专利名称：决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法
技术领域：
本发明属于电力系统技术领域，涉及一种电力系统热稳定安全域边界的求解方法，具体讲，涉及决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法。
背景技术：
在电力系统的在线安全监视、评估与控制中，安全域[I]的计算方法具有十分重要的意义；同时由于线路过负荷校验是电力系统安全性分析中最基本的工作，因此使所有输电线路电流限值约束都得到满足的注入功率空间或决策空间上的热稳定安全域(PowerSystem Thermal Security Region,简写为THSR)成为了一种最基本的安全域,它是仅计及热稳定约束的电力系统静态安全域[2，3]。THSR边界的快速生成可以使电力系统在线安全监视、评估与控制更加科学有效[4，5]。
目前已有关于THSR边界快速生成方法的探索[3，4]，其中文献[4]方法所确定的THSR工程实用边界精度较高。该方法基于线路有功和无功电流的解耦表达式[6]，推导了可综合考虑线路电流的有功和无功分量的简洁数学表达式。但该方法建立于忽略线路电阻的假设之上，而且没有计及松弛节点的注入复功率对线路电流的影响，从而制约了准确性的提闻。[I]余贻鑫.电力系统安全域方法研究述评[J].天津大学学报，2008，41(6):635-646。[2]Felix.F.Wu, Kumaga1.Steady-State Security Regions of Power Systems.1EEE Transactions on Circuits and Systems，1982，29(11):703_711o[3]Chen-Ching Liu.A new method for the construction of maximal steady -state security regions of power systems.1EEE Transactions on Power Systems,1986,1(4):19-260[4]王菲，余贻鑫.基于广域测量系统的电力系统热稳定安全域.中国电机工程学报，2011,31 (10):33-38。[5]王菲，余贻鑫.基于注入空间安全域的电网自愈决策[J].天津大学学报，2011,44(9):753-758。[6]余贻鑫，冯飞.电力系统有功静态安全域.中国科学(A辑)，1990,6:664-672。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，进一步提闻精度，进一步提闻计算速度，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法，包括如下步骤:第一步，假设系统由n+1个节点和nb条支路组成，其中节点0为松弛节点S，则其节点复电压向量记为匕；用G: = {1，2，…，ng}表示发电机节点的集合，则其有功和无功功率注入向量可分别记为Pe G Rng和Qe G Rng, Rng表示ng维的实数空间；用L:={ng+1, ng+2,-,n}表示负荷节点的集合，则其有功和无功功率注入向量可记为I\ G R(n_ng)和G R(n_ng);用N: = G U L U O表示全部节点的集合；用B表示全部线路的集合，所有线路的电流幅值向量记为I1，设发电机节点电压幅值\和松弛节点电压即复电压向量^分
别为指定值C和C并保持不变，把向量(巧尤，上标T表示向量或矩阵的转
置，所处的空间作为决策变量空间，设P:=(P/，Pj)Teir，即P表示所有负荷节点和发电机
节点的有功注入功率的向量，Q: =QLe R(I g)，即Q表示所有负荷节点的无功注入功率的向量，电力系统的静态安全域通常定义为:Qss: = {y |V G Rv, Pg G Rgp, I1 G R1, f (x) = y} (I)式中，V指所有节点的电压幅值向量，f (X) = y为潮流方程，X G Cn+1为节点复电压向量，Cn+1表示n+1维的复数空间，y G Cn+1为节点注入复功率向量；Rv、Ri和Rff分别为如式(2)所示的节点电压幅值约束、线路电流约束和发电有功功率约束:
权利要求
1.一种决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法，其特征是，包括如下步骤: 第一步，假设系统由n+1个节点和nb条支路组成，其中节点O为松弛节点S，则其节点复电压向量记为用G: = {1，2，…，ng}表示发电机节点的集合，则其有功和无功功率注入向量可分别记为Pg G Rng和Qg G R'Rng表示ng维的实数空间肌:={ng+1，ng+2，…，n}表示负荷节点的集合，则其有功和无功功率注入向量可记为匕G R(n_ng)和Ql g R(n_ng);用N:= GULU O表示全部节点的集合；用B表示全部线路的集合，所有线路的电流幅值向量记为I1,设发电机节点电压幅值\和松弛节点电压即复电压向量R分别为指定值g和C并保持不变，把向量(/ ,PJ，&T)T eipi，上标T表示向量或矩阵的转置，所处的空间作为决策变量空间，设*:=(#,為T)T ^Rn，即P表示所有负荷节点和发电机节点的有功注入功率的向量，Q: = Ql G R(n_ng)，即Q表示所有负荷节点的无功注入功率的向量，电力系统的静态安全域通常定义为:QSS: = {y |v G Rv, Pg G Rgp, I1 g R1J(X) = y} (I) 式中，V指所有节点的电压幅值向量，f (X) = y为潮流方程，X G Cn+1为节点复电压向量，Cn+1表示n+1维的复数空间，y G Cn+1为节点注入复功率向量；RV、R1和Rff分别为如式(2)所示的节点电压幅值约束、线路电流约束和发电有功功率约束:
2.如权利要求1所述的决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法，其特征是，第二步进一步细化为:设线路k的首末端节点为i和j，Ikf和Ikt分别表示流过线路k首端和末端的电流，Iitl和I#分别表示流过线路k首端和末端对地导纳的电流，Iu表示线路k首端和末端之间的电流，下文中的线路k电流Ik专指Ikf:
3.如权利要求1所述的决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法，其特征是，第三步进一步具体为: 先计算IlkI2关于91、QpVdPVj的一阶导数组成的Jacobi矩阵J1: J1 =[<5|/,f/M a|/,|2/50 视IdVi 5|4f/ar]do) 再计算表示0 1、0 p Vi和 '与P和Q之间关系的灵敏度矩阵S’，一般求取S’的思路是计算灵敏度矩阵S并取S中与0 p 0 j.V,和 ' 对应的四个行向量构成S’，其中S可按下式求取: S = J-1 (11)式中，J G R(2一(一)是潮流方程的Jacobi矩阵:
全文摘要
本发明属于电力系统技术领域。为在电力系统热稳定安全域边界的求解中进一步提高精度，进一步提高计算速度，本发明采取的技术方案是，决策空间上电力系统热稳定安全域的边界快速生成方法，包括如下步骤第一步，把向量(所处的空间作为决策变量空间，THSR定义；第二步，选定目标线路k(k∈B)，通过运行点转移程序获取一个线路k的THSR临界点；第三步，计算线路k电流幅值平方|Ik|2关于θi、θj、Vi和Vj的Jacobi矩阵JI和表示θi、θj、Vi和Vj与P和Q之间关系的灵敏度矩阵S'；第四步，线路k的THSR边界。本发明主要应用于电力系统热稳定安全域边界的求解。
文档编号G06F19/00GK103106338SQ20131001970
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者余贻鑫, 郭聪 申请人:天津大学