CN111987714A - 考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置，现有相关研究主要侧重于含感应电动机的综合负荷模型暂态电压稳定性及含分布式能源的电网建模和仿真分析，但对于含综合能源的城市负荷中心暂态电压稳定特性方面研究相对较少。本发明针对含光伏、储能、燃机、感应电动机及静态负荷的城市电网，建立含综合能源的广义负荷模型，并解析地求解感应电动机不稳定平衡点滑差，并根据求得的感应电动机不稳定平衡点滑差确定城市电网暂态电压失稳状态。

Description

考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，主要涉及一种考虑综合能源接入的城电网电压失稳判别方法和装置。

背景技术

随着分布式能源、储能等技术的不断成熟，综合能源接入日渐成为解决城市电网等大型负荷中心用电量需求的重要方案，综合能源的接入改变了城市负荷中心的电压稳定特性，加强对含综合能源的城市电网电压稳定研究十分重要。电网负荷的动态特性对电力系统暂态电压稳定影响较大，作为典型的动态负荷，感应电动机负荷的不稳定滑差能够表征电网暂态电压稳定性，若感应电动机在系统故障切除后滑差增大超过其不稳定滑差，系统将发生暂态失稳，因此感应电动机不稳定滑差可以作为评估系统电压稳定特性的指标之一。现有研究主要侧重于含感应电动机的综合负荷模型暂态电压稳定性及含分布式能源的电网建模和仿真分析，但对于含综合能源的城市负荷中心暂态电压稳定特性方面研究相对较少。如何将光伏、储能、燃机等综合能源模型引入城市电网负荷模型，考虑综合能源对判定城市电网失稳状态的影响，对掌握新型城市电网电压稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术没有考虑将光伏、储能、燃机等综合能源模型引入城市电网负荷模型，并基于此城市电网负荷模型来判定电网失稳状态的缺陷，提供一种考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

在一方面，本发明提出一种考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，包括以下步骤：

建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为

并通过系统联络电抗接入到大电网；

计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

进一步地，确定燃气发电机的有功功率和无功功率包括以下步骤：

采用多项式拟合发电机无功输出特性曲线，所述多项式如下式所示：

Q_G＝k₁·U_M ²+k₂·U_M+k₃+k₄·U_M ^-1+k₅·U_M ^-2

其中Q_G为发电机无功出力，k₁～k₅为曲线拟合各项对应的系数；

燃气发电机设置为定有功功率输出。

再进一步地，稳态运行时的有功出力P_G0定为燃气发电机的有功出力。

进一步地，光伏有功功率P_PV的控制模式包括采用定直流侧电压和定有功功率控制，无功功率Q_PV的控制模式包括定电压、定无功功率和定功率因数。

再进一步地，光伏在有功定功率、无功定功率或定功率因数控制模式下，将光伏稳态运行时输出的有功功率功率和无功功率作为光伏的有功功率和无功功率。

进一步地，储能装置的有功控制模式为定功率或定电压模式，无功控制模式包括定功率、定功率因数和定电压控制。

再进一步地，将储能装置在定功率控制模式下稳态运行时输出的有功功率功率和无功功率作为储能装置的有功功率和无功功率。

进一步地，求解感应电动机的不稳定滑差s具体包括如下步骤：

故障时感应电动机转矩包括故障过程中感应电动机的电磁转矩T_e和故障过程中感应电动机的机械转矩T_m；

故障过程中感应电动机的电磁转矩方程表示如下:

其中U_M为感应电动机机端电压，s为感应电动机滑差，R_S为感应电动机定子电阻，X_S为感应电动机定子电抗，X_R为感应电动机励磁电抗转子电阻，R_R为感应电动机转子电抗，R_t+jX_t为虚拟感应电动机戴维南等值阻抗；

故障过程中感应电动机的机械转矩方程表示如下:

T_m＝T_e0[A(1-s)²+B(1-s)+C]

其中T_e0为稳态运行时感应电动机电磁转矩，ABC为转矩方程常数，且三者满足关系A+B+C＝1；

感应电动机不稳定平衡点处T_m＝T_e，联立方程暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数、感应电动机的电磁转矩方程和故障过程中感应电动机的机械转矩方程求出两个滑差，其中较大的解为故障后感应电动机的不稳定滑差s_u，较小的解为稳态运行时感应电动机的滑差s₀。

再另一个方面，本发明提供了考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别装置，包括：

广义负荷等值模型建立模块，用于建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为

并通过系统联络电抗接入到大电网；

总负荷功率计算模块，用于计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

感应电动机滑差计算模块，用于根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

城市电网电压失稳判别模块，用于判别当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

本发明所达到的有益效果：

1.本发明将光伏、储能、燃机等综合能源模型引入城市电网负荷模型，考虑综合能源的影响，计算感应电动机负荷不稳定滑差，并基于该感应电动机不稳定滑差判别城市电网的失稳状态，对掌握新型城市电网电压稳定性具有重要意义；

2.本发明针对含综合能源的城市电网负荷中心，建立了大电网等值模型，根据感应电动机负荷、静态负荷、光伏、储能和燃机的P-U、Q-U外特性建立了由各类负荷和电源构成的广义负荷模型；

3.本发明考虑综合能源接入的城市电网广义负荷模型，并基于此模型确定感应电动机不稳定滑差并据此判定城市电网失稳状态，误差较小因此判定结果更加可靠。

附图说明

图1是本发明中城市电网广义负荷等值模型；

图2是本发明中感应电动机负荷等值模型；

图3是本发明具体实施例中燃气发电机的无功输出特性曲线；

图4是本发明具体实施例中感应电动机戴维南等效电路；

图5是本发明具体实施例考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法流程图；

图6是本发明具体实施例中用软件搭建的单机无穷大带负荷系统示意图；

图7是本发明具体实施例考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别装置框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：图5是本发明具体实施例考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，包括如下步骤：

步骤(1)：含综合能源的城市电网广义负荷模型建立：

光伏、储能及燃机接入城市电网后与电网负荷并联，并通过系统联络电抗接入到大电网。图1为电网等值模型，其中，电源电势

系统联络电抗为Z_L，光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均连接于电压为

的母线上，光伏、储能和燃机(即燃气发电机)建模时，可将其等效为负的负荷，并利用其P-U、Q-U外特性建立其等值模型，静态负荷采用ZIP模型等值。

步骤(2)：计算广义负荷等值模型的总负荷功率：

图1中，系统总负荷功率可表示为：

P＝P_M+P_ZIP+P_G+P_PV+P_ES (1)，

Q＝Q_M+Q_ZIP+Q_G+Q_PV+Q_ES+Q_C (2)，其中，P_M、P_ZIP、P_G、P_PV、P_ES分别为感应电动机负荷、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置有功功率，Q_M、Q_ZIP、Q_G、Q_PV、Q_ES分别为感应电动机负荷、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置无功功率，Q_C为配网无功补偿，配网无功补偿与电压的平方成正比：

其中，X_C为无功补偿装置的电抗。

步骤(3)：根据城市电网等值模型的电路方程，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解感应电动机的不稳定滑差s。

对于图1所示的城市电网等值电路，电源电压E_S与感应电动机机端电压存在函数关系：

式(4)中I_L为配网支路总电流，Z_L为系统联络电抗。

与广义负荷模型的总功率P+jQ及端电压U_M和感应电动机滑差s相关，

因为广义负荷模型的总功率P+jQ中P＝P_M+P_ZIP+P_G+P_PV+P_ES，Q＝Q_M+Q_ZIP+Q_G+Q_PV+Q_ES+Q_C。P_M、P_ZIP、P_G、P_PV、P_ES分别为感应电动机负荷、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置有功功率，Q_M、Q_ZIP、Q_G、Q_PV、Q_ES分别为感应电动机负荷、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置无功功率，Q_C为配网无功补偿，配网无功补偿与电压的平方成正比。以上参数均为U_M的函数，因此暂态过程中P+jQ与U_M存在函数关系。

而本发明步骤(1)中构建了暂态过程中P+jQ与U_M的函数关系，则根据式(4)，可将暂态过程中的U_M表示为感应电动机滑差s的函数：

U_M＝f(s) (5)，感应电动机转矩方程的确定方法如下：

构建图4所示感应电动机戴维南等值电路：

其中：R_t+jX_t为虚拟感应电动机戴维南等值阻抗；U_t为虚拟感应电动机戴维南等值电压源。则稳态运行时R_t+jX_t和U_t可表示为：

R_t+jX_t＝jX_M//(R_S+jX_S) (6)，

其中，U_M0为感应电动机稳态运行的机端电压。稳态运行中，感应电动机的电磁转矩可表示为：

其中，s₀为稳态运行时感应电动机的滑差。

同理，故障过程中感应电动机的电磁转矩可表示为：

此外，感应电动机机械转矩可表示为：

T_m＝T₀[A(1-s)²+B(1-s)+C] (10)，

以上公式中U_M为感应电动机机端电压，s为感应电动机滑差，R_S为感应电动机定子电阻，X_S为感应电动机定子电抗，X_R为感应电动机励磁电抗转子电阻，R_R为感应电动机转子电抗，R_t+jX_t为虚拟感应电动机戴维南等值阻抗。

稳态运行时，感应电动机电磁转矩T_e0和机械转矩T_m0相等，且A(1-s₀)²+B(1-s₀)+C＝1，则故障过程中有：

T_m＝T_e0[A(1-s)²+B(1-s)+C] (11)，

感应电动机不稳定平衡点处T_m＝T_e，联立方程(5)、(9)和(11)即可求出两个滑差，其中较大的解为故障后感应电动机的不稳定滑差s_u，较小的解为稳态运行时感应电动机的滑差s₀。

步骤(4):当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

在以上实施例的基础上，进一步地，计算感应电动机的有功功率和无功功率之前建立感应电动机等值电路，感应电动机负荷由定子和转子两部分构成，其等值电路如图2所示。

上述等值电路中，感应电动机的有功功率和无功功率与感应电动机的端电压

的关系用下式表示：

其中P_M+jQ_M为感应电动机负荷视在功率，U_M为感应电动机机端电压，s为感应电动机滑差，R_S为感应电动机定子电阻，X_S为感应电动机定子电抗，X_M为感应电动机励磁电抗，X_R为感应电动机励磁电抗转子电阻，。

确定ZIP静态负荷模型的有功功率和无功功率的方法如下：

以恒阻抗负荷、恒电流负荷和恒功率负荷构成的ZIP模型表示城市电网中的静态负荷，考虑静态负荷与感应电动机并联，负荷端电压与感应电动机端电压U_M相同，负荷功率与电压的关系可以表示为：

1)恒阻抗负荷：

其中，P_Z为恒阻抗负荷有功功率，Q_Z为恒阻抗负荷无功功率，R_Z和X_Z分别为恒阻抗负荷的电阻及电抗。恒阻抗负荷功率与其电压的平方成正比。

2)恒电流负荷：

其中，P_I为恒电流负荷有功功率，Q_I为恒电流负荷无功功率，

为恒电流负荷电流相量的共轭，可由I_IP和I_IQ表示。恒电流负荷功率与电压成正比。

3)恒功率负荷：

恒功率负荷功率与电压无关，为恒定值。

P_P+jQ_P＝P_P0+jQ_P0 (15)，

其中，P_P为恒功率负荷有功功率，Q_P为恒功率负荷无功功率，P_P0为恒功率负荷稳态有功功率，Q_P0为恒功率负荷稳态无功功率。

不同电网内恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷比例不同，给定三种静态负荷占ZIP负荷的比例k_Z、k_I和k_P，则ZIP静态负荷模型整体功率为：

P_ZIP+jQ_ZIP＝k_Z·P_Z+k_I·P_I+k_P·P_P+j(k_Z·Q_Z+k_I·Q_I+k_P·Q_P) (16)，

确定发电机的有功功率和无功功率的方法如下：

首先建立燃气发电机的等值模型。

城市电网供热机组较多，发电机能够发出无功为电网提供无功支撑，提高电网电压稳定性。发电机的控制系统能够根据电网电压变化调节无功输出，但发电机控制系统十分复杂，发电机有功功率输出不变的情况下，输出无功与系统电压的关系无法解析地表示。因此，通常由发电机的Q-U特性曲线表征发电机无功输出特性，Q-U可以通过一系列潮流仿真得到。图3为一个典型的发电机在特定电压范围内的Q-U曲线，在该电压范围内，发电机发出无功随系统电压的升高而减少。

为解析地表示发电机的Q-U曲线，本发明采用式(17)形式的多项式拟合一定电压范围内的Q-U曲线：

Q_G＝k₁·U_M ²+k₂·U_M+k₃+k₄·U_M ^-1+k₅·U_M ^-2 (17)，

其中，Q_G为发电机无功出力，k₁～k₅为曲线拟合各项对应的系数。

此外，发电机定有功功率输出的情况下，有功功率随电压变化较小，本发明将发电机模型建模为定有功功率模型。

P_G＝P_G0 (18)，

其中，P_G为发电机有功出力，P_G0为发电机稳态运行时的有功出力。

确定光伏模型的有功功率和无功功率的方法如下：

光伏电池阵列由多个光伏电池串并联而成，在端电压一定的情况下，直流侧输出功率与光照强度强相关。光伏发电系统通过VSC并网换流器控制系统接入交流电网，交流侧光伏的有功、无功输出外特性与并网换流器控制模式相关，通常光伏有功功率P_PV可采用定直流侧电压和定有功功率控制，无功功率Q_PV的控制模式包括定电压、定无功功率和定功率因数。交流系统电压在一定范围内波动时，在特定控制模式下，可以认为其控制变量保持不变。

以有功定功率、无功定功率或定功率因数控制模式为例，一定电压范围内机电暂态过程中，其有功功率和无功功率可以表示为：

P_PV＝P_PV0 (19)，

Q_PV＝Q_PV0 (20)，

其中，P_PV0和Q_PV0分别为光伏稳态运行时输出的有功功率和无功功率。

确定储能装置的有功功率和无功功率的方法如下：

储能装置自身的充放电特性具有高度的非线性，其电气参数具有很强的时变形，但在机电暂态过程中，储能电池的基本特征指标近乎保持不变，因此，可以认为电池在机电暂态过程中的充放电特性和参数是线性和非时变的。光伏和储能系统具有相同的拓扑结构，理论上储能系统也可以在直流侧通过一个VSC换流器与交流系统相连，其有功控制模式同样可考虑为定功率或定电压模式，无功控制模式可考虑为定功率、定功率因数和定电压控制。

以定功率控制模式为例，一定电压范围内机电暂态过程中，其有功功率和无功功率可以表示为：

P_ES＝P_ES0 (21)，

Q_ES＝Q_ES0 (22)，其中，P_ES0和Q_ES0分别为储能装置稳态运行时输出的有功功率和无功功率。

为验证本发明中感应电动机不稳定平衡点求解方法的有效性，利用PSD-BPA软件搭建单机无穷大带负荷系统，如图6所示。

感应电动机负荷参数见表1。静态负荷模型中恒阻抗负荷、恒电流负荷和恒功率负荷占比分别为53％、34％和13％。配网初始无功补偿50Mvar。

表1感应电动机参数

通过一系列仿真绘制算例中所采用的燃机模型的Q-U曲线，得到无功功率有名值与电压标幺值之间的关系为：

Q_G＝4.89·U_M ²-21.12U_M+33.85-20.93U_M ^-1+3.88·U_M ^-2 (23)，

为通过仿真计算感应电动机不稳定滑差，考虑在发电机～负荷双回线路中一回设置单相瞬时性短路故障，逐步延长故障切除时间，得到系统不发生电压失稳的极限切除时间，读取对应的感应电动机滑差，即为不稳定平衡点滑差s_u。

以下具体实施例中系统联络阻抗变化下感应电动机不稳定滑差计算案例：

考虑光伏和储能为定功率控制模式，燃机、光伏和储能装置有功功率分别为100MW、50MW、50MW，初始功率因数为0.9，感应电动机和静态负荷有功功率分别为100MW，初始功率因数0.9。改变系统联络阻抗Z_L，计算感应电动机不稳定滑差并与仿真结果进行对比，结果见表2。

表2系统联络阻抗变化下感应电动机不稳定滑差

由上表可知，随着系统联络电抗的增大，感应电动机不稳定滑差逐渐减小，仿真结果与本发明计算结果误差不超过3％。

以下是具体实施例示出了考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法中感应电动机负荷变化下不稳定滑差计算实例：

考虑电网中负荷的变化，研究感应电动机滑差随感应电动机负荷的变化，并验证本发明提出的计算方法的准确性。设定光伏和储能为定功率控制模式，交流侧有功功率分别为50MW，初始功率因数为0.9，静态负荷有功功率为100MW，初始功率因数0.9，系统联络阻抗Z_L为0.09，改变感应电动机负荷功率(保持功率因数为0.9)，计算感应电动机不稳定滑差并与仿真结果进行对比，结果见表3。

表3感应电动机负荷变化下感应电动机不稳定滑差

由上表可知，随着感应电动机负荷增大，感应电动机不稳定滑差逐渐增大，仿真结果与本发明计算结果误差不超过2％。

以下是具体实施例中光伏、储能出力变化下不稳定滑差计算案例：

考虑城市电网中光伏、储能出力具有波动性，研究光伏、储能出力和控制模式变化情况下，感应电动机不稳定滑差的变化，并将本发明所提理论计算方法与仿真结果对比。

为研究光伏、储能出力变化对感应电动机不稳定滑差的影响，设定燃机有功功率为100MW，初始功率因数为0.9，静态负荷有功功率为100MW，初始功率因数0.9，系统联络阻抗Z_L为0.08，改变光伏和储能功率(保持功率因数为0.9)，计算感应电动机不稳定滑差并与仿真结果进行对比，结果见表4。

表4光伏、储能出力变化下感应电动机不稳定滑差

由上表可知，在光伏、储能定功率控制模式下，感应电动机不稳定平衡点滑差随光伏、储能的出力增大而增大，仿真结果与理论计算结果误差不超过2％。同时，由于光伏和储能均采取定功率控制模式，其对交流系统的外特性相同，当光伏和储能总功率相同时，感应电动机的不稳定滑差相同。

综上所述，利用本发明所提方法计算所得到的感应电动机不稳定滑差与仿真计算结果误差不超过3％，主要的误差来源于燃机Q-U曲线拟合引入的估计误差以及仿真计算过程中由于步长限制无法读取不稳定滑差绝对精确值所带来的仿真结果误差。

因此本发明基于以上建立的城市电网广义负荷模型，确定感应电动机不稳定滑差并据此判定城市电网失稳状态，误差较小因此判定结果更加可靠。

图7是本发明具体实施例考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别装置框图；图7示出了考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别装置，包括：

广义负荷等值模型建立模块，用于建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为

并通过系统联络电抗接入到大电网；

总负荷功率计算模块，用于计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

感应电动机滑差计算模块，用于根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

城市电网电压失稳判别模块，用于判别当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，包括以下步骤：

建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为

并通过系统联络电抗接入到大电网；

计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

2.根据权利要求1所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，确定燃气发电机的有功功率和无功功率包括以下步骤：

采用多项式拟合发电机无功输出特性曲线，所述多项式如下式所示：

Q_G＝k₁·U_M ²+k₂·U_M+k₃+k₄·U_M ^-1+k₅·U_M ^-2

其中Q_G为发电机无功出力，k₁～k₅为曲线拟合各项对应的系数；

燃气发电机设置为定有功功率输出。

3.根据权利要求2所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，稳态运行时的有功出力P_G0定为燃气发电机的有功出力。

4.根据权利要求1所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，光伏有功功率P_PV的控制模式包括采用定直流侧电压和定有功功率控制，无功功率Q_PV的控制模式包括定电压、定无功功率和定功率因数。

5.根据权利要求4所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，光伏在有功定功率、无功定功率或定功率因数控制模式下，将光伏稳态运行时输出的有功功率功率和无功功率作为光伏的有功功率和无功功率。

6.根据权利要求1所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，储能装置的有功控制模式为定功率或定电压模式，无功控制模式包括定功率、定功率因数和定电压控制。

7.根据权利要求6所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，将储能装置在定功率控制模式下稳态运行时输出的有功功率功率和无功功率作为储能装置的有功功率和无功功率。

8.根据权利要求1所述的考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别方法，其特征是，求解感应电动机的不稳定滑差s具体包括如下步骤：

故障时感应电动机转矩包括故障过程中感应电动机的电磁转矩T_e和故障过程中感应电动机的机械转矩T_m；

故障过程中感应电动机的电磁转矩方程表示如下:

其中U_M为感应电动机机端电压，s为感应电动机滑差，R_S为感应电动机定子电阻，X_S为感应电动机定子电抗，X_R为感应电动机励磁电抗转子电阻，R_R为感应电动机转子电抗，R_t+jX_t为虚拟感应电动机戴维南等值阻抗；

故障过程中感应电动机的机械转矩方程表示如下:

T_m＝T_e0[A(1-s)²+B(1-s)+C]

其中T_e0为稳态运行时感应电动机电磁转矩，ABC为转矩方程常数，且三者满足关系A+B+C＝1；

感应电动机不稳定平衡点处T_m＝T_e，联立方程暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数、感应电动机的电磁转矩方程和故障过程中感应电动机的机械转矩方程求出两个滑差，其中较大的解为故障后感应电动机的不稳定滑差s_u，较小的解为稳态运行时感应电动机的滑差s₀。

9.考虑综合能源接入的城市电网电压失稳判别装置，其特征在于，包括：

广义负荷等值模型建立模块，用于建立城市电网系统的广义负荷等值模型，所述广义负荷等值模型基于接入城市电网与电网负荷并联的光伏、储能装置、燃气发电机以及感应电动机、ZIP静态负荷和配网无功补偿，所述光伏、储能、燃机及感应电动机负荷、静态负荷和配网无功补偿均并联连接于母线上，其端电压为

并通过系统联络电抗接入到大电网；

总负荷功率计算模块，用于计算广义负荷等值模型的总负荷功率，包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的有功功率，还包括感应电动机、ZIP静态负荷、燃气发电机、光伏、储能装置的无功功率以及配网无功补偿；

感应电动机滑差计算模块，用于根据广义负荷等值模型的总负荷功率，将暂态过程中感应电动机的端电压

表示为感应电动机滑差s的函数，结合故障时感应电动机转矩方程，求解故障后感应电动机的不稳定滑差s_u以及稳态运行时感应电动机的滑差s₀；

城市电网电压失稳判别模块，用于判别当感应机的滑差从稳态运行时感应电动机的滑差s₀增大到感应电动机的不稳定滑差s_u，此时即判定电网电压从稳定运行状态变到失稳状态。

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