一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法与流程

本发明涉及电力系统应急领域，特别是涉及一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法。

背景技术：

1、电力系统热稳定安全域即定义在节点注入功率空间上仅考虑热稳定安全约束对应的安全域。热稳定安全约束主要考虑系统在正常运行方式或者在预想事故状态下输电线路、变压器等设备是否超过其热稳定限值。由于实际电网中节点和支路众多，为了在大电网中能够得到有效的应用，热稳定安全域的构建一般需要通过降维实现关键参数空间的选取。

2、现有关键节点的筛选技术往往基于支路潮流灵敏度，通过比较支路潮流灵敏度绝对值大小来判断节点有功注入变化对线路潮流的影响程度。然而，传统支路潮流灵敏度的值依赖于系统功率平衡节点的选取。通过指定不同的平衡节点，支路潮流灵敏度的值可能变化很大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对以上问题，提供一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法。

2、本发明提供一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法，所述关键参数空间包括关键节点，所述关键节点的筛选方法包括：s1、针对线路，指定一平衡节点，计算所有节点与平衡节点组成的节点对的ptdf；s2、基于所述ptdf值大小将节点从大到小排序，在序列中取前α个生成送端关键节点初筛集，取后α个生成受端关键节点初筛集；s3、在所述送端关键节点初筛集与受端关键节点初筛集中，各自结合潮流影响指标与注入功率的变化范围，计算节点关键程度综合指标并比较，并筛选β个得到关键节点，形成最后的关键节点集。

3、在一种可能的实现方式中，所述步骤s1中，对于线路l，任意指定一个平衡节点r，计算所有节点与平衡节点组成的节点对的ptdf；节点s的ptdf表达式如下：

4、

5、其中，i,j为线路l的首尾节点，xl为线路l的电抗，x为系统导纳阵的逆矩阵。

6、在一种可能的实现方式中，所述步骤s3中，所述节点关键程度综合指标ρi的计算方式如下：

7、ρi＝diδpi

8、上式中，di为节点i的潮流影响度指标，δpi为注入功率的变化范围；

9、所述节点i对于线路l的潮流影响度di,l计算方法为：

10、对于送端关键节点初筛集，节点i的潮流影响度di为

11、

12、对于受端关键节点初筛集，节点i的潮流影响度di为

13、

14、其中，为线路l指定参考节点后所有ptdf值的最大值，为线路l指定参考节点后所有ptdf值的最小值。

15、在一种可能的实现方式中，所述节点的注入功率的变化范围计算方法如下：

16、对于发电节点，为发电机最大最小出力之差；对于负荷节点，为不同运行方式下负荷最大最小之差；对于发电与负荷均有的节点，注入功率改变范围为发电波动范围加上负荷波动范围；对于既没有发电也没有负荷的中间节点，注入功率改变范围为0。

17、在一种可能的实现方式中，所述关键参数空间包括相似线路，所述相似线路分析方法包括：s11、针对系统中共有m条线路，n个节点；对于任意线路l，将其对于所有节点对的ptdf组成n*n维矩阵，该矩阵的横纵坐标均为节点编号；计算所有线路的ptdf矩阵；s12、计算线路两两之间的pearson相关系数；对于一个ptdf矩阵，将ptdf阵的每个元素作为向量的一个维度，可以通过矩阵展平对应生成一个向量；对于两个ptdf阵对应的向量x与y，pearson相关系数的计算公式如式：

18、

19、s13、基于相关系数结果，采用基于密度的聚类算法dbscan，得到针对热稳定的相似线路聚类结果。

20、本发明实施例提供的一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法。相比潮流灵敏度，本发明利用不受平衡节点选取影响的潮流转移分布因子(power transferdistribution factor，ptdf)构建关键节点筛选指标，实现热稳定安全域的关键维度筛选。此外，借助ptdf对输电线路相关性进行分析，得到系统节点注入改变对流过潮流大小影响相似的多组线路，作为在同一降维的参数空间内分析多条线路热稳定的依据。对于关键节点，考虑到研究对象线路潮流的送受端均存在关键节点。为此，本发明通过预筛选与二次筛选，结合潮流影响度指标和节点功率波动范围，得到了包括送受两端的关键节点集。对于线路，根据每条线路对不同节点对形成的ptdf矩阵，通过相关性分析线路之间两两相关性，并进行聚类分析，得到针对热稳定的相似线路集。

技术特征：

1.一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法，其特征在于，所述关键参数空间包括关键节点，所述关键节点的筛选方法包括：

2.根据权利要求1所述的热稳定安全域的关键参数空间构建方法，其特征在于，所述步骤s1中，对于线路l，任意指定一个平衡节点r，计算所有节点与平衡节点组成的节点对的ptdf；节点s的ptdf表达式如下：

3.根据权利要求1或2所述的热稳定安全域的关键参数空间构建方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述节点关键程度综合指标ρi的计算方式如下：

4.根据权利要求3所述的热稳定安全域的关键参数空间构建方法，其特征在于，所述节点的注入功率的变化范围计算方法如下：

5.根据权利要求1所述的热稳定安全域的关键参数空间构建方法，其特征在于，所述关键参数空间包括相似线路，所述相似线路分析方法包括：

技术总结
本发明提供一种热稳定安全域的关键参数空间构建方法，属于电力系统应急领域，所述关键参数空间包括关键节点，所述关键节点的筛选方法包括：S1、针对线路，指定一平衡节点，计算所有节点与平衡节点组成的节点对的PTDF；S2、基于所述PTDF值大小将节点从大到小排序，在序列中取前α个生成送端关键节点初筛集，取后α个生成受端关键节点初筛集；S3、在所述送端关键节点初筛集与受端关键节点初筛集中，各自结合潮流影响指标与注入功率的变化范围，计算节点关键程度综合指标并比较，并筛选β个得到关键节点，形成最后的关键节点集。该方法利用不受平衡节点选取影响的潮流转移分布因子构建关键节点筛选指标，实现热稳定安全域的关键维度筛选。

技术研发人员：慕腾,刘石川,刘紫玉,张爱军,杨志国,闫桂红,郭裕,武海燕
受保护的技术使用者：内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13