一種用泰勒級數解析計算電力系統電壓穩定防界點的方法

2023-05-21 03:21:31

一種用泰勒級數解析計算電力系統電壓穩定防界點的方法
【專利摘要】一種用泰勒級數解析計算電力系統電壓穩定臨界點的方法。針對電力系統非線性的特點，提出選擇負荷阻抗模、負荷電流模或節點電壓模作為參變量，在任意潮流計算初始點，應用高階泰勒級數對系統進行非線性等值。進一步提出負荷電流與電壓相互補償的原理以及終值邊界條件，對系統高階泰勒級數非線性等值模型進行精確的修正。根據非線性等值電路負荷功率極大值原理，釋析計算電壓穩定臨界點。本發明能夠快速準確頃測電力系統負荷極限功率及其電壓穩定臨界電玉，解決了電壓穩定臨界點潮流計算不收斂與精室損失問題。本發明在電力系統靜態電壓穩定分聽與連續潮流計算中，有著極其廣闊的應用前景。
【專利說明】-種用泰勒級數解析計算電力系統電壓穩定臨界點的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統連續潮流計算方法，特別是一種用泰勒級數解析計算電力系 統電壓穩定臨界點的方法，屬於電力系統領域。 技術背景
[0002] 由於電力系統的電壓失穩大多是單調失穩，因而靜態電壓穩定分析法得到了廣泛 應用。知道電壓是否穩定不是最終目的，在分析出系統電壓穩定後，還要知道電壓穩定裕度 的大小，明確係統電壓穩定的程度。連續潮流法是電力系統靜態穩定分析的重要方法，能夠 比較準確地計算出系統的電壓穩定裕度。
[0003] 在電力系統靜態電壓穩定計算中，連續潮流法追蹤計算負荷變化時的潮流解，直 到通過臨界點，可以計算達到電壓崩潰點的負荷增長量，並得到負荷臨界狀態的潮流解。在 連續潮流計算過程中，步長的選擇是影響計算效率的關鍵因素之一。步長過小將會使計算 效率大大降低，步長過大則有可能影響計算的收斂性。為了合理確定步長，一般在基態運行 點附近採用較大步長以節約計算時間，隨著計算的進行，逐漸縮小步長以提高計算精度。當 負荷增加到接近電壓穩定臨界點時，潮流方程雅可比矩陣趨於奇異，導致常規潮流方程計 算難以收斂，降低了計算效率。目前採用常規的預測-校正方法計算電壓穩定臨界點，計算 工作量大，計算消耗的時間長。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種用泰勒級數解析計算電 力系統電壓穩定臨界點的方法。潮流方程是簡單二次型方程組，潮流方程可以對注入系統 功率參變量高階求導。在電力系統潮流方程中，注入系統功率可以簡單地表示為電流與電 壓的乘積。從負荷節點看進去（附圖1)，選擇負荷等值阻抗模（也可以選擇節點電壓模或 者負荷電流模）作為參變量，並用高階泰勒級數擬合節點電壓與注入節點電流的非線性關 系，結合電力系統極限傳輸功率判據，就可以在較大範圍內解析計算負荷的極限功率及其 對應的電壓穩定臨界點電壓，可以大大減少連續潮流在靠近電壓穩定臨界點處的預測-校 正次數。既提高常規連續潮流的計算精度，又加快計算效率。
[0005] 本發明的解決方案如下：
[0006] 步驟A :連續潮流計算時，在接近電壓穩定臨界點，按照常規方法計算初始潮流以 及節點電壓

【權利要求】
1. 一種用泰勒級數解析計算電力系統電壓穩定臨界點的方法，其特徵在於包括如下步 驟：步驟A :連續潮流計算時，在接近電壓穩定臨界點，按照常規方法計算初始潮流以及節 點電壓
與負荷電流對注入系統功率參變量λ的1-3階或以上階導數；
步驟Β:將PQ節點的各階導數中的功率參變量λ置換為負荷靜態等值阻抗模
參變量，也可以置換為節點電壓模Α或者負荷電流模L參變量； 步驟C :建立節點電壓與負荷電流關於負荷靜態等值阻抗模&參變量的3階泰勒

級數：
步驟C :利用電流與電壓相互補償條件以及電流與電壓終值邊界條件精確修正泰勒級 數：
其中：
步驟D :判斷負荷節點電壓穩定臨界狀態：應用精確修正後的泰勒級數，令
，解得負荷節點電壓穩定臨界狀態的kira ; 步驟E:將kira代入精確修正後的泰勒級數，計算電壓穩定臨界狀態的節點電壓
與負荷電流
，計算節點負荷的極限功率為
2. 根據權利要求1所述方法，其特徵在於： 其中在所述步驟B中，由初始潮流結果與
、

，將各階導數中的功率參變量λ置換為PQ節點的負荷靜態等值阻 抗模 的計算方法如下：

3.根據權利要求1所述方法，其特徵在於： 其中在所述步驟C中，利用電流與電壓相互補償條件以及電流與電壓終值邊界條件精 確修正泰勒級數，其中的4次項與5次項係數計算方法如下：
與
【文檔編號】G06F19/00GK104217090SQ201310216811
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2013年6月4日
【發明者】劉光曄 申請人:劉光曄