CN109428327A - 基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及系统，包括：根据各支路的有功功率及变化情况，得到各支路的支路功率模指标和主导失稳模式识别指标；当某条支路的功率模指标大于预设值时，根据支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势；根据主导失稳模式识别指标判断主导稳定模式。本发明提供的技术方案通过构建支路功率模指标识别关键支路，构建主导失稳模式识别指标，利用电网广域量测信息进行计算来识别主导稳定模式，对大电网主导稳定模式识别和广域协调控制等相关研究具有重要的意义。

Description

基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及系统

技术领域

本发明涉及大电网安全稳定评估领域，具体涉及一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及系统。

背景技术

随着经济的快速发展，用电需求持续增长，电网运行常处于高度紧张的状态。为了有效应对日益严重的环境污染、气候变化及能源危机问题，以电网为核心并深入融合可再生新能源技术和互联网信息技术的能源互联网，是实现广泛互联、高度智能、开放互动的未来能源利用新模式。

随着新能源占比和电网互联规模不断扩大，高压直流输电系统等新技术以及一系列新型电力电子设备的逐步应用将使电力系统越发呈现电力电子化特征，这将深刻地改变着电力系统的动态行为，使电网运行环境的不确定性和复杂性递增。另外，电力市场化改革的浪潮席卷全球，然而也给电力系统运行与控制带来了一系列新问题。为降低成本不得不减少人力、物力的投入，并使电力系统在更接近安全极限的水平下持续运行。显然，这些将对电力系统安全稳定运行提出了更高的要求。近年来发生的多起大停电事故造成了巨大经济损失和不良社会影响，现有以建模仿真和预想故障为核心的电网在线安全防御系统受到严峻挑战。

为适应新形势下电力系统出现的问题，需要提供一种大电网静态稳定态势快速量化评估方法，提高量化评估模型的适用性和实际工程的实用性。电力系统是一个非常复杂的非线性动力学系统，其稳定性问题一直是工程界和学术界关注的重点。以往的分析研究方法主要依赖于电网的解析规律和预想运行模式，在规模、速度以及对策上都很难适应在线这一要求，必须寻求新的理念和更快捷的解决方法。

随着广域测量技术的发展，基于广域测量信息的大电网在线安全分析与控制成为一种全新的主动安全防控模式。广域量测系统最大的特点是能够实现电网中各监测点的信息同步测量，这对在线分析电力系统稳定性十分有利。智能电网重要建设目标之一就是利用先进的信息通讯技术和自动化技术提高电网的可观性和实控性，确保电网运行更加安全、可靠、经济。

实现高度智能化的电网实时监控是一项庞大的系统工程，电力系统在线稳定分析与控制需要简单、直观、具有明确物理意义的模型和方法，而电网稳定机理和评估判据是其核心。整个系统的稳定性往往与某一点或某一区域的稳定有着密切的联系，所以寻找电网薄弱环节并进行监控是非常必要的。

电力系统故障引起电网输电能力下降，电源、电网、负荷均有可能存在安全稳定问题并成为失稳的主导环节，明确电网主导稳定模式是实现电网态势评估与控制的基础。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法及系统，利用电网广域量测信息，通过构建支路功率模指标识别电网关键支路，通过构建主导失稳模式识别指标来识别主导稳定模式。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法，其改进之处在于：

根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标和主导失稳模式识别指标；

当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势并根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

进一步地，所述根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标，包括：

根据采集到的支路信息计算支路两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向；

计算电容充电功率；

根据送端和受端方向以及电容充电功率计算支路的相对电源功率和相对负荷功率；

根据相对电源功率和相对负荷功率计算支路的功率模指标。

进一步地：所述计算支路两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向包括：按下式计算支路两端功率：

式中，i和j分别为支路两端节点号，为i节点量测电压复数，为j节点量测电压复数，为节点i向节点j量测电流复数的共轭；为节点j向节点i量测电流复数的共轭，表示取复数的实部，表示取复数的实部，P_ij表示以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率，P_ji表示以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率；

当abs(P_ij)>abs(P_ji)时i为送端，j为受端；反之j为送端，i为受端；其中，abs(P_ij)表示取以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率P_ij绝对值；abs(P_ji)表示取以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率P_ji绝对值。

进一步地：按下式计算电容充电功率：

式中，Q_Ci为节点i端电容充电功率，Q_Cj为节点j端电容充电功率，参考方向为感性无功功率从大地流向线路，B为π型等值电路未折半的电容参数。

进一步地：按下式计算相对电源功率和相对负荷功率：

式中，i节点为支路送端，j节点为支路受端，为相对电源功率，为相对负荷功率；表示以i向j为正参考方向，支路i侧的复功率；表示以j向i为正参考方向，支路j侧的复功率；

式中：i节点为支路受端，j节点为支路送端。

进一步地：所述功率模指标表示为：

式中，S为功率模指标。

进一步地：所述根据采集到的支路信息计算所述支路的主导失稳模式识别指标包括：

采集支路的广域量测信息；

根据所述采集到的广域量测信息计算有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值变化量、支路电压相角差变化量；

根据所述有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值变化量、支路电压相角差变化量计算为有功功率的送端电压模值相关分量、有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量；

根据所述有功功率的送端电压模值相关分量、有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量计算主导失稳模式识别指标。

进一步地：

有功功率变化量通过下式计算：

ΔP_t＝P_t+1-P_t

送端电压模值变化量通过下式计算：

ΔE_t＝E_t+1-E_t

受端电压模值变化量通过下式计算：

ΔU_t＝U_t+1-U_t

支路电压相角差变化量通过下式计算：

Δδ_t＝δ_t+1-δ_t

式中，ΔP_t为有功功率变化量，P_t+1为t+1时刻支路受端有功功率，P_t为t时刻支路受端有功功率，ΔE_t为送端电压模值变化量，E_t+1为t+1时刻支路送端电压模值，E_t为t时刻支路送端电压模值，ΔU_t为受端电压模值变化量，U_t+1为t+1时刻支路受端电压模值，U_t为t时刻支路受端电压模值，Δδ_t为支路电压相角差变化量，δ_t+1为t+1时刻支路电压相角差，δ_t为t时刻支路电压相角差。

进一步地：所述有功功率的送端电压模值相关分量ΔP_E，有功功率的受端电压模值相关分量ΔP_U和有功功率的电压相角相关分量ΔP_δ的计算过程如下：

首先，支路有功功率的全微分表示为：

dP＝a·dE+b·dU+c·dδ

以差分代替微分，有：

ΔP＝aΔE+bΔU+cΔδ

取系统运行中的三个时刻t、t+1、t+2，设定三个时刻之间a、b、c不变，则有下式：

求解上式方程组得a、b、c值；ΔP表示为：

ΔP＝ΔP_E+ΔP_u+ΔP_δ

所述有功功率的送端电压模值相关分量，有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量分别表示为：

式中：a、b、c为待求系数；dP是有功功率变化量，dE是送端电压变化量，dU是受端电压变化量，dδ是支路相角差变化量，所述支路相角差变化量指的是两个采样时刻之间的数值差。

进一步地：所述主导失稳模式识别指标表示为：

式中：T为主导失稳模式识别指标；ΔP_E为有功功率的送端电压模值相关分量，ΔP_U为有功功率的受端电压模值相关分量，ΔP_δ为有功功率的电压相角相关分量。

进一步地：所述根据支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势，包括：

选取支路进行监视，支路包括电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路支路；

判断支路功率模指标是否大于预设值，当出现支路功率模指标大于预设值时预警，如果支路功率模指标持续上升，则输电系统处于稳定性恶化态势，如果支路功率模指标有所回落，则输电系统处于稳定性改善态势。

进一步地：所述主导稳定模式包括：输电系统主导稳定模式为功角失稳、输电系统主导稳定模式为电压失稳和输电系统的主导稳定模式无法识别三种情况。

本发明还提供一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别系统，其改进之处在于：包括：

计算模块，用于根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标和主导失稳模式识别指标；

判断模块，用于当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势并根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

进一步地：所述计算模块，进一步包括：

支路功率模指标计算模块，用于计算各支路的支路功率模指标；

主导失稳模式识别指标计算模块，用于计算主导失稳模式识别指标。

进一步地：所述支路功率模指标计算模块，进一步包括：

第一计算模块，用于根据采集到的支路信息计算支路的两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向；

第二计算模块，用于计算电容充电功率；

第三计算模块，用于根据送端和受端方向以及电容充电功率计算支路的相对电源功率和相对负荷功率；

第四计算模块，用于根据相对电源功率和相对负荷功率计算支路的功率模指标。

进一步地：所述主导失稳模式识别指标计算模块进一步包括：

收集模块，用于收集各个支路的广域量测信息，包括有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值、支路电压相角差变化量；

第五计算模块，用于计算所述有功功率的送端电压模值相关分量，有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量。

进一步地：所述判断模块，进一步包括：

第一判断模块，用于当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势；

第二判断模块，用于根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

进一步地：所述第一判断模块进一步包括：

监视单元，用于选取电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路支路进行监视；

判断单元，用于判断支路功率模指标是否大于门槛值，当出现支路功率模指标大于门槛值时预警，如果支路功率模指标持续上升，则输电系统处于稳定性恶化态势，如果支路功率模指标有所回落，则输电系统处于稳定性改善态势。

进一步地：所述第二判断模块进一步包括：

功角失稳判断单元，用于判断功角失稳为输电系统主导稳定模式；

电压失稳判断单元，用于电压失稳为输电系统主导稳定模式；

待定判断单元，用于判断输电系统的主导稳定模式无法识别，需要等到下一时刻进行判断。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：

本发明根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标和主导失稳模式识别指标；当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势并根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式，明确决定电网态势评估与控制基础的电网主导稳定模式，利用电网响应信息构建指标，对电网结构参数信息依赖较少。

本发明选取支路作为监视对象，补充了戴维南方法判别主导稳定模式时无法判别多支路的不足。

本发明研究思路和方法，将为主导稳定识别和广域协调优化控制提供新视角和新依据，具有较大的学术研究借鉴意义和工程使用价值。

附图说明

图1是本发明提供的基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法的简略流程图

图2是本发明提供的电网关键支路及主导稳定模式识别方法的详细流程图；

图3是本发明提供的支路π等值电路图；

图4是本发明提供的静态稳定算例指标随时间变化图；

图5是本发明提供的静态稳定算例指标空间分布图；

图6是本发明提供的暂态稳定算例指标随时间变化图；

图7是本发明提供的暂态稳定算例指标空间分布图。

图8是本发明提供的3机10节点系统示意图；

图9是本发明提供的主导失稳模式识别指标随时间变化图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

实施例一、

本发明提供基于广域信息的大电网关键支路及主导稳定模式识别方法，通过构建支路功率模指标，利用电网广域量测信息进行计算来识别主导稳定模式。其流程图如图1和2所示，所述方法包括如下步骤：

(1)确认各个支路的送端和受端；

(2)计算各个支路的电容充电功率；

(3)计算各个支路的相对电源功率和相对负荷功率；

(4)计算各个支路功率模指标；

(5)计算各个支路的有功功率、送端电压模值、受端电压模值、支路电压相角差原始电气量；

(6)计算各个支路的有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值、支路电压相角差变化量；

(7)计算主导失稳模式识别指标；

(8)根据支路功率模指标S变化情况判断电网稳定态势；

(9)根据主导失稳模式识别指标判断主导稳定模式。

步骤(1)确认各个支路的送端和受端，对于某条支路，根据有功功率的实际流向，确定对于该支路功率送端和受端，而支路两端有功功率表示为：

式中，i和j分别为支路两端节点号，为i节点量测电压复数，为j节点量测电压复数，为节点i向节点j量测电流复数的共轭；为节点j向节点i量测电流复数的共轭，表示取复数的实部，表示取复数的实部，P_ij表示以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率，P_ji表示以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率。

功率流过对地电容支路时有功功率不发生变化，而流过支路阻抗时，引起有功功率损耗，尽管功率参考方向不同，根据支路两端的有功功率绝对值的大小关系确定送端和受端方向，送端、受端确认结果表示为：

其中，abs(P_ij)表示取以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率P_ij绝对值；abs(P_ji)表示取以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率P_ji绝对值。

步骤(2)计算各个支路的电容充电功率，对于支路的π型等值电路，其两端的充电功率可通过下式计算得出：

式中，Q_Ci和Q_Cj分别为i、j两端电容充电功率，参考方向为感性无功功率从大地流向线路，B为π型等值电路未折半的电容参数；

步骤(3)计算各个支路的相对电源功率和相对负荷功率，相对电源功率为流入π型等值电路阻抗的功率，其数值等于送端功率与送端电容充电功率之和，相对负荷功率为流出π型等值电路阻抗的功率，其数值等于受端功率减去受端电容充电功率，若假设某条支路经步骤(1)已经确认i节点为送端，j节点为受端，则表示为

式中，为相对电源功率，为相对负荷功率；

步骤(4)计算各个支路功率模指标，支路功率模指标通过下式计算得出：

步骤(5)原始电气量通过下式计算得出：

式中，X为原始电气量，min(X)为样本数据最小值，max(X)为样本数据最大值，X^*为标准化后的电气量；

步骤(6)计算原始电气量的变化量，有功功率变化量通过下式计算得出：

ΔP_t＝P_t+1-P_t

送端电压模值变化量通过下式计算得出：

ΔE_t＝E_t+1-E_t

受端电压模值变化量通过下式计算得出：

ΔU_t＝U_t+1-U_t

支路电压相角差变化量通过下式计算得出：

Δδ_t＝δ_t+1-δ_t

式中，P_t+1为t+1时刻支路受端有功功率，P_t为t时刻支路受端有功功率，E_t+1为t+1时刻支路送端电压模值，E_t为t时刻支路送端电压模值，U_t+1为t+1时刻支路受端电压模值，U_t为t时刻支路受端电压模值，δ_t+1为t+1时刻支路电压相角差，δ_t为t时刻支路电压相角差，以上均为经过步骤(5)标准化后的数据，送端及受端确认方法如步骤(1)；

步骤(7)计算主导失稳模式识别指标的方法如下：

支路有功功率的全微分可表示为

dP＝a·dE+b·dU+c·dδ

以差分代替微分，有

ΔP＝aΔE+bΔU+cΔδ

式中，a、b、c为待求系数。对于系统运行中的某三个时刻t、t+1、t+2，假设这三个时刻之间a、b、c不变，则有下式：

求解上式方程组可得a、b、c值；ΔP又可表示为：

ΔP＝ΔP_E+ΔP_u+ΔP_δ

式中，ΔP_E为有功功率的送端电压模值相关分量，ΔP_U为有功功率的受端电压模值相关分量，ΔP_δ为有功功率的电压相角相关分量，并由此得到三个分量的表达式：

主导失稳模式识别指标T为：

步骤(8)选取电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路等支路进行监视，当出现某条支路功率模指标大于门槛值0.5时预警，如果指标持续上升，则系统处于稳定性恶化态势，如果指标有所回落，则系统处于稳定性改善态势；

步骤(9)中，基于主导失稳模式识别指标T的系统主导稳定模式识别方法如下：

(1)当1/2＜T≤1时，功角失稳为系统主导稳定模式；

(2)当0≤T＜1/2时，电压失稳为系统主导稳定模式；

(3)当T＝1/2时，系统的主导稳定模式无法识别，需要等到下一时刻进行判断。所述支路功率模指标用于识别支路是否大于门槛值，主导失稳模式识别指标是用来识别主导稳定模式的，两个识别过程均利用电网广域量测信息，对大电网主导稳定模式识别和广域协调控制等相关研究具有重要的意义。

实施例二、

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

(1)对电网各节点编号，并确认各个支路的送端和受端；

(2)计算各个支路的电容充电功率；

(3)计算各个支路的相对电源功率和相对负荷功率，π等值电路模型各功率关系如图3所示；

4)计算各个支路功率模指标；

(5)根据达到静态稳定过程或故障发生后各个支路功率模指标变化的时空分布特征，确定系统关键支路；

(6)利用Matlab软件的Matpower工具箱进行连续潮流仿真，模拟电力系统节点15负荷逐渐增加邻近静态稳定极限的过程，并计算各支路功率模指标，指标随时间变化如图4所示，空间分布如图5所示；

(7)利用BPA软件的全过程动态仿真模拟15节点发生短路故障切除后的暂态失稳过程，并计算各支路功率模指标，指标随时间变化如图6所示，空间分布如图7所示；

(8)由图4、图6可见，随着系统稳定性不断恶化，支路功率模不断升高；

(9)由图5、图7可见，支路功率模指标的空间分布指示了关键支路；

(10)利用BPA软件的全过程动态仿真模拟图8所示系统6节点发生短路故障后的失稳过程，并计算主导失稳模式识别指标，指标随时间变化图9所示，可见主导稳定模式为电压失稳。

实施例三、

基于同样的发明构思，本发明还提供一种基于广域信息的大电网关键支路及主导稳定模式识别系统，包括：

第一计算模块，用于计算支路的两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向；

第二计算模块，用于计算电容充电功率；

第三计算模块，用于根据送端和受端方向以及电容充电功率计算支路的相对电源功率和相对负荷功率；

第四计算模块，用于根据相对电源功率和相对负荷功率计算支路的功率模指标；

第五计算模块，用于计算主导失稳模式识别指标；

第一判断模块，用于根据支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势；

第二判断模块，用于出现支路功率模指标大于门槛值时根据主导失稳模式识别指标判断主导稳定模式。

所述第五计算模块进一步包括：

第一计算单元，用于获取各支路有功功率、送端电压模值及相角、受端电压模值及相角、计算各个支路电压相角差；

第二计算单元，用于计算各个支路的有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值、支路电压相角差变化；

第三计算单元，用于计算有功功率的送端电压模值相关分量，有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量。

所述判断模块，进一步包括：

第一判断模块，用于当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势；

第二判断模块，用于根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

所述第一判断模块进一步包括：

监视单元，用于选取电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路支路进行监视；

判断单元，用于判断支路功率模指标是否大于门槛值，当出现支路功率模指标大于门槛值时预警，如果支路功率模指标持续上升，则输电系统处于稳定性恶化态势，如果支路功率模指标有所回落，则输电系统处于稳定性改善态势。

所述第二判断模块进一步包括：

功角失稳判断单元，用于当1/2＜T≤1时，判断功角失稳为输电系统主导稳定模式；

电压失稳判断单元，用于当0≤T＜1/2时，电压失稳为输电系统主导稳定模式；

待定判断单元，用于当T＝1/2时，判断输电系统的主导稳定模式无法识别，需要等到下一时刻进行判断。

本发明通过构建支路功率模指标，利用电网广域量测信息进行计算来识别主导安全稳定模式，对大电网主导安全稳定模式识别和广域协调控制等相关研究具有重要的意义。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (19)

1.一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别方法，其特征在于：

根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标和主导失稳模式识别指标；

当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势并根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

2.如权利要求1所述的识别方法，其特征在于，所述根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标，包括：

根据采集到的支路信息计算支路两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向；

计算电容充电功率；

根据送端和受端方向以及电容充电功率计算支路的相对电源功率和相对负荷功率；

根据相对电源功率和相对负荷功率计算支路的功率模指标。

3.如权利要求2所述的识别方法，其特征在于：所述计算支路两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向包括：按下式计算支路两端功率：

式中，i和j分别为支路两端节点号，为i节点量测电压复数，为j节点量测电压复数，为节点i向节点j量测电流复数的共轭；为节点j向节点i量测电流复数的共轭，表示取复数的实部，表示取复数的实部，P_ij表示以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率，P_ji表示以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率；

当abs(P_ij)>abs(P_ji)时i为送端，j为受端；反之j为送端，i为受端；其中，abs(P_ij)表示取以i向j为正参考方向支路i侧的有功功率P_ij绝对值；abs(P_ji)表示取以j向i为正参考方向支路j侧的有功功率P_ji绝对值。

4.如权利要求2所述的识别方法，其特征在于：按下式计算电容充电功率：

式中，Q_Ci为节点i端电容充电功率，Q_Cj为节点j端电容充电功率，参考方向为感性无功功率从大地流向线路，B为π型等值电路未折半的电容参数。

5.如权利要求4所述的识别方法，其特征在于：按下式计算相对电源功率和相对负荷功率：

式中，i节点为支路送端，j节点为支路受端，为相对电源功率，为相对负荷功率；表示以i向j为正参考方向，支路i侧的复功率；表示以j向i为正参考方向，支路j侧的复功率；

式中：i节点为支路受端，j节点为支路送端。

6.如权利要求5所述的识别方法，其特征在于：所述功率模指标表示为：

式中，S为功率模指标。

7.如权利要求1所述的识别方法，其特征在于：所述根据采集到的支路信息计算所述支路的主导失稳模式识别指标包括：

采集支路的广域量测信息；

根据所述采集到的广域量测信息计算有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值变化量、支路电压相角差变化量；

根据所述有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值变化量、支路电压相角差变化量计算有功功率的送端电压模值相关分量、有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量；

根据所述有功功率的送端电压模值相关分量、有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量计算主导失稳模式识别指标。

8.如权利要求7所述的识别方法，其特征在于：

有功功率变化量通过下式计算：

ΔP_t＝P_t+1-P_t

送端电压模值变化量通过下式计算：

ΔE_t＝E_t+1-E_t

受端电压模值变化量通过下式计算：

ΔU_t＝U_t+1-U_t

支路电压相角差变化量通过下式计算：

Δδ_t＝δ_t+1-δ_t

式中，ΔP_t为有功功率变化量，P_t+1为t+1时刻支路受端有功功率，P_t为t时刻支路受端有功功率，ΔE_t为送端电压模值变化量，E_t+1为t+1时刻支路送端电压模值，E_t为t时刻支路送端电压模值，ΔU_t为受端电压模值变化量，U_t+1为t+1时刻支路受端电压模值，U_t为t时刻支路受端电压模值，Δδ_t为支路电压相角差变化量，δ_t+1为t+1时刻支路电压相角差，δ_t为t时刻支路电压相角差。

9.如权利要求8所述的识别方法，其特征在于：所述有功功率的送端电压模值相关分量ΔP_E，有功功率的受端电压模值相关分量ΔP_U和有功功率的电压相角相关分量ΔP_δ的计算过程如下：

首先，支路有功功率的全微分表示为：

dP＝a·dE+b·dU+c·dδ

以差分代替微分，有：

ΔP＝aΔE+bΔU+cΔδ

取系统运行中的三个时刻t、t+1、t+2，设定三个时刻之间a、b、c不变，则有下式：

求解上式方程组得a、b、c值；ΔP表示为：

ΔP＝ΔP_E+ΔP_u+ΔP_δ

所述有功功率的送端电压模值相关分量，有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量分别表示为：

式中：a、b、c为待求系数；dP是有功功率变化量，dE是送端电压变化量，dU是受端电压变化量，dδ是支路相角差变化量，所述支路相角差变化变化量指的是两个采样时刻之间的数值差。

10.如权利要求9所述的识别方法，其特征在于：所述主导失稳模式识别指标表示为：

式中：T为主导失稳模式识别指标；ΔP_E为有功功率的送端电压模值相关分量，ΔP_U为有功功率的受端电压模值相关分量，ΔP_δ为有功功率的电压相角相关分量。

11.如权利要求1所述的识别方法，其特征在于：所述根据支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势，包括：

选取支路进行监视，支路包括：电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路支路；

判断支路功率模指标是否大于预设值，当出现支路功率模指标大于预设值时预警，如果支路功率模指标持续上升，则输电系统处于稳定性恶化态势，如果支路功率模指标有所回落，则输电系统处于稳定性改善态势。

12.如权利要求9所述的识别方法，其特征在于：所述主导稳定模式包括：输电系统主导稳定模式为功角失稳、输电系统主导稳定模式为电压失稳和输电系统的主导稳定模式无法识别。

13.一种基于响应的电网关键支路与主导稳定模式识别系统，其特征在于：包括：

计算模块，用于根据采集到的支路信息计算所述支路的功率模指标和主导失稳模式识别指标；

判断模块，用于当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势并根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

14.如权利要求13所述的电网主导安全稳定模式识别系统，其特征在于：所述计算模块，进一步包括：

支路功率模指标计算模块，用于计算各支路的支路功率模指标；

主导失稳模式识别指标计算模块，用于计算主导失稳模式识别指标。

15.如权利要求13所述的识别系统，其特征在于：所述支路功率模指标计算模块，进一步包括：

第一计算模块，用于根据采集到的支路信息计算支路的两端功率，并根据两端功率的绝对值大小确认送端和受端方向；

第二计算模块，用于计算电容充电功率；

第三计算模块，用于根据送端和受端方向以及电容充电功率计算支路的相对电源功率和相对负荷功率；

第四计算模块，用于根据相对电源功率和相对负荷功率计算支路的功率模指标。

16.如权利要求13所述的识别系统，其特征在于：所述主导失稳模式识别指标计算模块进一步包括：

收集模块，用于收集各个支路的广域量测信息，包括有功功率变化量、送端电压模值变化量、受端电压模值、支路电压相角差变化量；

第五计算模块，用于计算所述有功功率的送端电压模值相关分量，有功功率的受端电压模值相关分量和有功功率的电压相角相关分量。

17.如权利要求13所述的识别系统，其特征在于：所述判断模块，进一步包括：

第一判断模块，用于当支路的功率模指标大于预设值时，根据所述支路功率模指标变化情况判断电网稳定态势；

第二判断模块，用于根据所述支路的主导失稳模式识别指标判断主导电网稳定的模式。

18.如权利要求17所述的识别系统，其特征在于：所述第一判断模块进一步包括：

监视单元，用于选取电源并网支路、到负荷中心的输电线路、区域间薄弱断面线路支路进行监视；

判断单元，用于判断支路功率模指标是否大于门槛值，当出现支路功率模指标大于门槛值时预警，如果支路功率模指标持续上升，则输电系统处于稳定性恶化态势，如果支路功率模指标有所回落，则输电系统处于稳定性改善态势。

19.如权利要求17所述的识别系统，其特征在于：所述第二判断模块进一步包括：

功角失稳判断单元，用于判断功角失稳为输电系统主导稳定模式；

电压失稳判断单元，用于电压失稳为输电系统主导稳定模式；

待定判断单元，用于判断输电系统的主导稳定模式无法识别，需要等到下一时刻进行判断。