CN113517693B - 一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置 - Google Patents

一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置，方法包括：基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；采用多二元表法量化计算母线对故障的暂态电压稳定裕度指标；根据故障的严重程度，采用二项式系数法对母线响应不同故障下的暂态电压稳定裕度赋权，得到母线响应故障集的综合暂态电压稳定裕度，选取裕度值较小的母线为薄弱节点；根据最严重故障对发电机组施加励磁电压波动，观察薄弱节点电压裕度变化，以此定位敏感机组。采用二项式系数法对母线在不同故障下的暂态稳定裕度赋权，得到母线响应故障集的综合暂态电压稳定裕度，以此找到系统中相对薄弱的母线，然后对机组设置励磁电压波动，确定优选同步发电机组。

Description

一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置
技术领域
本发明属于弱电压暂态分析技术领域，尤其涉及一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置。
背景技术
直流馈入受端交流电网，由于直流运行需要消耗大量的无功，因此受端电网的母线电压稳定性将会受到影响，从而对电网的安全稳定运行提出了挑战。直流馈入后将会消耗大量的无功，影响受端电网母线电压稳定。为保证提升电网暂态电压稳定运行水平，提升直流受端电网直流受端电网的电压稳定和安全运行提供技术支撑和理论指导，需要确定受端交流系统中电压支撑的薄弱地区和电压支撑敏感机组，缩小协调控制的范围，重点对上述地区进行稳态无功优化，以实现电网的安全稳定运行。
目前针对受端电网电压薄弱区域的辨识方法，相关研究人员已提出多种指标，如多馈入短路比，多馈入相互作用因子，广义短路比等，但这些指标在传统常规计算中都作为静态指标使用，仅能反映网络拓扑结构与直流额定功率，无法计及动态元件模型的影响。而针对电压暂态稳定的评估方法，目前常用的方法主要是时域仿真法和能量函数法。能量函数法直接利用能量函数估计暂态稳定性，但是其函数构造和临界能量的确定困难。目前在工程实际中较多采用的是电力系统安全稳定计算规范的实用判据：在电力系统受到扰动后的暂态过程中，负荷母线电压能够在故障10s内恢复到0.8pu以上，但是这种方法只能判定母线电压是否失稳，而无法量化母线电压的稳定裕度，难以评估系统中的电压薄弱区域。
因此，如何更好的根据已有的故障集量化母线裕度，从而分析出薄弱节点，再定位敏感机组的位置，对于实现电网的安全运行具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。
第一方面，本发明提供一种弱电压暂态稳定节点分析方法，包括：建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；基于母线
Figure 559778DEST_PATH_IMAGE001
对第
Figure 437605DEST_PATH_IMAGE002
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 584552DEST_PATH_IMAGE001
电压响应第
Figure 143709DEST_PATH_IMAGE002
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 918767DEST_PATH_IMAGE003
；依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 108440DEST_PATH_IMAGE003
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 807931DEST_PATH_IMAGE004
；根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 967516DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 738026DEST_PATH_IMAGE003
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 957655DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 141512DEST_PATH_IMAGE005
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 714576DEST_PATH_IMAGE005
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点；以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 464226DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 730122DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 198012DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 840346DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 647765DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
第二方面，本发明提供一种弱电压暂态稳定节点分析装置，包括：建立模块，配置为建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；第一计算模块，配置为基于母线
Figure 209197DEST_PATH_IMAGE001
对第
Figure 39749DEST_PATH_IMAGE002
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 82179DEST_PATH_IMAGE001
电压响应第
Figure 9684DEST_PATH_IMAGE002
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 617383DEST_PATH_IMAGE003
；排序模块，配置为依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 59866DEST_PATH_IMAGE003
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 778423DEST_PATH_IMAGE004
；第二计算模块，配置为根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 560434DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 463668DEST_PATH_IMAGE003
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 268813DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 384537DEST_PATH_IMAGE005
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 817792DEST_PATH_IMAGE005
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点；确定模块，配置为以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 95189DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 856472DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 575554DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 738682DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 186981DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的一种弱电压暂态稳定节点分析方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本发明任一实施例的一种弱电压暂态稳定节点分析方法的步骤。
本申请的一种弱电压暂态稳定节点分析方法及装置，采用多二元判据，对不同跌落和恢复的不同电压水平区间赋予不同权重，细化跌落水平对系统稳定性的影响，精确量化母线的暂态电压稳定裕度，并且在此基础上，对于确定的故障集，根据故障的严重程度，采用二项式系数法对母线在不同故障下的暂态稳定裕度赋权，得到母线响应故障集的综合暂态电压稳定裕度，以此找到系统中相对薄弱的母线，然后对机组设置励磁电压波动，确定优选同步发电机组。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种弱电压暂态稳定节点分析方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的一种弱电压暂态稳定节点分析装置的结构框图；
图3是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请的一种弱电压暂态稳定节点分析方法的流程图。
如图1所示，一种弱电压暂态稳定节点分析方法包括以下步骤：
步骤S101，建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算。
在本实施例中，利用电力系统分析综合程序(Power System Analysis SynthesisProgram, PSASP)建立实际电网的母线支路模型，基于电网N-1(N表示模型的元件数量)故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算。
步骤S102，基于母线
Figure 91352DEST_PATH_IMAGE008
对第
Figure 283299DEST_PATH_IMAGE009
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 300933DEST_PATH_IMAGE008
电压响应第
Figure 248030DEST_PATH_IMAGE009
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 983904DEST_PATH_IMAGE010
。
在本实施例中，计算量化评估母线
Figure 713963DEST_PATH_IMAGE008
电压响应第
Figure 241896DEST_PATH_IMAGE009
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 969681DEST_PATH_IMAGE010
的表达式为：
Figure 255169DEST_PATH_IMAGE012
（1）
式中，
Figure 865884DEST_PATH_IMAGE013
为母线
Figure 123690DEST_PATH_IMAGE008
电压响应第
Figure 881430DEST_PATH_IMAGE009
个故障扰动的暂态稳定裕度指标，
Figure 919793DEST_PATH_IMAGE014
为电压暂态响应曲线在
Figure 929338DEST_PATH_IMAGE015
的电压跌落区间或
Figure 166284DEST_PATH_IMAGE016
的电压恢复区间的积分权重，
Figure 235871DEST_PATH_IMAGE017
为第
Figure 495951DEST_PATH_IMAGE018
个电压临界稳定参考值，
Figure 433820DEST_PATH_IMAGE019
为母线
Figure 666218DEST_PATH_IMAGE008
在
Figure 765761DEST_PATH_IMAGE020
时刻的电压值，
Figure 778717DEST_PATH_IMAGE021
为第
Figure 130064DEST_PATH_IMAGE023
个电压临界稳定参考值，
Figure 344532DEST_PATH_IMAGE024
为电压暂态响应曲线在
Figure 818238DEST_PATH_IMAGE025
的电压跌落区间的积分权重，
Figure 725015DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 270265DEST_PATH_IMAGE027
个电压临界稳定参考值，
Figure 273993DEST_PATH_IMAGE028
和
Figure 856284DEST_PATH_IMAGE029
分别为
Figure 640570DEST_PATH_IMAGE030
小于
Figure 333719DEST_PATH_IMAGE031
的时刻和
Figure 457533DEST_PATH_IMAGE030
大于
Figure 335359DEST_PATH_IMAGE031
的时刻，
Figure 216728DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 838202DEST_PATH_IMAGE033
分别表示
Figure 819452DEST_PATH_IMAGE030
小于
Figure 9125DEST_PATH_IMAGE026
的时刻和
Figure 502423DEST_PATH_IMAGE030
大于
Figure 865271DEST_PATH_IMAGE026
的时刻，
Figure 370202DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 855410DEST_PATH_IMAGE035
分别为
Figure 445791DEST_PATH_IMAGE030
小于
Figure 612330DEST_PATH_IMAGE036
的时刻和
Figure 361980DEST_PATH_IMAGE030
大于
Figure 893456DEST_PATH_IMAGE036
的时刻，
Figure 95767DEST_PATH_IMAGE037
为母线
Figure 800418DEST_PATH_IMAGE008
的额定电压；
假设动态过程中，系统处于临界稳定时满足
Figure 279941DEST_PATH_IMAGE013
=0，在确定
Figure 109881DEST_PATH_IMAGE025
的最长允许持续时间
Figure 674855DEST_PATH_IMAGE038
的情况下，根据式（1）可建立递推求解
Figure 183196DEST_PATH_IMAGE024
的表达式：
Figure 907439DEST_PATH_IMAGE039
（2）
对于多二元表计算，式中的
Figure 780717DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 895303DEST_PATH_IMAGE038
可按下述四个不同区间赋值，[
Figure 4074DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 723768DEST_PATH_IMAGE041
]=[0.95，60]用来表示母线电压暂态稳定恢复的设定值和电压跌落允许的最大持续时间，[
Figure 627002DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 228885DEST_PATH_IMAGE043
]= [0.8，10]表示电压暂态跌落过程中可接受的跌落程度及其允许持续时间。
步骤S103，依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 751133DEST_PATH_IMAGE010
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 449967DEST_PATH_IMAGE044
。
步骤S104，根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 399469DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 745438DEST_PATH_IMAGE010
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 196011DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 624718DEST_PATH_IMAGE045
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 73017DEST_PATH_IMAGE045
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点。
在本实施例中，计算母线
Figure 711809DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 575859DEST_PATH_IMAGE045
的表达式为：
Figure 983707DEST_PATH_IMAGE046
（3）
式中，
Figure 602907DEST_PATH_IMAGE047
为母线
Figure 604361DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标，
Figure 396737DEST_PATH_IMAGE013
为母线
Figure 862353DEST_PATH_IMAGE008
电压响应第
Figure 324558DEST_PATH_IMAGE009
个故障扰动的暂态稳定裕度指标，
Figure 940872DEST_PATH_IMAGE048
为母线
Figure 412305DEST_PATH_IMAGE008
电压响应第
Figure 732428DEST_PATH_IMAGE009
个故障扰动的暂态稳定裕度指标的权重，
Figure 755747DEST_PATH_IMAGE049
为严重故障的数量，
Figure 466214DEST_PATH_IMAGE050
为组合数算子。
步骤S105，以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 803655DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 775022DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 110188DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 167006DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 308137DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
在本实施例中，采用多二元表计算暂态稳定裕度，对区域内的不同发电机组调节励磁，分析薄弱母线暂态稳定裕度的变化情况，以此定位影响电压支撑能力较强的敏感机组，能够有效定位系统中的薄弱节点和相关的敏感机组，为实现电网稳态优化控制提供有效依据，其中，计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 9377DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 640078DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 59558DEST_PATH_IMAGE007
的表达式为：
Figure 741731DEST_PATH_IMAGE051
（4）
式中，
Figure 953270DEST_PATH_IMAGE052
为电压暂态稳定薄弱节点响应最严重的故障
Figure 364659DEST_PATH_IMAGE004
扰动的变化量，
Figure 396069DEST_PATH_IMAGE053
为同步发电机组
Figure 879003DEST_PATH_IMAGE006
的励磁电压增量。
综上，本申请的方法采用多二元判据，对不同跌落和恢复的不同电压水平区间赋予不同权重，细化跌落水平对系统稳定性的影响，精确量化母线的暂态电压稳定裕度，并且在此基础上，对于确定的故障集，根据故障的严重程度，采用二项式系数法对母线在不同故障下的暂态稳定裕度赋权，得到母线响应故障集的综合暂态电压稳定裕度，以此找到系统中相对薄弱的母线，然后对机组设置励磁电压波动，确定优选同步发电机组。
在一个具体的实施例中，以江西电网实际模型展开计算，具体实施步骤如下：
步骤1：利用电力系统分析综合程序(Power System Analysis SynthesisProgram, PSASP)建立江西电网的母线支路模型，基于建立的电网N-1(N表示模型的元件数量)故障集进行电网暂态稳定仿真计算。
步骤2：以南昌，进贤，鹰潭，梦山，抚州，罗坊，永修500kv母线为例，导出相应的母线电压数据，设置多二元表参数为
Figure 554835DEST_PATH_IMAGE054
,利用式二计算出此各个积分区间的权重系数为
Figure 261760DEST_PATH_IMAGE055
。利用式一计算其此时对应的暂态稳定裕度，得到相应的暂态稳定裕度如表1所示。
Figure 921412DEST_PATH_IMAGE056
步骤3：依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 739195DEST_PATH_IMAGE010
的最小值进行不同故障的严重程度排序，确定此时故障的严重程度从高到低的排序为4469>4475>4011>4034>4001>4016>4010(数字代表故障编号)，并确定最严重的故障
Figure 863009DEST_PATH_IMAGE044
为4469故障。
步骤4：根据确定的严重故障排序，采用二项式系数法对母线
Figure 350622DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 622203DEST_PATH_IMAGE010
进行赋权，权重值如表2所示。计算母线
Figure 119044DEST_PATH_IMAGE008
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 100294DEST_PATH_IMAGE045
结果如表3所示，在此基础上，通过
Figure 149021DEST_PATH_IMAGE045
得到母线暂态电压稳定从低到高的排序结果为信州、鹰潭、抚州、南昌、进贤、石钟山、永修、罗坊、赣州、安源、梦山，并选定薄弱节点为信州、鹰潭、抚州、南昌、进贤。
Figure 252106DEST_PATH_IMAGE057
Figure 411692DEST_PATH_IMAGE058
步骤5：以步骤4确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，分别对薄弱节点所在区域的同步发电机组黄金埠01，新昌01，丰城二期05，丰城三期07，抚州电厂01，贵溪三期02，景二期01，在4469故障（最严重故障
Figure 447781DEST_PATH_IMAGE044
）扰动后的节点暂态电压响应过程中，励磁电压参考指令上附加
Figure 667410DEST_PATH_IMAGE059
扰动，然后计算薄弱节点对4469故障作用下对同步发电机组
Figure 585687DEST_PATH_IMAGE060
无功调节的响应灵敏度
Figure 424330DEST_PATH_IMAGE061
，结果如表4所示。对所求灵敏度结果排序后得到敏感调节机组为贵溪三期02，黄金埠01，抚州电厂01，丰城三期07，丰城二期05。
Figure 439560DEST_PATH_IMAGE062
请参阅图2，其示出了本申请的一种弱电压暂态稳定节点分析装置的结构框图。
如图2所示，弱电压暂态稳定节点分析装置200，包括建立模块210、第一计算模块220、排序模块230、第二计算模块240以及确定模块250。
其中，建立模块210，配置为建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；第一计算模块220，配置为基于母线
Figure 33352DEST_PATH_IMAGE001
对第
Figure 111030DEST_PATH_IMAGE002
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 612418DEST_PATH_IMAGE001
电压响应第
Figure 91941DEST_PATH_IMAGE002
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 246100DEST_PATH_IMAGE003
；排序模块230，配置为依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 811074DEST_PATH_IMAGE003
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 116153DEST_PATH_IMAGE004
；第二计算模块240，配置为根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 450182DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 385777DEST_PATH_IMAGE003
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 562681DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 546817DEST_PATH_IMAGE005
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 125566DEST_PATH_IMAGE005
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点；确定模块250，配置为以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 904166DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 771628DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 418510DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 727132DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 66846DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
应当理解，图2中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图2中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的弱电压暂态稳定节点分析方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；
基于母线
Figure 93708DEST_PATH_IMAGE001
对第
Figure 281631DEST_PATH_IMAGE002
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 772656DEST_PATH_IMAGE001
电压响应第
Figure 158638DEST_PATH_IMAGE002
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 531850DEST_PATH_IMAGE003
；
依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 395901DEST_PATH_IMAGE003
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 69328DEST_PATH_IMAGE004
；
根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 360632DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 221140DEST_PATH_IMAGE003
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 216778DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 354499DEST_PATH_IMAGE005
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 941338DEST_PATH_IMAGE005
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点；
以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 430088DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 760575DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 752802DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 982314DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 817414DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据弱电压暂态稳定节点分析装置的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至弱电压暂态稳定节点分析装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图3是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例弱电压暂态稳定节点分析方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与弱电压暂态稳定节点分析装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于弱电压暂态稳定节点分析装置中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；
基于母线
Figure 561379DEST_PATH_IMAGE001
对第
Figure 798326DEST_PATH_IMAGE002
个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线
Figure 867913DEST_PATH_IMAGE001
电压响应第
Figure 190310DEST_PATH_IMAGE002
个故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 737966DEST_PATH_IMAGE003
；
依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 32681DEST_PATH_IMAGE003
的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障
Figure 397803DEST_PATH_IMAGE004
；
根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线
Figure 82862DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标
Figure 558843DEST_PATH_IMAGE003
进行赋权，并利用线性加权求和计算母线
Figure 380169DEST_PATH_IMAGE001
电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 916192DEST_PATH_IMAGE005
，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标
Figure 153794DEST_PATH_IMAGE005
排序确定裕度值较小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点；
以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组
Figure 43253DEST_PATH_IMAGE006
对最严重的故障
Figure 374877DEST_PATH_IMAGE004
扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障
Figure 957168DEST_PATH_IMAGE004
作用下对同步发电机组
Figure 475874DEST_PATH_IMAGE006
无功调节的响应灵敏度
Figure 496920DEST_PATH_IMAGE007
，并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种弱电压暂态稳定节点分析方法，其特征在于，包括：
建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；
基于母线i对第j个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij；
依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障r；
根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线i电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij进行赋权，并利用线性加权求和计算母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标ηi *，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标ηi *排序确定裕度值小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点，其中，计算量化评估母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij的表达式为：
Figure FDA0003369310690000011
式中，ηij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标，VN为母线i的额定电压，Km为电压暂态响应曲线在Vcr，m≥Vi(t)≥Vcr，m+1的电压跌落区间或Vcr，m≥Vi(t)≥Vcr，m+1的电压恢复区间的积分权重，Vcr，m为第m个电压临界稳定参考值，Vi(t)为母线i在t时刻的电压值，Vcr，m+1为第m+1个电压临界稳定参考值，Kn为电压暂态响应曲线在Vcr，n≥Vi(i)的电压跌落区间的积分权重，Vcr，n为第n个电压临界稳定参考值，tm和t′m分别为Vi(t)小于Vcr，m的时刻和Vi(t)大于Vcr，m的时刻，tn和t′n分别表示Vi(t)小于Vcr，n的时刻和Vi(t)大于Vcr，n的时刻，tm+1和t′m+1分别为Vi(t)小于Vcr，m+1的时刻和Vi(t)大于Vcr，m+1的时刻；
计算母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标ηi *的表达式为：
Figure FDA0003369310690000021
式中，
Figure FDA0003369310690000022
为母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标，ηij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标，wij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标的权重，l为严重故障的数量，
Figure FDA0003369310690000023
为组合数算子；
以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组k对最严重的故障r扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障r作用下对同步发电机组k无功调节的响应灵敏度
Figure FDA0003369310690000024
并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组，其中，计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障r作用下对同步发电机组k无功调节的响应灵敏度
Figure FDA0003369310690000025
的表达式为：
Figure FDA0003369310690000026
式中，
Figure FDA0003369310690000027
为电压暂态稳定薄弱节点响应最严重的故障r扰动的变化量，
Figure FDA0003369310690000028
为同步发电机组k的励磁电压增量。
2.一种弱电压暂态稳定节点分析装置，其特征在于，包括：
建立模块，配置为建立实际电网的母线支路模型，基于电网故障集对母线支路模型进行电网暂态稳定仿真计算；
第一计算模块，配置为基于母线i对第j个故障的电压暂态响应时域仿真数据，利用时域积分计算母线电压低于额定值的暂态响应曲线跌落面积，采用多二元表对电压暂态响应曲线的不同跌落区间的面积赋权，进而计算量化评估母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij；
排序模块，配置为依据不同故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij的最小值进行不同故障的严重程度排序，使得到严重故障序列，并确定最严重的故障r；
第二计算模块，配置为根据确定的严重故障序列，采用二项式系数法对母线i电压响应不同故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij进行赋权，并利用线性加权求和计算母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标ηi *，使得通过对综合电压暂态稳定裕度指标ηi *排序确定裕度值小的母线作为电压暂态稳定薄弱的节点，其中，计算量化评估母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标ηij的表达式为：
Figure FDA0003369310690000031
式中，ηij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标，VN为母线i的额定电压，Km为电压暂态响应曲线在Vcr，m≥Vi(t)≥Vcr，m+1的电压跌落区间或Vcr，m≥Vi(t)≥Vcr，m+1的电压恢复区间的积分权重，Vcr，m为第m个电压临界稳定参考值，Vi(t)为母线i在t时刻的电压值，Vcr，m+1为第m+1个电压临界稳定参考值，Kn为电压暂态响应曲线在Vcr，n≥Vi(t)的电压跌落区间的积分权重，Vcr，n为第n个电压临界稳定参考值，tm和t′m分别为Vi(t)小于Vcr，m的时刻和Vi(t)大于Vcr，m的时刻，tn和t′n分别表示Vi(t)小于Vcr，n的时刻和Vi(t)大于Vcr，n的时刻，tm+1和t′m+1分别为Vi(t)小于Vcr，m+1的时刻和Vi(t)大于Vcr，m+1的时刻；
计算母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标ηi *的表达式为：
Figure FDA0003369310690000032
式中，
Figure FDA0003369310690000033
为母线i电压响应不同故障的综合电压暂态稳定裕度指标，ηij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标，wij为母线i电压响应第j个故障扰动的暂态稳定裕度指标的权重，l为严重故障的数量，
Figure FDA0003369310690000041
为组合数算子；
确定模块，配置为以确定的电压暂态稳定薄弱节点为对象，通过调节电压暂态稳定薄弱节点所在区域同步发电机组k对最严重的故障r扰动的励磁电压响应，基于多二元表电压暂态稳定裕度指标计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障r作用下对同步发电机组k无功调节的响应灵敏度
Figure FDA0003369310690000042
并确定响应灵敏度指标排序高的同步发电机组作为节点电压暂态稳定裕度的敏感调节机组，其中，计算电压暂态稳定薄弱节点在最严重的故障r作用下对同步发电机组k无功调节的响应灵敏度
Figure FDA0003369310690000043
的表达式为：
Figure FDA0003369310690000044
式中，
Figure FDA0003369310690000045
为电压暂态稳定薄弱节点响应最严重的故障r扰动的变化量，
Figure FDA0003369310690000046
为同步发电机组k的励磁电压增量。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的方法。
4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法。
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CN110768263A (zh) * 2019-11-21 2020-02-07 华北电力大学 一种暂态电压控制方法
CN111446721B (zh) * 2020-04-07 2021-07-20 武汉大学 一种基于暂态电压灵敏度的配电网调压控制方法

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