新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法与流程

技术特征：

1.一种新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

确定新能源电力系统的随机输入向量，根据随机输入向量确定随机输入向量的分分布特征，确定随机输入向量的相关性，对随机输入向量进行模态分析，确定关键模式阻尼比为随机输出变量；

采用随机响应面法拟合关键模式阻尼比与随机输入向量，并用Hermite混沌多项式展开；

使用基于Hermite混沌多项式展开后的公式监测所述电力系统，一旦监测出电力系统不稳定状态，则建立关于随机输入变量的重调度优化问题；

对重调度优化问题进行求解，根据求解的结果得到紧急控制措施并进行实施。

2.如权利要求1所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于：

所述的随机输入向量包括光照、风速和随机负荷。

3.如权利要求1所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于：

所述的随机输入向量间的相关性由Nataf变换处理。

4.如权利要求1所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于，所述的采用随机响应面法拟合关键模式阻尼比与随机输入向量，并用Hermite混沌多项式展开表达式如下：

$\begin{array}{c}\mathrm{\ξ}=a_0{\mathrm{\Γ}}_0+\underset{i_1=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{i_1}{\mathrm{\Γ}}_1\left(U_{i_1}\right)+\underset{i_1=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i_2=1}{\overset{i_1}{\Σ}}{a}_{i_1{i}_2}{\mathrm{\Γ}}_2(U_{i_1},U_{i_2})+\underset{i_1=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i_2=1}{\overset{i_1}{\Σ}}\underset{i_3=1}{\overset{i_2}{\Σ}}{a}_{i_1{i}_2{i}_3}{\mathrm{\Γ}}_3(U_{i_1},U_{i_2},U_{i_3})\\ +\underset{i_1=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i_2=1}{\overset{i_1}{\Σ}}\underset{i_3=1}{\overset{i_2}{\Σ}}\underset{i_4=1}{\overset{i_3}{\Σ}}{a}_{i_1{i}_2{i}_3{i}_4}{\mathrm{\Γ}}_4(U_{i_1},U_{i_2},U_{i_3},U_{i_4})+\mathrm{...}\end{array}$

式中，ξ为关键模式阻尼比，U代表随机输入变量，为p阶Hermite混沌多项式；

${\mathrm{\Γ}}_p(U_{i_1},U_{i_2},...,U_{i_p})={(-1)}^p{e}^{\frac{1}{2}{U}^{T}U}\frac{{\∂}^p}{\∂U_{i_1}\∂U_{i_2}...\∂U_{i_p}}{e}^{-\frac{1}{2}{U}^{T}U},$

当随机输出变量的自由度为q时，p阶Hermite混沌多项式展开的项数为每项的待定系数设为a₀，a_i1，a_i1i2，a_i1i2i3，a_i1i2,...,in，是独立标准正态随机向量，其与含相关性的随机输入向量X存在一一对应关系，可由Nataf变换进行转换，记为U＝T(X)，式中，T(·)表示Nataf变换。

5.如权利要求4所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于，所述的使用基于Hermite混沌多项式展开后的公式监测所述电力系统的方法如下：

读取具有相关性的随机输入变量的当前值X_t；

采用Nataf变换将其转换为独立标准正态随机输入变量U_t＝T(X_t)；

将U_t带入Hermite混沌多项式展开，求解相应的随机输出变量ξ_t；

如果ξ_t＜ξ_s，则进行模态仿真，计算真实的关键模式阻尼比ξ_T，其中，ξ_s是用于监测小干扰不稳定状态的阈值；如果关键模式阻尼比ξ_T＜0，则确认所述电力系统出现了小干扰不稳定状态。

6.如权利要求5所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于，所述的一旦监测出电力系统不稳定状态，则建立关于随机输入变量的重调度优化问题的方法如下：

目标函数是最小化总代价C，即：

min C＝c_PVΔP_PV+c_wgΔP_wg+c_LΔP_L

式中，c_PV是光伏发电系统降出力的代价系数，c_wg是风力发电系统降出力的代价系数，c_L是减负荷的代价系数，ΔP_PV是光伏出力的变化量，是光照变化的函数：式中，是重调度前光伏系统的光照值，是重调度后光伏系统的虚拟光照值，ΔP_wg是风力发电出力的变化量，是风速变化的函数：式中，是重调度前风机受到的风速，是重调度后风机受到的虚拟风速，ΔP_L是负荷的变化量是重调度前风机受到的风速，是重调度后风机受到的虚拟风速；

约束为维持系统阻尼比不小于ξ_T，并限制重调度变量在R_R内搜索，即：

$\mathrm{\ξ}(I_r^R,V_w^R,P_L^R)\≥{\mathrm{\ξ}}_T,(I_r^R,V_w^R,P_L^R)\∈R_R$

$R_R=\left\{(I_r^R,V_w^R,P_L^R)\right|I_r^{\min }\<I_r^R\<I_r^0,V_w^{min}\<V_w^R\<V_w^0,P_L^{min}\<P_L^R\<P_L^0\}$

式中，是当新能源电力系统中光伏系统光照为风力发电系统风速为随机负荷为时的关键模式阻尼比大小，重调度变量搜索范围R_R由重调度变量的初始值和最小允许值决定；

设置该重调度优化问题的参数，求解得到重调度后重调度变量的取值和采用模态分析校验和是否满足关键模式阻尼比不小于ξ_T，如果满足，则可实施该重调度，否则人工处理。

7.如权利要求6所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于，所述的重调度变量为：光伏系统、风力发电系统和随机负荷。

8.如权利要求6所述的新能源电力系统小干扰稳定状态紧急控制方法，其特征在于，所述的对重调度优化问题进行求解，根据求解的结果得到紧急控制措施并进行实施的方法如下：

对于随机负荷，直接将负荷降低至

对于光伏系统，调整光伏电池板的角度，使得光伏吸收的光照为对于不能调整光伏电池板角度的光伏系统，将光伏系统并网电池板个数由N₀降到N_R，使得N_R个光伏电池板在下的发电量与N₀个光伏电池板在下的发电量相同；

对于风力发电，将桨距角由θ₀变为θ_R，使得风力发电系统在θ₀和下的发电量与其在θ_R和下的发电量相同；如果无法调整桨距角，则将风力发电系统并网风机个数由M₀降到M_R减少并网光伏电池板的个数，使得M_R个风机在下的发电量与M₀个风机在下的发电量相同。