一种电力系统暂态电压稳定评估方法、装置、介质及设备与流程

本发明涉及电力系统暂态电压稳定性分析，并且更具体地，涉及一种电力系统暂态电压稳定评估方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、暂态电压稳定评估是电力系统安全稳定运行的重要研究内容之一。随着新能源和电力电子设备大规模接入电网以及特高压直流输电工程陆续投运，电网电压支撑能力将进一步下降，电压稳定问题将会更加突出。因此，快速评估电力系统暂态电压稳定性对紧急控制的实施具有重要的指导意义。

2、暂态电压稳定性研究始终是电力系统工程界和学术界关注的重点。随着广域量测技术和通信技术的不断完善，基于响应信息研究暂态电压稳定性的方法也取得了突破性的进展。系统响应信息中蕴含着系统未来轨迹的发展趋势，可通过观测现有轨迹或预测未来轨迹的动态变化情况判断系统暂态电压稳定性。网络节点和支路电气量中蕴含着可表征稳定水平的信息，可通过构造通过系统响应信息计算的稳定裕度指标衡量系统稳定性。但目前针对暂态电压稳定性判别的研究中依然存在着许多问题，如围绕感应电动机单一动态设备失稳表征大电网稳定与否的可靠性不足；构造的稳定判别指标是否适用于复杂的大电网，是否反映稳定裕度变化趋势以便用于指导控制量决策。

3、因此，迫切需要一种新的电力系统暂态电压稳定评估方法，能够充分适用于大电网且能够连续定量评估系统暂态电压稳裕度，从而提高分析的准确性和可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种电力系统暂态电压稳定评估方法、装置、介质及设备。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种电力系统暂态电压稳定评估方法，包括：

3、根据获取的电力系统的网络节点信息，计算电力系统各网络支路的暂态能力输电指数，并根据各网络支路的暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测；

4、在启动暂态电压稳定裕度观测之后，计算各网络支路的电压幅值变化量，确定电力系统的电压薄弱点群，并根据电压薄弱点群和与之相关联支路的暂态能力输电指数，确定最终的观测支路；

5、根据基尔霍夫电流定律方程计算观测支路的节点注入功率，并根据节点注入功率计算电压稳定临界状态时的等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值；

6、根据等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值，计算暂态电压稳定裕度定量评估指标，并根据暂态电压稳定裕度定量评估指标确定电力系统的暂态电压稳定状态。

7、可选地，根据各网络支路的暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测，包括：

8、根据各网络支路的垂足电压系数识别关键支路；

9、在关键支路的暂态能力输电指数小于预设阈值的情况下，启动暂态电压稳定裕度观测。

10、可选地，网络节点信息包括节点电压、相位和功率，并且暂态能力输电指数的计算公式为：

11、

12、式中，uim、uin分别为第i条支路两端节点电压幅值；δθ第i条支路两端节点相位差。

13、可选地，电压薄弱点群的个数确定公式为：

14、n＝2int(log5nb)

15、式中，nb为系统节点数，int表示取整。

16、可选地，等效电源电抗模值的表示公式为：

17、

18、等效负荷阻抗模值平方的表示公式为：

19、

20、式中，pm为节点注入有功、qm为节点注入无功，um为节点电压，es的取值大于实际等效电源内电势。

21、可选地，暂态电压稳定裕度定量评估指标的计算公式为：

22、

23、式中，xs为等效电源电抗模值，zl为等效负荷阻抗模值。

24、可选地，根据暂态电压稳定裕度定量评估指标确定电力系统的暂态电压稳定状态，包括：

25、在暂态电压稳定裕度定量评估指标为正的情况下，判定电力系统的暂态电压稳定；

26、在暂态电压稳定裕度定量评估指标连续为零或为负预定时间阈值的情况下，判定电力系统的暂态电压失稳。

27、根据本发明的另一个方面，提供了一种电力系统暂态电压稳定评估装置，包括：

28、第一计算模块，用于根据获取的电力系统的网络节点信息，计算电力系统各网络支路的暂态能力输电指数，并根据各网络支路的暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测；

29、确定模块，用于在启动暂态电压稳定裕度观测之后，计算各网络支路的电压幅值变化量，确定电力系统的电压薄弱点群，并根据电压薄弱点群和与之相关联支路的暂态能力输电指数，确定最终的观测支路；

30、第二计算模块，用于根据基尔霍夫电流定律方程计算观测支路的节点注入功率，并根据节点注入功率计算电压稳定临界状态时的等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值；

31、第三计算模块，用于根据等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值，计算暂态电压稳定裕度定量评估指标，并根据暂态电压稳定裕度定量评估指标确定电力系统的暂态电压稳定状态。

32、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

33、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

34、从而，本申请通过获取电力系统的网络节点信息；根据获取的电力系统的网络节点信息，计算得到电力系统网络支路的暂态能力输电指数，并根据所述网络支路的暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测流程；依据节点电压幅值变化率的信息得到电压薄弱点群，基于电压薄弱点群确定节点注入功率；依据节点注入功率以及节点电压信息计算暂态点电压稳定裕度指标，根据指标的符号确定所述电力系统暂态电压是否稳定。本发明能够连续定量评估电力系统暂态电压稳定裕度，兼顾保守性，准确率高，能够有效的电力系统暂态电压的稳定性进行判断，以防止电力系统故障。

技术特征：

1.一种电力系统暂态电压稳定评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各网络支路的所述暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测，包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络节点信息包括节点电压、相位和功率，并且所述暂态能力输电指数的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压薄弱点群的个数确定公式为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效电源电抗模值的表示公式为：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，暂态电压稳定裕度定量评估指标的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述暂态电压稳定裕度定量评估指标确定所述电力系统的暂态电压稳定状态，包括：

8.一种电力系统暂态电压稳定评估装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第一计算模块中根据各网络支路的所述暂态能力输电指数，启动暂态电压稳定裕度观测，包括：

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第三计算模块中，根据所述暂态电压稳定裕度定量评估指标确定所述电力系统的暂态电压稳定状态，包括：

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

技术总结
本发明公开了一种电力系统暂态电压稳定评估方法、装置、介质及设备。其中，方法包括：根据获取的电力系统的网络节点信息，计算电力系统各网络支路的暂态能力输电指数，并启动暂态电压稳定裕度观测；计算各网络支路的电压幅值变化量，确定电力系统的电压薄弱点群，并根据电压薄弱点群和与之相关联支路的暂态能力输电指数，确定最终的观测支路；根据基尔霍夫电流定律方程计算观测支路的节点注入功率，并根据节点注入功率计算电压稳定临界状态时的等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值；根据等效电源电抗模值以及等效负荷阻抗模值，计算暂态电压稳定裕度定量评估指标，并根据暂态电压稳定裕度定量评估指标确定电力系统的暂态电压稳定状态。

技术研发人员：牛振波,郑超,邓嘉卿,吕思卓,姜静雅,连攀杰,郁舒雁
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7