CN113890044A - 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统 - Google Patents

基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113890044A
CN113890044A CN202110981658.5A CN202110981658A CN113890044A CN 113890044 A CN113890044 A CN 113890044A CN 202110981658 A CN202110981658 A CN 202110981658A CN 113890044 A CN113890044 A CN 113890044A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nodes
node
bus
branch
vector matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110981658.5A
Other languages
English (en)
Inventor
云雷
田旭
刘飞
张立波
姜懿郎
王雪琼
吕晨
刘联涛
张祥成
王世斌
彭飞
张桂红
许德操
白左霞
李红霞
梁国勇
张君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Qianghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Qianghai Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, State Grid Qinghai Electric Power Co Ltd, Economic and Technological Research Institute of State Grid Qianghai Electric Power Co Ltd filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202110981658.5A priority Critical patent/CN113890044A/zh
Publication of CN113890044A publication Critical patent/CN113890044A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统，包括：获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。本发明通过电力系统各支路的暂态能量反映扰动后电力系统的运行状态，从而确定高效、准确地确定电网主动解列断面，提高电网受到严重故障后的稳定运行能力，对电力系统的稳定运行提供了技术支撑。

Description

基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统
技术领域
本发明涉及电网规划与运行技术领域，并且更具体地，涉及一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统。
背景技术
失步解列作为一种紧急控制手段，是电力系统安全稳定运行的最后一道防线。但是传统的失步解列策略采用离线分析的方法来确定解列断面并配置解列装置，然而随着跨区域互联电网规模的不断扩大，传统的离线失步解列配置方案已经难以适应复杂多变的电网情况。为了避免可能及已经失步的互联电网演化为不受控的电网崩溃，有必要在合适的断面或者线路将系统解列成各自分别保持同步运行的分区电网。
而主动解列是利用实时获取的电网在线运行数据，在电网收到严重扰动、无法继续完整运行时，主动将电网解列为多个稳定运行的分区电网的控制方式。电网主动解列作为一种基于电力系统事实动态信息的紧急控制手段，能够及时而准确阻断电网的故障大范围传播，避免保护连锁动作可能导致的系统崩溃，有利于大扰动后电力系统的快速恢复。
支路暂态能量是电网运行的固有特性，分布在线路之上的势能的高低能直接反应电网的运行本质。因此，需要一种基于支路暂态能量的电网主动解列方法。
发明内容
本发明提出一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统，以解决如何确定电网主动解列断面的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法，所述方法包括：
获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；
获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；
根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；
根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
优选地，其中所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
优选地，其中所述相位矢量矩阵，包括：
Figure BDA0003229351290000029
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
优选地，其中所述根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure BDA0003229351290000021
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure BDA0003229351290000022
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure BDA0003229351290000023
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure BDA0003229351290000024
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure BDA0003229351290000025
和
Figure BDA0003229351290000026
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure BDA0003229351290000027
和
Figure BDA0003229351290000028
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure BDA0003229351290000031
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure BDA0003229351290000032
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
优选地，其中所述方法还包括：
利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure BDA0003229351290000033
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure BDA0003229351290000034
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
优选地，其中所述根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统，所述系统包括：
电压矢量矩阵构建单元，用于获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；
相位矢量矩阵构建单元，用于获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；
暂态能量计算单元，用于根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；
电网主动解列断面确定单元，用于根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
优选地，其中所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
优选地，其中所述相位矢量矩阵，包括：
Figure BDA0003229351290000041
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
优选地，其中所述暂态能量计算单元，根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure BDA0003229351290000042
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure BDA0003229351290000043
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure BDA0003229351290000044
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure BDA0003229351290000045
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure BDA0003229351290000046
和
Figure BDA0003229351290000047
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure BDA0003229351290000048
和
Figure BDA0003229351290000049
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure BDA00032293512900000410
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure BDA0003229351290000051
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
优选地，其中所述暂态能量计算单元，利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure BDA0003229351290000052
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure BDA0003229351290000053
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
优选地，其中所述电网主动解列断面确定单元，根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
本发明提供了一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统，构建电压矢量矩阵和相位矢量矩阵，并根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面；本发明通过电力系统各支路的暂态能量反映扰动后电力系统的运行状态，从而确定高效、准确地确定电网主动解列断面，提高电网受到严重故障后的稳定运行能力，对电力系统的稳定运行提供了技术支撑。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的8机36节点电网的结构示意图；
图3(a)(b)和(c)为根据本发明实施方式的支路20-22、25-26和21-22的暂态能量曲线图；
图4为根据本发明实施方式的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法，通过电力系统各支路的暂态能量反映扰动后电力系统的运行状态，从而确定高效、准确地确定电网主动解列断面，对电力系统的稳定运行提供了技术支撑。本发明实施方式提供的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法100，从步骤101处开始，在步骤101获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵。
优选地，其中所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
在步骤102，获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵。
优选地，其中所述相位矢量矩阵，包括：
Figure BDA0003229351290000071
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
在本发明中，电力系统中有n台发电机，其转子角为δi(i＝1,2,…,n)，发电机转速与同步速偏差为ωi(i＝1,2,…,n)，发电机节点的电动势为Ei(i＝1,2,…,n)，Ei为常数，电网中N个母线节点的母线电压为ui(i＝n+1,n+2,…,n+N)，则构建全系统所有节点(包括发电机节点和母线节点)的电压矢量U为：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
根据N个母线电压相位为φi(i＝n+1,n+2,…,n+N)，构建全系统所有母线节点的节点电压的相位矢量φ为：
Figure BDA0003229351290000072
在步骤103，根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量。
优选地，其中所述根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure BDA0003229351290000073
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure BDA0003229351290000074
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure BDA0003229351290000075
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure BDA0003229351290000076
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure BDA0003229351290000077
和
Figure BDA0003229351290000078
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure BDA0003229351290000081
和
Figure BDA0003229351290000082
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ζi和ζj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure BDA0003229351290000083
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure BDA0003229351290000084
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
优选地，其中所述方法还包括：
利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure BDA0003229351290000085
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure BDA0003229351290000086
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
在本发明中，系统中第n台发电机方程为：
Figure BDA0003229351290000087
其中，Mi为发电机i惯性时间常数，ωi为发电机i转子角速度和电网同步转速偏差，Pmj为发电机i发电功率，
Figure BDA0003229351290000088
为发电机i转子角，Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳，Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导，
Figure BDA0003229351290000089
为节点i和j的相角差。
系统中两端为节点i和j的各支路的传输有功功率Pij为：
Figure BDA00032293512900000810
式中，Ui、Uj分别代表支路两端的节点i和j的母线电压，Bij为节点i和节点j所在支路的线路导纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；
Figure BDA00032293512900000811
为节点i和j的相角差。
通过系统中各支路的传输功率可以得到各负荷节点的功率平衡方程为：
Figure BDA0003229351290000091
定义全系统惯性坐标下电压相位为：
Figure BDA0003229351290000092
Figure BDA0003229351290000093
Figure BDA0003229351290000094
因此，支路传输有功功率可表示为为：
Figure BDA0003229351290000095
因此，任一母线节点的负荷功率可表示为：
Figure BDA0003229351290000096
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure BDA0003229351290000097
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
在本发明中，系统的暂态势能由4部分组成，以扰动前稳定平衡时刻S为参考点，系统中各支路分担的暂态能量(势能)包括：
Figure BDA0003229351290000098
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure BDA0003229351290000099
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure BDA00032293512900000910
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure BDA00032293512900000911
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure BDA00032293512900000912
和
Figure BDA00032293512900000913
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure BDA00032293512900000914
和
Figure BDA00032293512900000915
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ζi和ζj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure BDA0003229351290000101
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure BDA0003229351290000102
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
其中，ζi表示扰动发生前支路传送功率占发电机i输出功率的比例，显然对于同一发电机节点，其连接所有支路∑ζi＝1，其只存在于包含有发电机节点的支路；ξi表示扰动发生前支路传送功率占母线节点i负荷功率的比例，显然对同一母线节点，其连接所有支路∑ξj＝1，其只存在于包含母线节点的支路。
在步骤104，根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
优选地，其中所述根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
电力系统在发生扰动后，将向系统注入大量暂态能量，电网中各支路状态发生变化时具有的能量则为支路暂态能量。系统发生扰动后的各支路的暂态能量分担量却并不相同，且不会亦步亦趋地呈现出相同的变化趋势，而是必然有部分支路成为首当其冲的环节，因此选择支路暂态能量变化较大的支路作为电网主动解列点。具体地，根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
对于图2所示的电网结构，在支路16-21上设置0.1s短路故障。故障后支路25-26、22-21和22-20的暂态能量如附图2所示，可以看支路25-26、22-21和22-20的暂态能量在故障后趋于无界状态，表明系统能量大量汇集于此，是该电网的薄弱环节，因此确定此3条支流的稳定性为不稳定，确定由此3条支路构成的断面为主动解列断面。
本发明的考虑电网支路暂态能量确定主动解列断面的方法，通过构建支路暂态能量函数模型可以反映暂态能量在电网中的分布特性，进而可以对电网中的薄弱环节进行脆弱性评估，根据电力系统受到严重故障后暂态能量在网络中的分布变化特性识别网络中最易导致系统失稳的临界割集，依此确定主动解列断面。
图4为根据本发明实施方式的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统400的结构示意图。如图4所示，本发明实施方式提供的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统400，包括：
电压矢量矩阵构建单元401，用于获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；
相位矢量矩阵构建单元402，用于获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；
暂态能量计算单元403，用于根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；
电网主动解列断面确定单元404，用于根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
优选地，其中所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
优选地，其中所述相位矢量矩阵，包括：
Figure BDA0003229351290000111
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
优选地，其中所述暂态能量计算单元403，根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure BDA0003229351290000121
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure BDA0003229351290000122
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure BDA0003229351290000123
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure BDA0003229351290000124
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure BDA0003229351290000125
和
Figure BDA0003229351290000126
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure BDA0003229351290000127
和
Figure BDA0003229351290000128
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ζi和ζj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure BDA0003229351290000129
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure BDA00032293512900001210
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
优选地，其中所述暂态能量计算单元403，利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure BDA00032293512900001211
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure BDA00032293512900001212
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
优选地，其中所述电网主动解列断面确定单元404，根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
本发明的实施例的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统400与本发明的另一个实施例的基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
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。
最后应当说明的是：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应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；
获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；
根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；
根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位矢量矩阵，包括：
Figure FDA0003229351280000011
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure FDA0003229351280000012
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure FDA0003229351280000013
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure FDA0003229351280000021
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure FDA0003229351280000022
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure FDA0003229351280000023
和
Figure FDA0003229351280000024
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure FDA0003229351280000025
和
Figure FDA0003229351280000026
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ζi和ζj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure FDA0003229351280000027
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure FDA0003229351280000028
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure FDA0003229351280000029
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure FDA00032293512800000210
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
7.一种基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的系统，其特征在于，所述系统包括：
电压矢量矩阵构建单元，用于获取发电机节点的电动势和母线节点的母线电压，并根据所述电动势和母线电压构建电压矢量矩阵；
相位矢量矩阵构建单元，用于获取发电机节点的转子角和母线节点的母线电压相位，并根据所述转子角和母线电压相位构建节点电压的相位矢量矩阵；
暂态能量计算单元，用于根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量；
电网主动解列断面确定单元，用于根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电压矢量矩阵，包括：
U＝[E1，E2，…，En，un+1，un+2，…，un+N]T，
其中，E1，E2，…，En为n个发电机节点的电动势，un+1，un+2，…，un+N为N个母线节点的母线电压。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述相位矢量矩阵，包括：
Figure FDA0003229351280000031
其中，δ1，δ2，…，δn为n个发电机节点的转子角；φn+1，φn+2，…，φn+N为N个母线节点的母线电压相位。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述暂态能量计算单元，根据所述电压矢量矩阵和相位矢量矩阵计算每个支路在扰动后分担的暂态能量，包括：
Figure FDA0003229351280000032
其中，当支路两端的节点i和j均为发电机节点时，
Figure FDA0003229351280000033
当支路两端的节点i和j均为母线节点时，
Figure FDA0003229351280000034
当支路两端的节点i和j分别为发电机节点和母线节点时，
Figure FDA0003229351280000041
其中，Vij(t)为两端节点为i和j的支路在t时刻分担的暂态能量；Pmi和Pmj分别为节点i和j的发电功率；
Figure FDA0003229351280000042
和
Figure FDA0003229351280000043
分别为节点i和j在t时刻的相位角；
Figure FDA0003229351280000044
和
Figure FDA0003229351280000045
分别为节点i和j在扰动前的相位角；ζi和ζj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占发电机节点i和j有功功率的比例；ξi和ξj分别为节点i和j所在的支路发生扰动前传送功率占母线节点i和j负荷功率的比例；Pi(Ui)和Pj(Uj)分别为节点i和j的负荷功率；Ui和Uj分别为节点i和节点j在电压矢量矩阵中的值；
Figure FDA0003229351280000046
为节点i和j的功角差；Bij为节点i和节点j所在支路的线路电纳；Gij为节点i和节点j所在支路的线路电导；USi和USj分别为节点i和j在扰动前稳定平衡时刻电压；
Figure FDA0003229351280000047
为两端节点为i和j的支路在扰动前稳定平衡时刻相位角。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述暂态能量计算单元，利用如下方式计算每个母线节点的负荷功率，包括：
Figure FDA0003229351280000048
其中，Px(Ux)为母线节点x的负荷功率；Bxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路导纳；Ux和Uy分别为母线节点x和母线节点y的母线电压；
Figure FDA0003229351280000049
为母线节点x和母线节点y间的功角差；Gxy为母线节点x和母线节点y所在支路的线路电纳；n为发电机节点的个数；N为母线节点的个数。
12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电网主动解列断面确定单元，根据每个支路在扰动后分担的暂态能量确定电网主动解列断面，包括：
根据每个支路在扰动后预设时间段内的暂态能量，确定每个支路的暂态能量的稳定性，并选取稳定性为不稳定的支路间的断面为电网主动解列断面。
CN202110981658.5A 2021-08-25 2021-08-25 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统 Pending CN113890044A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110981658.5A CN113890044A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110981658.5A CN113890044A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113890044A true CN113890044A (zh) 2022-01-04

Family

ID=79011011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110981658.5A Pending CN113890044A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113890044A (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108268670A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 中国电力科学研究院 一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法及系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108268670A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 中国电力科学研究院 一种不依赖系统扰动轨迹的电网稳定态势评估方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
云雷等: "基于支路暂态能量函数的特高压区域电网间容量交换能力研究", 电力自动化设备, vol. 32, no. 2, pages 7 - 12 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kakimoto et al. Transient stability analysis of large-scale power system by Lyapunov's direct method
CN110070286B (zh) 电网多灾种耦合连锁故障分析方法及系统
CN108270248A (zh) 一种基于准稳态灵敏度分析的有功安全校正控制方法
JP2007288878A (ja) 電力系統安定度判定方法及び装置
CN107546749A (zh) 一种直流闭锁故障后的安控切机措施量计算方法及系统
JP4845526B2 (ja) 系統運用訓練装置
CN110649654B (zh) 一种用于风力发电机辅助频率的控制方法及系统
CN113890044A (zh) 基于支路暂态能量确定电网主动解列断面的方法及系统
CN111864744A (zh) 高比例水电系统调速器控制模式在线切换方法及系统
CN110782107A (zh) 一种评估电网暂态稳定性的方法及系统
CN112906200B (zh) 电力系统储能配置方法、装置、计算机设备和存储介质
EP4054048A1 (en) Power system stabilizer and power system stabilization method
CN108011368A (zh) 基于eeac限定复杂电力系统最大摇摆角的控制方法
CN112234609B (zh) 基于电力系统随机动力学模型的非线性励磁控制方法
CN115130300A (zh) 一种基于过载型连锁故障的电网关键支路辨识方法及系统
van der Meer et al. Computationally efficient transient stability modeling of multi-terminal VSC-HVDC
CN110429661A (zh) 一种基于能量函数的分时换相序紧急控制方法及系统
CN112421650A (zh) 一种评估电网惯性的方法和系统
Tulpule et al. Online learning neural network based PSS with adaptive training parameters
Lenga Application of critical clearing time as a transient stability criterion for power system expansion planning
Alzakkar et al. Study of power system stability: Matlab program processing data from deir ali power plant (damascus-syria)
Sauhats et al. Interconnection of power systems with different under-frequency load shedding schemes
CN115276128B (zh) 新能源和调相机的联合系统的同步稳定性校验方法及装置
Herrera et al. A Multiobjective damping function for coordinated control of power system stabilizer and power oscillation damping
Gurrala et al. Application of Homotopy Methods in Power Systems Simulations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220104