基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法
【专利摘要】本发明提供一种基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，包括以下步骤：确定电压稳定性在线评估指标；验证电压稳定性在线评估指标在ZIP负荷模型下的适用性；根据电压稳定性在线评估指标在线评估电力系统电压稳定性。本发明提供一种基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，电压稳定性在线评估兼具良好准确性、线性度以及计算快速性，能应用于电压稳定在线监测与评估，同时为了使指标具有更为广泛的适用性，该电压稳定指标考虑负荷的电压特性，该方法简单，易于执行，应用广泛。
【专利说明】基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种评估方法，具体涉及一种基于广域量测信息的电力系统电压稳定 性在线评估方法。
【背景技术】
[0002] 为满足在线应用的要求，电压稳定性在线指标须具备良好的准确性、线性度和计 算快速性，目前电力系统常用的静态电压稳定指标如灵敏度指标、最小特征值指标、L指标 存在着线性度不好的缺陷，且计算量会随着系统规模的增加而急剧增大，不适于在线应用。
[0003] 可行解域的静态电压稳定性指标通常利用广域测量系统的量测信息，通过简单的 代数计算得到一个可以反映系统当前状态下的电压性程度的指标值，可满足电压稳定性在 线监测与评估对指标计算快速性方面的要求。但已有的基于支路末端电压可行解域的静态 电压稳定性指标缺乏良好的准确性和线性度。此外，基于支路末端电压可行解域的静态电 压稳定性指标的推导模型一般考虑负荷类型为恒功率负荷，并没有考虑负荷的电压特性， 适用范围相对较窄。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于广域量测信息的电力系统电 压稳定性在线评估方法，电压稳定性在线评估兼具良好准确性、线性度以及计算快速性，能 应用于电压稳定在线监测与评估，同时为了使指标具有更为广泛的适用性，该电压稳定指 标考虑负荷的电压特性，该方法简单，易于执行，应用广泛。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] 本发明提供一种基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，所述方 法包括以下步骤：
[0007] 步骤1 :确定电压稳定性在线评估指标；
[0008] 步骤2 :验证电压稳定性在线评估指标在ZIP负荷模型下的适用性；
[0009] 步骤3 :根据电压稳定性在线评估指标在线评估电力系统电压稳定性。
[0010] 所述步骤1中包括以下步骤：
[0011] 步骤1-1 :由支路电压方程推导关于支路末端电压的支路二次方程；
[0012] 步骤1-2 :由支路末端电压的支路二次方程确定电压稳定性在线评估指标。
[0013] 所述步骤1-1中，对于Π 型支路，其支路电压方程表示为：
[0014]
【权利要求】
1. 基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其特征在于：所述方法包 括以下步骤： 步骤1 :确定电压稳定性在线评估指标； 步骤2 :验证电压稳定性在线评估指标在ZIP负荷模型下的适用性； 步骤3 :根据电压稳定性在线评估指标在线评估电力系统电压稳定性。
2. 根据权利要求1所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：所述步骤1中包括以下步骤： 步骤1-1 :由支路电压方程推导关于支路末端电压的支路二次方程； 步骤1-2 :由支路末端电压的支路二次方程确定电压稳定性在线评估指标。
3. 根据权利要求2所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：所述步骤1-1中，对于Π 型支路，其支路电压方程表示为：
(1) 其中，L/,和分别为支路始端节点和末端节点的电压相量标么值；为支路始端节点 流向末端节点的电流相量标么值；R和X分别为Π 型支路电阻和电抗； 将式（1)的实部和虚部分别列写如下：
(2) (3) 其中，
为Π 型支路两端对地电纳标么值；仏和％分别为支路始端节点电压标么值和 末端节点电压标么值；P」和％分别为支路末端节点的有功功率和无功功率；S为支路始末 端节点之间的电压相角差； 由式（2)和（3)相加得到关于％的支路二次方程，有：
(4)〇
4. 根据权利要求3所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：所述步骤1-2中，若电力系统电压不发生崩溃，则对电力系统中每条支路，关于 %的支路二次方程有解，即判别式Λ >0,具体有：
(5) 由此可得电压稳定性在线评估指标表示为：
(6) 其中，为电力系统中支路ij的电压稳定性在线评估指标。
5. 根据权利要求1所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：所述步骤2中，ZIP负荷模型中，有功负荷P u和无功负荷Qu分别表示为：
其中，？#和Q#分别为额定电压下节点j的有功负荷和无功负荷；λ为负载率，且额定 负荷下λ = 1 ;ap为恒功率负荷的有功功率占总有功功率的百分比，bp为恒电流负荷的有 功功率占总有功功率的百分比，c p为恒阻抗负荷的有功功率占总有功功率的百分比；a,为 恒功率负荷的无功功率占总无功功率的百分比，b,为恒电流负荷的无功功率占总无功功率 的百分比，c,为恒阻抗负荷的无功功率占总无功功率的百分比； 在ZIP负荷模型下，支路二次方程可写为：
其中，a、m、n、l均为常数；假设负载率等于负载率最大值即λ = λ_时，该支路到达电 压崩溃临界点，此时有? = U是方程式（9)的解，而λ = λ_时，％ = U也为方程式（10) 的解，有：
在λ = λ_时，方程式（9)的解和方程式（10)的解具有一致性，表明电压稳定性在 线评估指标Lu在ZIP负荷模型下具有适用性。
6. 根据权利要求4所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：所述步骤3包括以下步骤： 步骤3-1 :确定电力系统电压稳定全局指标； 步骤3-2 :根据电力系统电压稳定全局指标对电力系统电压稳定性进行在线评估。
7. 根据权利要求6所述的基于广域量测信息的电力系统电压稳定性在线评估方法，其 特征在于：电力系统电压稳定全局指标用Lus表不，有：
Π1 ) 其中，R为电力系统中所有支路序号的集合。
【文档编号】G06F19/00GK104124684SQ201410359545
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】蒲天骄, 于汀, 韩巍, 董雷, 张昭, 刘广一 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 华北电力大学