基于映射彈性勢(shì)能的電網(wǎng)有功承載能力定量分析指標(biāo)的制作方法
【專利摘要】電網(wǎng)的有功承載能力取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、支路承載能力、電源和負(fù)荷的大小及分布等諸多因素，其定量分析指標(biāo)仍然是電網(wǎng)安全性分析中的難點(diǎn)。本發(fā)明“基于映射彈性勢(shì)能的電網(wǎng)有功承載能力定量分析指標(biāo)”基于電網(wǎng)的映射彈性力學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型，通過支路狀態(tài)映射，得到了電網(wǎng)支路的映射彈性勢(shì)能；采用勢(shì)能疊加思路，得到電網(wǎng)映射彈性勢(shì)能的求取方法。分析發(fā)現(xiàn)并算例驗(yàn)證，該映射彈性勢(shì)能可作為電網(wǎng)有功承載能力的定量分析指標(biāo)：在一定的總有功負(fù)載情況下，其值越大，則電網(wǎng)總體有功承載裕度越小，支路有功承載越不均衡。本發(fā)明充實(shí)了電網(wǎng)安全性分析的理論基礎(chǔ)，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行方式分析、在線調(diào)度等方面。
【專利說明】基于映射彈性勢(shì)能的電網(wǎng)有功承載能力定量分析指標(biāo)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]電力系統(tǒng)(電網(wǎng))安全性分析。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)的最基本功能是有功功率(以下簡(jiǎn)稱有功)傳輸，因此有功承載能力(或稱有功傳輸能力)，是電網(wǎng)安全性分析的主要指標(biāo)，其取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、支路承載能力、電源和負(fù)荷的大小及分布等諸多因素。目前，實(shí)際工作中一般采用N-1 (甚至N-2)支路限載校驗(yàn)的定性分析，電網(wǎng)有功承載能力的定量分析方法及指標(biāo)仍然是電網(wǎng)安全性分析中的難點(diǎn)。
[0003]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)上世紀(jì)末十五年，美國(guó)大停電事故符合復(fù)雜系統(tǒng)的自組織臨界特性。受到啟發(fā)，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論分析評(píng)估大電網(wǎng)的安全性成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。但復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型是基于接線拓?fù)涞膱D論模型，不包含電網(wǎng)的元件參數(shù)，更不能自然體現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、支路狀態(tài)量及之間的物理關(guān)系，很難建立同時(shí)包含電網(wǎng)狀態(tài)量和結(jié)構(gòu)信息的綜合性指標(biāo)。
[0004]局部指標(biāo)的構(gòu)建相對(duì)容易，但由此構(gòu)建全網(wǎng)指標(biāo)卻不容易，理想的途徑是由局部指標(biāo)疊加而成。目前滿足疊加性的有勢(shì)能指標(biāo)，如節(jié)點(diǎn)勢(shì)能、支路勢(shì)能等，但這些指標(biāo)都是電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定直接法中的概念，在靜態(tài)分析中沒有明確的物理概念；也未能證明元件勢(shì)能疊加后可以描述電網(wǎng)的有功承載能力。故其表征電網(wǎng)安全性的理論依據(jù)不足。
[0005]相比電網(wǎng)中的定義，“勢(shì)能”在力學(xué)中具有明確、嚴(yán)格的物理概念，且具唯一性。與電網(wǎng)的有功承載能力相似，彈性網(wǎng)的承載能力也取決于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、支路強(qiáng)度、受力大小及分布。此前申請(qǐng)的專利“電網(wǎng)一彈性力學(xué)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆成浞椒ā?申請(qǐng)公布號(hào):CN 102227084 A),將電網(wǎng)映射成縱向受力的彈性力學(xué)網(wǎng)絡(luò)(以下簡(jiǎn)稱彈性網(wǎng))模型，由于映射彈性網(wǎng)中支路方向相同，同向受力也滿足疊加性，故總勢(shì)能與總負(fù)載之間關(guān)聯(lián)。所以，可通過映射彈性網(wǎng)的勢(shì)能，分析對(duì)應(yīng)電網(wǎng)的有功承載能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明“基于映射彈性勢(shì)能的電網(wǎng)有功承載能力定量分析指標(biāo)”，基于電網(wǎng)的映射彈性網(wǎng)模型，通過電網(wǎng)支路和彈性網(wǎng)支路的狀態(tài)映射，分析了電網(wǎng)支路的映射彈性勢(shì)能，采用勢(shì)能疊加思路，得到電網(wǎng)映射彈性勢(shì)能的求取方法。分析發(fā)現(xiàn)并算例驗(yàn)證，該映射彈性勢(shì)能可表征電網(wǎng)的總體有功承載裕度和支路有功承載的均衡性:在一定的總有功負(fù)載情況下，其值越大，則電網(wǎng)的總體有功承載裕度越小，支路有功承載越不均衡；其值越小，則相反。所以可作為電網(wǎng)有功承載能力的定量分析指標(biāo)。本發(fā)明充實(shí)了電網(wǎng)安全性分析的理論基礎(chǔ)，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行方式分析、在線調(diào)度等方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1電網(wǎng)一彈性網(wǎng)拓?fù)溆成?，⑴電網(wǎng)，⑵映射彈性網(wǎng)
[0008]圖2等效映射彈性支路
[0009]圖3縱向等效映射彈性網(wǎng)[0010]圖4新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)
[0011]圖5新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的映射彈性網(wǎng)結(jié)構(gòu)
[0012]圖6新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)切斷線路21-22后的映射彈性網(wǎng)結(jié)構(gòu)
[0013]圖7新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)切斷線路15-16后的映射彈性網(wǎng)結(jié)構(gòu)
[0014]圖8 7節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[0015]圖9 4種負(fù)荷分配方案的映射彈性網(wǎng)結(jié)構(gòu)，(I)出線負(fù)荷分配方案一，(2)出線負(fù)荷分配方案二，(3)出線負(fù)荷分配方案三，(4)出線負(fù)荷分配方案四
【具體實(shí)施方式】
[0016]1.電網(wǎng)支路和彈性網(wǎng)支路的狀態(tài)映射
[0017]忽略電阻，設(shè)交流電網(wǎng)支路L兩端節(jié)點(diǎn)為1、j，節(jié)點(diǎn)電壓的相位差為Θ u，電抗為\。當(dāng)電網(wǎng)無功充沛時(shí)，U1、％變化較小，可令
【權(quán)利要求】
1.一種基于映射彈性勢(shì)能的電網(wǎng)有功承載能力定量分析指標(biāo)，該指標(biāo)特征在于，包括如下步驟: 1)忽略電阻，設(shè)交流電網(wǎng)支路L兩端節(jié)點(diǎn)為1、j，節(jié)點(diǎn)電壓、c>7的相位差為Qij，電抗 為\，當(dāng)電網(wǎng)無功充沛時(shí)，Ui, Uj變化較小，可令
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103474993SQ201310471350
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】竺煒 申請(qǐng)人:竺煒