專利名稱：用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力網(wǎng)故障損失估計，具體講涉及用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障 損失估計方法。
背景技術(shù)：
隨著我國電力系統(tǒng)的發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)中的不確定性因素不斷增 加，通過風(fēng)險分析，合理評估不確定性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響意義重大[1]。風(fēng)險分析的 難點是如何準(zhǔn)確估算故障引發(fā)系統(tǒng)失穩(wěn)后所造成的損失，利用最優(yōu)穩(wěn)定控制代價來近似估 計系統(tǒng)損失，為該問題的求解提供了一種可行的途徑[1]。文獻(xiàn)[2]采取預(yù)先設(shè)定低壓減載 策略對系統(tǒng)進(jìn)行緊急控制，以獲得控制代價；文獻(xiàn)[3]采取發(fā)電機(jī)維修、啟動和出力調(diào)整費 用以及負(fù)荷緊急控制費用來代替系統(tǒng)失穩(wěn)造成的損失；文獻(xiàn)[4]則利用動態(tài)安全域?qū)ο到y(tǒng) 進(jìn)行預(yù)防控制和緊急控制，從而得到系統(tǒng)動態(tài)不安全的風(fēng)險代價。上述方法都需針對故障 預(yù)設(shè)控制策略，在實際應(yīng)用時會存在一定局限性。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實用有效的用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障 損失估計方法，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方 法，包括如下步驟進(jìn)行普通潮流計算，得到初始條件；進(jìn)行暫態(tài)時域仿真并計算軌跡靈敏度；若不穩(wěn)定，求解暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本模型；若不滿足收斂條件Il APJI < ε和U APgII < ε，重復(fù)前述步驟。所述計算軌跡靈敏度，計算方法如下電力系統(tǒng)動態(tài)可用下面的微分_代數(shù)方程表示
(^0 ) = jiO
J(^o) = Jo式中，X為系統(tǒng)狀態(tài)變量，y為系統(tǒng)代數(shù)變量，λ為系統(tǒng)控制變量，X(l、y(l分別表示 狀態(tài)變量和代數(shù)變量的初值，將式(1)對λ求偏導(dǎo)可得
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式中，表示系統(tǒng)軌跡對控制變量λ的靈敏度矩陣，f、^權(quán)利要求
一種用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，其特征是，包括如下步驟進(jìn)行普通潮流計算，得到初始條件；進(jìn)行暫態(tài)時域仿真并計算軌跡靈敏度；若不穩(wěn)定，求解暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本模型；若不滿足收斂條件‖ΔPL‖＜ε和‖ΔPg‖＜ε，重復(fù)前述步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，其特 征是，所述計算軌跡靈敏度，計算方法如下 電力系統(tǒng)動態(tài)可用下面的微分-代數(shù)方程表示(0 = g(x,y,l)⑴(^O ) = jiOJ(^o) = Jo式中，X為系統(tǒng)狀態(tài)變量，y為系統(tǒng)代數(shù)變量，λ為系統(tǒng)控制變量，X(l、y(l分別表示狀態(tài) 變量和代數(shù)變量的初值，將式(1)對λ求偏導(dǎo)可得α&=—-χ,+ —·ν,+ —ΛΛAΛox oy OA(2)ΛAΛοχ oy OA式中，表示系統(tǒng)軌跡對控制變量χ的靈敏度矩陣，！、^分別3ΛSAdx dy δλ為微分方程組對狀態(tài)變量、代數(shù)變量和控制變量的偏導(dǎo)，^、’、I分別為代數(shù)方程組ox oy ολ對狀態(tài)變量、代數(shù)變量和控制變量的偏導(dǎo)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)初始運行點可求得軌跡靈敏度的初 試條件χλ (t0)、Υλ (、)，將式⑴和式⑵聯(lián)立求解即可得到系統(tǒng)各時刻的軌跡靈敏度，發(fā) 電機(jī)功角同其有功出力和負(fù)荷有功之間的靈敏度關(guān)系具體計算方法如下 發(fā)電機(jī)功角同其有功出力之間的靈敏度 當(dāng)發(fā)電機(jī)采取經(jīng)典模型時，電力系統(tǒng)動態(tài)方程如下MA=P^-(El)2Gu(3)mΣΙε'Ε'Β. sin δ. + EfiEfG., cos δ.,)\ ι j ν ν ι J ν ν /、J=Ij^式中，Si, Qi,Mi,Pgi,E' i分別為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動慣量、機(jī)械功率和內(nèi)電勢； Gii，Gij, Bij分別表示僅保留發(fā)電機(jī)內(nèi)節(jié)點后，系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣元素的實部與虛部，m為發(fā)電機(jī) 節(jié)點數(shù)；對式(3)兩端分別求發(fā)電機(jī)k有功出力Pgk的偏導(dǎo)數(shù)可得
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，其特 征是，所述求解暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本模型是，將軌跡靈敏度和最優(yōu)潮流相結(jié)合，求解如下 非線性優(yōu)化問題，即可得暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，其特 征是，所述求解暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本模型中，在式(24j)中，有
全文摘要
本發(fā)明涉及電力網(wǎng)故障損失估計。提供一種實用有效的用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，用于暫態(tài)功角穩(wěn)定風(fēng)險評估的故障損失估計方法，包括如下步驟進(jìn)行普通潮流計算，得到初始條件；進(jìn)行暫態(tài)時域仿真并計算軌跡靈敏度；若不穩(wěn)定，求解暫態(tài)穩(wěn)定最小控制成本模型；若不滿足收斂條件‖ΔPL‖＜ε和‖ΔPg‖＜ε，重復(fù)前述步驟。本發(fā)明主要應(yīng)用于電力網(wǎng)故障損失估計、管理。
文檔編號H02J3/00GK101969199SQ20101051352
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者羅斌, 賈宏杰 申請人:天津大學(xué)