CN107565582B

CN107565582B - 大电网静态稳定主导模式在线判别方法

Info

Publication number: CN107565582B
Application number: CN201710853163.8A
Authority: CN
Inventors: 贠志皓; 孙毓婕; 丰颖; 刘道伟
Original assignee: Shandong University; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: Shandong University; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: CN107565582A

Abstract

本发明公开了一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标，对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，记录裕度的变化轨迹，根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式。

Description

大电网静态稳定主导模式在线判别方法

技术领域

本发明涉及一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法。

背景技术

静态的功角稳定和电压稳定在电网实时运行过程中联系紧密，属于电力系统稳定整体行为的两种极端形式。在可再生能源大规模并入的趋势下，电力系统的运行状态随机波动的频率和幅度都急剧增加，由于二者界限难以界定，给安全防控带来了极大的挑战。为此，根据状态分析静态稳定的主导模式，不仅对于系统运行状态随机性和波动性较强条件下的精确高效预防性控制具有重要的理论指导意义，而且可以为大规模消纳风电光伏等可再生能源提供安全运行保障。

为适应新形势下大电网静态安全防控的需求，量化分析大电网静态稳定评判过程中功角和电压稳定所起的作用，需要构建物理意义以及量纲相对统一并便于实时计算的稳定裕度，根据裕度的变化特征来分析静态失稳过程中的主导模式。为此，首先基于两节点系统以计算有功功率极限与当前有功对比构成静态功角和电压稳定裕度。然后将静态电压稳定中的戴维南等值参数辨识方法扩展至电源侧，基于各电源节点与其相连的戴维南等值电路构成的单机无穷大两节点系统，计算静态功角稳定裕度，再基于各负荷节点利用戴维南等值形成的两节点系统计算静态电压稳定裕度。

由于戴维南等值参数的时变性，在主导稳定模式评判过程中，不能仅以当前运行状态的稳定裕度作为判据，还需结合灵敏度分析和轨迹预估，考虑稳定裕度变化轨迹和趋势来进行量化评估。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，本发明在扩展戴维南等值参数辨识基础上，提出考虑稳定裕度变化时变特征的主导稳定模式判别方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标，对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，记录裕度的变化轨迹，根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式。

进一步的，通过单机无穷大两节点系统进行计算电源节点注入功率极限，以电源节点电压作为参考方向，结合无穷大电源电势与电源节点电压之间的夹角，构建有功功率方程，利用有功功率与夹角的求导为零时注入功率达到极限，得到源侧注入有功极限，确定源侧功角稳定裕度指标。

进一步的，对于负荷节点以外系统进行戴维南等值后的两节点系统，以电源节点电压的方向为参考方向，结合负荷节点电压与电源节点电压的相位差构建有功功率，求取有功功率的极限，得到静态电压稳定有功裕度指标。

进一步的，将等值参数辨识方法扩展至电源侧，从PV节点对所连系统进行戴维南等值，获得等值参数，计算各PV节点注入功率极限，与当前有功出力比较形成静态功角裕度。

进一步的，基于广域量测，运行状态断面实时更新过程中实时辨识等值参数获得各个运行状态断面下的静态功角和电压稳定裕度，形成稳定裕度的时变历史轨迹，当稳定裕度超过安全门槛值时，根据相邻历史时刻裕度变化速度和趋势，结合未来时刻预估状态的稳定裕度进行主导模式判断。

进一步的，设当前系统运行时刻t_h时达到稳定裕度安全限值，其上一时刻为t_h-1，下一时刻为t_h+1，其中t_h-1和t_h时刻的潮流状态已知，t_h+1时刻的潮流状态通过负荷预测及发电计划结合潮流计算或灵敏度方法计算获得，依据三个时刻的潮流状态，分别运用源侧戴维南等值方法和负荷侧戴维南等值方法，获得三个时刻的源侧有功裕度。

进一步的，比较下一时刻源侧与负荷侧的有功裕度及有功裕度变化速度，依据比较结果的不同识别出当前电网态势的主导失稳模式。

具体的，若源侧有功裕度小于负荷侧有功裕度，且其变化速度较快，此时主导失稳模式为功角失稳；

若负荷侧有功裕度小于源侧有功裕度且其变化速度较快，此时主导失稳模式为电压失稳。

若负荷侧有功裕度变化速度大于源侧有功裕度变化速度，且源侧有功裕度会大于负荷侧有功裕度，负荷侧有功裕度接近临界，同时源侧有功裕度也小于设定值，两种模式在逼近临界状态过程中都起着重要作用，将其称为混合失稳模式，针对该模式下的预防控制需同时对源侧和负荷侧进行调节。

若源侧有功裕度变化速度大于负荷侧有功裕度变化速度，未来时刻，有可能源侧有功裕度会小于负荷侧有功裕度，此时，源侧有功裕度接近临界，同时负荷侧有功裕度也小于设定值，两种模式在失稳过程中都起着重要作用，为混合失稳模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所提主导稳定模式的在线识别方法不仅辨识出失稳主导因素，而且可以根据调控措施对运行状态的灵敏度，量化分析调控后的稳定裕度变化情况，为后续的防控优化奠定理论基础。

本发明同时考虑风电光伏出力的概率特征，可构建静态稳定的风险评估模型，研究防控随机优化方法以保证可再生能源大规模接入下的静态安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是进行戴维南等值后两机系统图；

图2是进行戴维南等值后单机带负荷系统图；

图3(a)-图3(d)是本发明主导模式识别示意图；

图4是9节点系统示意图；

图5是扰动下节点相角对比图；

图6是静态电压稳定有功极限对比图；

图7是连续潮流有功裕度变化曲线图；

图8是连续潮流有功裕度变化曲线图；

图9是39节点系统示意图；

图10是连续潮流最小有功裕度变化曲线图；

图11是连续潮流最小有功裕度变化曲线图；

图12是连续潮流最小有功裕度变化曲线图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在可再生能源大规模并入的趋势下，电力系统的运行状态随机波动的频率和幅度都急剧增加，由于二者界限难以界定，给安全防控带来了极大的挑战的不足，为了解决如上的技术问题，本申请在扩展戴维南等值参数辨识基础上，提出考虑稳定裕度变化时变特征的主导稳定模式判别方法，为后续的防控优化奠定理论基础。首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标。然后，在原有面向负荷节点戴维南等值方法基础上，提出了面向电源节点的戴维南等值参数辨识方法，为量化对比分析静态稳定的功角因素和电压因素提供了新的思路。最后，比较系统运行中两个裕度指标的变化态势，确定稳定的主导模式，并用仿真算例验证了所提稳定主导模式识别方法的有效性。

对于电源节点注入功率极限，可以通过单机无穷大两节点系统进行计算。两节点系统如图1所示。

以电源节点电压U作为参考方向，无穷大电源电势E与U之间的夹角为θ，可得有功功率方程，推导过程如下：

有功功率对θ求导可得：

时注入功率达到极限，R sinθ＝-X cosθ，θ∈[0,π]，在[0,π]范围内，

且

范围时，

所以P单调递增，因此源侧注入有功极限为：

当前电源注入有功功率为PG，定义源侧功角稳定裕度指标为：

λ_G＝(P_max-P_G)/P_max

静态电压稳定裕度

对于负荷节点以外系统进行戴维南等值后的两节点系统，如图2所示：

同样以E的方向为参考方向，负荷节点电压与E的相位差为θ，根据功率方程，实虚部展开可得：

V²-EV cosθ+PR+QX＝0

EV sinθ-QR+PX＝0

消去θ可得：

V⁴+(2PR+2QX-E²)V²+(PR+QX)²+(QR-PX)²＝0

以V²作为待求变量，若方程有实数解，根据一元二次方程有解条件,得：

(2PR+2QX-E²)²-4[(PR+QX)²+(QR-PX)²]≥0，令

则

此时有功功率P的极限为：

此时负荷节点有功功率为P_L，定义静态电压稳定有功裕度指标为：

λ_L＝(P_max-P_L)/P_max

根据上述稳定裕度定义，结合系统运行状态断面信息，只要准确辨识电源节点和负荷节点的戴维南等值参数，就能计算该状态断面下的静态稳定裕度，再对比两种裕度的变化，可确定主导稳定模式。对于负荷侧戴维南等值参数辨识方法较为成熟，但针对电源节点的等值研究比较少，下面就电源节点的戴维南等值参数辨识方法进行论述。

将等值参数辨识方法扩展至电源侧，即从PV节点对所连系统进行戴维南等值，获得等值参数，计算各PV节点注入功率极限，与当前有功出力比较形成静态功角裕度。具体方法如下：

设系统PV与平衡节点个数之和为m，PQ节点数为r，总节点数为n。

对于负荷节点i，在给定状态断面下其等效阻抗计算公式为：

式中:

P_i和Q_i分别为节点i的电压、电流相量和有功、无功功率。设系统原来导纳矩阵为Y₀，Y₀中元素如下：

将负荷阻抗归并到系统导纳矩阵只需修改与负荷节点相对应的导纳阵的对角元素。

设修正后的导纳矩阵为

当求解PV节点(或平衡节点)j(j∈(r+1,...n))处的戴维南等值参数时，只需计算其开路电压，即为戴维南等值电势。

在求解j节点开路电压时，节点电压向量

中，所有PQ节点的电压相量和此次所求的PV节点j所对应的

为待求量，PV节点和平衡节点电压相量为已知量。采用节点负荷阻抗等效后，节点注入电流向量中

均为0，为求PV节点j的开路电压，对应的注入电流

也为0，则根据节点电压方程可以得出：

节点导纳矩阵和电压向量

中PV节点(除待求节点j)电压均为已知量。

根据以上节点电压方程，可以得到由r+1个方程组成的方程组，

令

则有AU＝-B。利用高斯消元法求解方程AU＝-B，即可求解出j节点处开路电压

即为戴维南等值电势

等效阻抗可用下式计算：

基于广域量测，系统的运行状态断面实时更新过程中可以实时辨识等值参数获得各个运行状态断面下的静态功角和电压稳定裕度，形成稳定裕度的时变历史轨迹。当稳定裕度超过安全门槛值时，可以根据相邻历史时刻裕度变化速度和趋势，结合未来时刻预估状态的稳定裕度进行主导模式判断，为后续的预防控制优化奠定基础。

以上等值参数和稳定裕度均基于某一状态断面所得，当负荷和电源出力发生变化，稳定裕度会相应改变，当越过一定的门槛值，需要采取预防性控制防范失稳风险。然而静态功角失稳和电压失稳往往交织在一起，若要有针对性的采取预防性控制措施，首先需要判断构成失稳风险过程中的主导模式。为此，不仅需要判断当前系统运行状态下的稳定裕度，还需根据裕度的时变轨迹，分析时变趋势，提取不同模式特征，以便进行有针对性的防控优化。判别主导模式方法的核心思想为，首先对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，然后记录裕度的变化轨迹，再根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式，为有效的预防控制奠定基础。

当电网运行的稳定裕度越过安全限值时，需采取预防控制，确保系统运行安全。由于静态功角和电压稳定的预防措施不同，需要对未来时段的主导稳定模式进行快速识别。设当前系统运行时刻t_h时达到稳定裕度安全限值，其上一时刻为t_h-1，下一时刻为t_h+1。其中t_h-1和t_h时刻的潮流状态已知，t_h+1时刻的潮流状态可通过负荷预测及发电计划结合潮流计算或灵敏度方法计算获得。依据三个时刻的潮流状态，可以分别运用源侧戴维南等值方法和负荷侧戴维南等值方法，获得三个时刻的源侧有功裕度

及负荷侧有功裕度

相邻时刻裕度作差，取绝对值，可得到有功裕度的变化速度dλ_G和dλ_L，公式如下：

系统运行越接近极限状态，其非线性越强，若有

可以确定当前系统的态势在向静态稳定边界加速靠近，然后比较t_h+1时刻源侧与负荷侧的有功裕度λ及有功裕度变化速度dλ，依据比较结果的不同识别出当前电网态势的主导失稳模式，识别方法如下：

A：若th+1时刻有且

即源侧有功裕度较小且其变化速度较快，此时主导失稳模式为功角失稳；

B：若th+1时刻有且

即负荷侧有功裕度较小且其变化速度较快，此时主导失稳模式为电压失稳；

C：若th+1时刻有

且

由于负荷侧有功裕度变化速度大于源侧有功裕度变化速度，未来某一时刻，以th+2时刻为例，将有可能

此时，负荷侧有功裕度接近临界，同时源侧有功裕度也比较小，两种模式在逼近临界状态过程中都起着重要作用，将其称为混合失稳模式，针对该模式下的预防控制需同时对源侧和负荷侧进行调节；

D：若th+1时刻有且

由于源侧有功裕度变化速度大于负荷侧有功裕度变化速度，未来th+2时刻，有可能此时，源侧有功裕度接近临界，同时负荷侧有功裕度也比较小，两种模式在失稳过程中都起着重要作用，为混合失稳模式。

以3机9节点系统为例，系统示意图如图4所示。

在2号PV节点加入30组±10％范围内的随机扰动，扰动后节点2的有功出力为P_m(m＝1,2，…，30；)，将P_m代入9节点系统进行潮流计算获得节点2的电压相角作为标准值。再将P_m代入节点2经戴维南等值后的两节点系统中进行潮流计算获得节点2电压相角，与标准值进行对比，结果见图5。

戴维南等值后，扰动下节点2电压相角平均误差和最大误差分别为2.0102％、3.7975％，结果比较接近，说明了本文所提电源节点戴维南等值参数辨识方法的准确性。

采用图1所示两机系统，其中Z＝R+jX＝0.0029+j0.0361，令节点1为平衡节点，节点2为PV节点，设置不同的电压幅值，运用公式(1)和通过PV节点有功按固定步长增长直至潮流不收敛仿真分别计算PV节点注入的有功极限，结果见下表：

表1静态功角稳定有功极限验证表

通过上表第三列和第四列的结果对比，可发现用公式(1)计算所得有功极限与仿真所得注入的有功极限误差较小，说明了推导所得静态功角稳定有功极限的正确性。

采用图2所示两节点系统，令其中E＝1∠0V，Z＝j0.1Ω，负荷无功功率从0开始以0.1的步长增加无功Q至2.5，运用公式(2)和针对每一步无功将有功负荷按固定步长增长至潮流不收敛仿真分别获得负荷的有功极限，结果对比如图6所示。

仿真结果与推导结果非常接近，说明了推导所得静态电压稳定有功极限的正确性。

以三机9节点系统为例，说明主导模式的识别有效性。在初始负荷水平下，以40％，30％，30％的比例等功率因数增长负荷5、6、8的有功和无功，增长的出力由1号发电机承担，将主导模式识别的有功裕度门槛设置为0.2。

运用连续潮流获得各步长对应的潮流状态断面，结合有功裕度的计算公式推演有功裕度在设定负荷增长模式下的变化曲线，如图7所示。

根据图7，在第24个时刻，源侧负荷裕度首先下降至门槛值0.2以下，取23～25三个时刻的源侧和负荷侧有功裕度代入判别方法进行判断。通过比较，在t_h+1时刻25，有

且符合前述C状况，属于混合失稳模式。图7中有负荷6有功裕度曲线和发电机1有功裕度曲线，水平线为静态电压稳定裕度门槛。由图7可看出，随着负荷的增长，负荷6有功裕度和发电机1有功裕度均降至静态电压稳定裕度门槛线以下，即功角稳定裕度和电压稳定裕度都接近临界值，此时应当为混合失稳模式，与方法推演所得主导模式结果一致。

在初始负荷水平下，单独增长负荷6有功和无功，增长的负荷由发电机1承担，运用连续潮流方法画出有功裕度在设定负荷增长模式下的变化曲线，如图8所示。

利用方法进行判断，在第52个时刻，负荷侧负荷裕度首先下降至门槛值0.2以下，取51～53三个时刻的源侧和负荷侧有功裕度代入判别方法进行判断。通过比较，在t_h+1时刻53，有

且

符合前述B状况，属于电压失稳主导模式。由图8可看出，随着负荷按设定模式增长，只有负荷6有功裕度降至静态电压稳定裕度门槛线以下，即电压稳定裕度接近临界值，此时应当为电压失稳主导模式，与所提方法识别主导模式结果一致。

以10机39节点系统为例，说明主导模式识别方法的有效性。

在初始负荷水平下，单独增长负荷3的有功和无功，增长的出力由10台发电机共同承担，将主导模式识别的有功裕度门槛设置为0.2。运用连续潮流方法画出系统负荷和电源节点的最小有功裕度在设定负荷增长模式下的变化曲线，如图10所示。

负荷侧所有负荷有功裕度最小者的变化曲线，源侧所有发电机有功裕度最小者变化曲线。利用方法进行判断，在第183个时刻，负荷侧最小有功裕度首先下降至门槛值0.2以下，取182～184三个时刻的源侧和负荷侧最小有功裕度代入判别方法进行判断。通过比较，在t_h+1时刻184，有

且

符合前述B状况，属于电压失稳主导模式，由图10可看出，随着负荷的增长，负荷侧最小有功裕度降至静态电压稳定裕度门槛线以下，而电源侧有功裕度较大，即只有电压稳定裕度接近临界值，此时应当为电压失稳主导模式，同所提方法识别主导模式结果一致。

在初始负荷水平下，等比例增长负荷3、4、15、18的有功和无功，增长的出力由平衡节点单独承担。运用连续潮流方法画出有功裕度在设定负荷增长模式下的变化曲线，如图11所示。

负荷侧所有负荷有功裕度最小者的变化曲线，源侧所有发电机有功裕度最小者变化曲线如图所示。利用方法进行判断，在第39个时刻，负荷侧最小有功裕度首先下降至门槛值0.2以下，取38～40三个时刻的源侧和负荷侧最小有功裕度代入判别方法进行判断。通过比较，在t_h+1时刻40，有

且

符合前述A状况，属于功角失稳主导模式。由图11可看出，随着负荷的增长，源侧最小有功裕度降至静态电压稳定裕度门槛线以下，即只有功角稳定裕度接近临界值，而负荷侧有功裕度还较大，此时应当为功角失稳主导模式，与所提方法识别主导模式结果一致。

在初始负荷水平下，单独增长负荷4的有功和无功，增长的出力由30号和31号发电机按比例30％和70％分担。运用连续潮流方法画出有功裕度在设定负荷增长模式下的变化曲线，如图12所示。

利用方法进行判断，在第67个时刻，负荷侧负荷裕度首先下降至门槛值0.2以下，取66～68三个时刻的源侧和负荷侧最小有功裕度代入判别方法进行判断。通过比较，在t_h+1时刻78，有

且

符合前述C状况，属于混合失稳模式。由图12可看出，随着负荷的增长，负荷侧最小有功裕度和源侧最小有功裕度均降至静态电压稳定裕度门槛线以下，即功角稳定裕度和电压稳定裕度都接近临界值，此时应当为混合失稳模式，与所提方法识别主导模式结果一致。

首先基于两节点系统建立了统一量纲和物理含义的静态功角和电压稳定裕度指标，实现了对系统功角稳定和电压稳定的统一量化对比分析。然后提出了面向源侧基于单状态断面的戴维南等值参数辨识方法，可分别对系统电源节点和负荷节点进行戴维南等值，在线计算所得各个两节点系统静态功角和电压稳定裕度。最后，通过比较源侧功角稳定裕度与负荷侧电压稳定裕度指标的态势轨迹，提出了基于历史、当前、未来三个状态断面的主导失稳模式识别方法，识别结果同仿真推演的结果一致，表明了所提方法的有效性。

所提主导稳定模式的在线识别方法不仅辨识出失稳主导因素，而且可以根据调控措施对运行状态的灵敏度，量化分析调控后的稳定裕度变化情况，为后续的防控优化奠定理论基础。同时考虑风电光伏出力的概率特征，可构建静态稳定的风险评估模型，研究防控随机优化方法以保证可再生能源大规模接入下的静态安全性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限，以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标，通过单机无穷大两节点系统进行计算电源节点注入功率极限，以电源节点电压作为参考方向，结合无穷大电源电势与电源节点电压之间的夹角，构建有功功率方程，利用有功功率与夹角的求导为零时注入功率达到极限，得到源侧注入有功极限，确定源侧功角稳定裕度指标；

对于负荷节点以外系统进行戴维南等值后的两节点系统，以电源节点电压的方向为参考方向，结合负荷节点电压与电源节点电压的相位差构建有功功率，求取有功功率的极限，得到静态电压稳定有功裕度指标；

对各个不同状态分别进行电源侧和负荷侧戴维南等值参数辨识，计算极限功率边界和稳定裕度，记录裕度的变化轨迹，根据负荷预测和发电计划出力，结合灵敏度计算未来时刻的运行状态断面，经戴维南等值参数辨识后，获得未来时段的不同状态断面的稳定裕度，推演裕度变化速度，分析裕度变化趋势，将最先到达稳定裕度极限的模式作为主导模式。

2.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：通过单机无穷大两节点系统进行计算电源节点注入功率极限，以电源节点电压作为参考方向，结合无穷大电源电势与电源节点电压之间的夹角，构建有功功率方程，利用有功功率与夹角的求导为零时注入功率达到极限，得到源侧注入有功极限，确定源侧功角稳定裕度指标。

3.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：对于负荷节点以外系统进行戴维南等值后的两节点系统，以电源节点电压的方向为参考方向，结合负荷节点电压与电源节点电压的相位差构建有功功率，求取有功功率的极限，得到静态电压稳定有功裕度指标。

4.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：将等值参数辨识方法扩展至电源侧，从PV节点对所连系统进行戴维南等值，获得等值参数，计算各PV节点注入功率极限，与当前有功出力比较形成静态功角裕度。

5.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：基于广域量测，运行状态断面实时更新过程中实时辨识等值参数获得各个运行状态断面下的静态功角和电压稳定裕度，形成稳定裕度的时变历史轨迹，当稳定裕度超过安全门槛值时，根据相邻历史时刻裕度变化速度和趋势，结合未来时刻预估状态的稳定裕度进行主导模式判断。

6.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：设当前系统运行时刻t_h时达到稳定裕度安全限值，其上一时刻为t_h-1，下一时刻为t_h+1，其中t_h-1和t_h时刻的潮流状态已知，t_h+1时刻的潮流状态通过负荷预测及发电计划结合潮流计算或灵敏度方法计算获得，依据三个时刻的潮流状态，分别运用源侧戴维南等值方法和负荷侧戴维南等值方法，获得三个时刻的源侧有功裕度。

7.如权利要求1所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：比较下一时刻源侧与负荷侧的有功裕度及有功裕度变化速度，依据比较结果的不同识别出当前电网态势的主导失稳模式。

8.如权利要求7所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：若源侧有功裕度小于负荷侧有功裕度，且其变化速度较快，此时主导失稳模式为功角失稳；

9.如权利要求7所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：若负荷侧有功裕度变化速度大于源侧有功裕度变化速度，且源侧有功裕度会大于负荷侧有功裕度，负荷侧有功裕度接近临界，同时源侧有功裕度也小于设定值，两种模式在逼近临界状态过程中都起着重要作用，将其称为混合失稳模式，针对该模式下的预防控制需同时对源侧和负荷侧进行调节。

10.如权利要求7所述的一种大电网静态稳定主导模式在线判别方法，其特征是：若源侧有功裕度变化速度大于负荷侧有功裕度变化速度，未来时刻，有可能源侧有功裕度会小于负荷侧有功裕度，此时，源侧有功裕度接近临界，同时负荷侧有功裕度也小于设定值，两种模式在失稳过程中都起着重要作用，为混合失稳模式。