改善了電網(wǎng)管理和穩(wěn)定性分析的質(zhì)量。