仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法
【专利摘要】本发明提供了一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法，如下：新型电压稳定指标与稳定判据的建立；电压稳定指标随负荷增长发生趋势性衰减关系的预测；电压稳定指标随负荷增长由“滑落”式衰减模式转换为“坠崖”式衰减模式的拐点的跟踪；在“滑落”式衰减模式阶段，母线电压由“无忧”状态转换为“有忧”状态的拐点的跟踪；分布式电压稳定在线监控系统的构建与运行。本发明仅利用待监视母线幅值量测信息，无需检测相位且不依赖于外部网络等值，极大地降低系统实施和管控的技术难度与成本；能够在线实时监视负荷母线电压稳定态势及母线相连负荷进线输电能力裕度到限情况，便于及时发现电压薄弱的节点及其关联的输配电能力危机路径。
【专利说明】
仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法
技术领域
[0001] 本发明涉及大电网稳定运行与在线安全监控技术领域，具体涉及一种仅基于母线 幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法。
【背景技术】
[0002] 高比例可再生电源并网、高功率直流输电或异步互联、大容量生产型瞬变负荷或 群体响应型生活负荷的快速增长以及多样化的事故或扰动类型等因素，给大型交直流电网 的稳定运行与在线安全监控提出了极大的挑战。具备稳定的电压水平是电网可靠承担高质 量输配电任务的基本要求之一。电网运控人员或运控系统需要在线实时监控电网的电压稳 定性情况，尤其在电网运行方式或供求态势紧张的时期，更需要及时把握电网电压薄弱的 节点或与其相连的输配电能力危机的路径。
[0003] 目前，相关业界已经提出了较多的电压稳定评估与在线监视方法。归结起来，大致 分成如下两类：
[0004] 1)基于模型(静态潮流模型和动态数值仿真模型）的方法。
[0005] 该类方法一般需要依赖完备的全网模型和参数信息，所提出的稳定指标或判据， 一般也需要进行相对复杂的计算才能获得。其优点在于理论相对成熟，计算结果蕴含的信 息相对丰富，可为后续稳定调控提供诸如灵敏度等关键信息；其缺点在于过度依赖模型和 计算，模型和数据准备的工作量大，在线应用的实时性有待提高。
[0006] 2)基于测量(广域测量或局域测量)的方法。
[0007] 该类方法摆脱了对模型和参数过度依赖的缺点，更多地采用包括PMU和SCADA系统 提供的广域或局域量测信息。其中，采用局域量测信息相对于采用广域量测信息，其对监控 系统通讯网络模块进行数据双向传输的要求更低，也更容易满足监控系统对实时性的要 求。
[0008] 针对2)中采用局域量测信息的有关方法进行专利和文献检索发现:现有方法还局 限于或多或少地需要采集待监视母线及其邻近母线和线路的信息(包括幅值和相位信息）、 并依赖于不断对外部电网进行等值(含等值参数辨识)处理。
[0009] 发明人针对上述技术现状，研究如何仅利用待监视母线幅值量测信息且不依赖于 外部网络等值过程的电压稳定在线评估与监视的新方法。仅利用待监视母线幅值量测信 息，意味着将先前包含待监视母线及其邻近母线和线路的局域多环节子系统进一步收缩至 只包含待监视母线的本地单一环节子系统，且无需检测相位信息，这可显著降低量测和通 讯网络模块的技术难度与成本;不依赖于外部网络等值过程，意味着提出的稳定指标和判 据，无需利用等值辨识参数信息，从而可以克服先前基于网络等值带来的诸多不良影响。发 明的新型电压稳定在线评估与监视方法，在显著降低技术难度和成本的基础上，将有助于 改善电压稳定监控性能和提高大电网安全运行水平。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方 法，方法中提出的稳定指标和判据，仅利用待监视母线电压幅值和母线负荷电流幅值量测 信息，且不依赖于外部网络等值过程。
[0011] 本发明的目的是这样实现的：一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监 视方法，包括如下步骤：
[0012] 步骤一:新型电压稳定指标与稳定判据的建立；
[0013] 步骤二:电压稳定指标随负荷增长发生趋势性衰减关系的预测；
[0014] 步骤三：电压稳定指标随负荷增长由"滑落"式衰减模式转换为"坠崖"式衰减模式 的拐点的跟踪；
[0015] 步骤四：在"滑落"式衰减模式阶段，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的 拐点的跟踪；
[0016] 步骤五:分布式电压稳定在线监控系统的构建与运行。
[0017] 本发明还具有如下技术特征：
[0018] 1、如上的步骤一中建立了新型电压稳定指标与稳定判据，具体如下：
[0019] 判别负荷母线k电压是否稳定的指标及评估第1回负荷进线对母线k电压稳定相对 影响程度的分指标为：
[0020]
[0021]
[0022] 式中：为某时亥IJt负荷母线k的电压相量幅值;if为时亥IJt母线k的总负荷电流
相量幅为第1回进线母线侧的负荷电流相量幅值； 9上述3 个物理量间隔时间A t之前的值；
[0023] 判别母线k电压是否稳定的判据为：
[0024] ①当/Zf > 0.0时，稳定；②当/fp <0.:0时，不稳定；③当丑|<} = 0,0时，临界稳 定；
[0025] 评估不同负荷进线对母线k电压稳定相对影响程度的判据为：
[0026] ①当//丨^ >().〇且数值越大时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力越高，反 之，则越低；
[0027] ②最低或最负者，应视为母线负荷进线中输配电能力最弱的路径；
[0028] ③当>丑^ >0.0时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力高于母线总 体电压稳定水平，对维持母线总体电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起抬升 作用；
[0029]
，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力低于母线总 体电压稳定水平，对维持母线总体电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起拉低 作用；
[0030] ⑤当= /Zf > 0.0时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力等于母线总 体电压稳定水平。
[0031] 2、如上的步骤三中能够在线跟踪电压稳定指标随负荷增长由"滑落"式衰减模式 转换为"坠崖"式衰减模式的拐点，
[0032] 稳定指标衰减模式及其转换拐点捕捉判据如下：
[0033] 〇或a>0时，处于"滑落"式衰减模式；
[0034] 〇或a〈0时，处于"坠崖"式衰减模式；
[0035] a由正变负时，表明拐点电流Ik(inf)出现；
[0036] 31-2 Δ t、t- Δ t和t三个时间点的(Hk，Ik)数据近似求得;a为指标 二次函数预测关系式中二次项的系数;上述关于指标衰减模式转换拐点的跟踪技术同 样适用于对分指标衰减模式转换拐点的跟踪，此时捕捉到的拐点电流为
[0037] 3、如上的步骤四中能够在线跟踪母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐 点，
[0038] 在"滑落"式衰减模式阶段，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点捕捉 判据为：
[0039]当极限负荷电流预测方程a[lk(iim)]2+b[lk(iim)]+c = 0的判别式Δ =b2-4ac由负变 为正时，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点出现，对应的电流为。其中， b和c二次函数预测关系式中一次项的系数和常数项；
[0040] 上述跟踪技术同样适用于对分指标
母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状 态的拐点跟踪，此时捕捉到的拐点电流为
[0041] 4、如上的步骤五中构建了分布式电压稳定在线监控系统，其中的母线级监控单元 能够在线监测的信息包括：
[0042] (1)指标和分指較
[0043] (2)指标和分指标衰減模式及模式转换拐点；
[0044] (3)指标和分指标母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点；
[0045] (4)预测的极限负荷电流IkdiW、IiD及负荷电流裕度；
[0046] 当母线级监控单元监测到电压稳定指标或电流裕度低于预先设定的阈值，或捕捉 至榱减模式转换拐点和母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点时，实施如下运控 操作：
[0047] ①向网络级监控中心上传母线级监控单元在线评估与监控的即时信息；
[0048] ②接受网络级监控中心下传的减载控制指令或在赋予权限的条件下就地自主进 行减载操作。
[0049] 本发明的有益效果如下：
[0050] (1)仅利用待监视母线幅值量测信息，无需检测相位且不依赖于外部网络等值，可 极大地降低系统实施和管控的技术难度与成本；
[0051 ] (2)能够在线实时监视负荷母线电压稳定态势及母线相连负荷进线输电能力裕度 到限情况，便于及时发现电网电压薄弱的节点及其关联的输配电能力危机的路径；
[0052] (3)能够提供校正电压稳定裕度偏低态势的本地减载量信息，便于通过就地控制 使薄弱节点和关联危机路径得到一定程度的恢复；
[0053] (4)可以实现更为严格意义上的分布式自主电压稳定在线评估与监控功能，有助 于切实提高电网电压安全运行水平。
【附图说明】
[0054]图1为负荷母线进出线连接示意图；
[0055] 图2为电压稳定指标关于负荷电流增长时的衰减规律示意图；
[0056] 图3为分布式电压稳定在线监视系统结构示意图；
[0057] 图4为电压稳定指标随负荷功率增长系数逐渐衰减的曲线图；
[0058]图5为电压稳定指标随负荷电流增长逐渐衰减的曲线图。
【具体实施方式】
[0059] 下面根据附图举例对本发明做进一步说明：
[0060] 实施例1
[0061] -种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法，包括如下步骤：
[0062] 步骤一:新型电压稳定指标与稳定判据的建立
[0063] 记待监视的电网负荷母线为k(参见图1)，其电压相量为Uk，母线总负荷电流相量 为Ik，供应该母线负荷的进线共有L回，其中第1回母线侧的负荷电流相量为111。
[0064] 设由数字采样和信号处理技术获得某一时刻t负荷母线k的电压相量幅值t/f、总 负荷电流相量幅值、第1回进线母线侧的负荷电流相量幅值;类似的，设已获得间隔 时间A t之前的电压和电流相量幅{1
[0065]于是，判别负荷母线k电压是贪稳定的指标及评估苐1回负荷进线对母线k电压稳 定相对影响程度的分指标为：
[0066]
[0067]
[0068] 判别母线k电压是否稳定的判据为：[0069] ①当>〇.〇时，稳定；
[0070] ②当/Zf <0.0时，不稳定；
[0071] ③当= 0.0时，临界稳定。
[0072] 评估不同负荷进线对母线k电压稳定相对影响程度的判据为：
[0073] ①当且数值越大时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力越高， 反之，则越低；
[0074] ②最低或最负者，应视为母线负荷进线中输配电能力最弱的路径；
[0075] ③当丑^ >0.0肘，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力高于母线总 体电压稳定水平，对维持母线总体电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起抬升 作用；
[0076] ④当α() < 时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力低于母线总 体电压稳定水平，对维持母线总体电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起拉低 作用；
[0077] ⑤当= >〇.()时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力等于母线总 体电压稳定水平。
[0078] 说明：在获取前后两个时间点的电压和电流相量幅值时，对电网处于稳态或慢动 态变化但频率维持工频时，时间间隔A t可不必太短(太短易出现式（1 )、（ 2)因分母过小的 被"零"除问题），允许适当延长至能够检测出相量幅值变化(且式（1)、（2)分母大于一定数 值阈值）即可;在电网故障状态下，电压和电流幅值变化较快，此时只要系统频率变化速率 不超出2.5Hz/s，At最小取至20ms(由PMU提供幅值量测），即可保证指标计算具有足够高的 精度，从而不会影响对电压暂态稳定性的判别。
[0079] 步骤二:电压稳定指标随负荷增长发生趋势性衰减关系的预测
[0080] 对第1回进线，分指标会随着母线侧负荷电流的增长而衰减，且负荷增 长越快，好^衰减得越快。当/f^增长至极限负荷电流水平為时，好^ = 〇.〇(参见 图2)。
[0081] 当以二次函数逼近关于'I的关系时，预测函数构造为：
[0082] Hi-^k = a[Ii-^k]2+b[Ii-^k]+c (3)
[0083] 利用t_2A t、t_A t和t三个时间点的（Hi-k，Ii-k)数据可快速辨识出其中的系数a、 b和c:
[0084]
[0085]
[0086]
[0087] 当以线性函数逼近关于的关系时，预测函数构造为：
[0088] Hi^k = b[Ii^k]+c (7)
[0089] 系数b和c的辨识关系式为：
[0090]
[0091]
[0092]
[0093]
[0094] 由式(3)或(7)令Hn = O即可估算出In(Iim):
[0095] a[IHi(lim)]2+b[IHi(lim)]+C = 0 或 b[IlKlim)]+C = 0 (10)
[0096] 类似的，//|M关于if的变化规律，也可近似表示为二次或线性预测函数关系：
[0097] Hk = a[lk]2+blk+c (11)
[0098] Hk = blk+c (12)
[0099] 参数辨识方法与式(4)~(6)或(8)~（10)类似，只不过需要注意将其中的t-2 At、 t- Δ t和t三个时间点的(Hu，Ii-k)数据换成(Hk，Ik)，极限负荷电流水平符号由Ii-k(iim)换 J^Ik(Iim) 〇
[0100] 步骤三：电压稳定指标随负荷增长由"滑落"式衰减模式转换为"坠崖"式衰减模式 的拐点的跟踪
[0101] 对关于的变化规律，存在某一拐点电流I I^k(inf) 〇 当^/丄< Α?Μ).时， 好/(i关于的二次逼近函数呈凸性，且从图形上看丑m表现为沿渭梯式曲线逐渐"滑 落"式衰减；当.时，//&关于//!^的二次逼近函数呈凹性，且从图形上看 表现为邻近悬崖边的"坠崖"式衰减。"坠崖"式衰减相对于"滑落"式衰减，速率更高， 呈现加速趋近于〇.〇的态势。因此，拐点电流Ii-k(inf)是除极限负荷电流In(Hm)外电压 稳定监视任务需要特别关注的另一重要观测量。
[0102] 稳定分指标衰减模式及其转换拐点捕捉判据如下：
[0103] 或a>0时，处于"滑落"式衰减模式；
[0104] 或a〈0时，处于"坠崖"式衰减模式；
[0105] S正变负时，表明拐点电流II-k(inf)出现。
[0106] :_2 Δ t、t- Δ t和t三个时间点的(Hn，In)数据近似求得。
[0107] 类似的，上述分指标衰减模式转换拐点的跟踪技术同样适用于对指标 衰减模式转换拐点的跟踪，此时捕捉到的拐点电流记为IkUnf)。
[0108] 步骤四：在"滑落"式衰减模式阶段，基于二次逼近函数对母线电压由"无忧"状态 转换为"有忧"状态的拐点的跟踪
[0109] 在"滑落"式衰减模式阶段，电压稳定(分)指标随负荷增长而衰减的二次函数逼近 关系，其系数a>0,造成负荷相对较轻工况下极限负荷电流预测方程
[0110] a = = 0 (13)无解。这说 明：基于当前监测时间点的信息，从数学上还判断不出稳定指标跌落到〇.〇的可能趋势;从 物理上理解，反映此时电网具有足够高的维持母线电压稳定的能力，运行工况尚处于"无 忧，，状态。
[0111] 随着负荷的逐渐增长，极限负荷电流预测方程由不可解向可解情况趋近。一旦越 过不可解转换为可解的拐点，说明数学上出现了使稳定指标跌落到〇.〇的可能趋势，而物理 上反映此时电网维持母线电压稳定的能力有所下降，运行工况进入"有忧"状态。
[0112] 在"滑落"式衰减模式阶段，母线电压由上述"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点 捕捉判据为：
[0113]当极限负荷电流预测方程的判别式Δ =b2-4ac由负变为正时，表明母线电压由 "无忧，，状态转换为"有忧，，状态的拐点出现。
[0114]为区别于步骤三中的衰减模式转换拐点电流I1^inf)或Ik(inf)，本步骤将"滑落"式 衰减模式阶段出现的母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点电流记为//[P5inf)或 。由上述分析可知，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点早于衰减模式转 换拐点出现，说
[0115]步骤五:分布式电压稳定在线监控系统的构建与运行
[0116] 在电网内若干关键或薄弱负荷母线处安装具有本发明提供的电压稳定在线评估 功能的监控单元（图3中所示的母线级监控单元），实施基于就地电压和电流幅值量测信息 的在线监视。其中，母线级监控单元需要监视的主要信息包括：
[0117] ⑴基于t/f和/;丄求得的/7;丄、基于i/f)和4°求得的/；
[0118] (2)基=
b正负判别出的稳定分指标衰减模式，和捕$
或a 由正变负的拐点电流IlKinf);
[0119] (3)基：
或a正负判别出的稳定指标衰减模式，和捕彳
或a由正 变负的拐点电流Ik(inf);
[0120] (4)基于判别式Δ =b2_4ac由负变为正捕捉出的稳定(分)指标在"滑落"式衰减模 式阶段出现的母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点电流;
[0121] (5)预测获得的Inmm)和由式（14)计算获得的电流裕度；
[0122]
[0123] 式中= I1KthermaI)为负荷母线第1回进线的热极限电流水平；Ii-kUugin)为第1回进 线的电流绝对裕度，^$ nwgin)为其相对裕度。
[0124] (6)预测获得的Ik(Um)和由式(15)计算获得的电流裕度；
[0125]
(15)
[0126] 式中：Ik(thermai)为负荷母线最大载流水平;Ik-gin)为负荷电流绝对裕度， 为其相对裕度。
[0127] 当母线级监控单元监测到
、 低于预先设定的阈值或捕捉到稳定（分）指标衰减模式转换拐点电流和 Ik(inf)、母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点电流/i!2mf)和/??时，可以实施 如下运控操作：
[0128] ①向网络级监控中心上传该母线电压稳定在线评估与监视的即时信息；
[0129] ②接受网络级监控中心下传的减载控制指令，使相关裕度恢复到期望水平(可视 需要决定是否上传裕度恢复信息）；
[0130] ③在赋予权限的条件下就地自主进行(分轮)减载操作，至相关裕度恢复到期望水 平(可视需要决定是否上传减载和裕度恢复信息）。
[0131] 上述最大减载量可依据该母线在线辨识的式（3)、（7)和（14)或式（11)、（12)和 (15)，代入整定的裕度期望恢复水平在线求得。
[0132] 由上述电压稳定在线监控系统的运控操作方式可见，分布于电网内若干关键或薄 弱负荷母线处的母线级监控单元，承担了电网电压稳定监控的主要功能，当它们尽职地完 成好各自的监控任务后，可保电网电压总体处于较高的稳定水平。至于电网级的监控中心， 主要负责母线级监控单元间的协调和传统意义上的全网无功优化任务等。
[0133] 实施例2
[0134]下面结合New England 39节点系统算例对本发明做进一步说明。
[0135] 设在母线15处逐渐增加负荷(基于New England 39节点系统原有负荷、通过设置 不同的负荷增长系数模拟实现），不断检测该母线电压相量幅值和负荷电流相量幅值，然后 考察电压稳定(分)指标的变化规律。
[0136] New England 39节点系统中，负荷母线15有14-15和16-15两回进线，表1同时列出 了这两回进线在负荷母线侧的电流相量幅值、总负荷电流相量幅值以及母线电压相量幅值 随不同负荷增长系数变化的情况。
[0137] 利用表1数据，可绘出电压稳定(分)指标统一随母线负荷增长系数逐渐衰减的曲 线（图4)以及随各自负荷电流增长逐渐衰减的曲线（图5)。
[0138] 表1电压稳定指标H随负荷增长的变化趋势(单位:标幺值）
[0141] 由表1和图4、5可见：
[0142] (1)随着母线总负荷功率或电流的增长，母线电压逐渐降低，且当H15趋近于0.0时， 电压失去稳定(此时若基于模型解算，相关矩阵将产生奇异或潮流方程迭代不收敛）。
[0143] (2)在H15向0.0趋近的过程中，H14-IdPH 16-15也同步地向0.0趋近。同时，在"滑落"式 衰减模式阶段，进线14-15相较于进线16-15,具有更高的维持母线电压稳定的能力，然而， 当进入"坠崖"式衰减模式阶段，进线14-15的能力衰减得更为厉害，甚至到后期H 14-15变成负 值，加速使H15趋近于0.0。
[0144] (3)由衰减模式转换拐点捕捉算法可监测到(表1中带双下划线的数字）：I14- 15(inf) ~9.375609p.u.(对应 t = 38)、Ii6-i5(inf)^i17.426341p.u.(^tSt = 46)、Ii5(inf)^i 21.214016p.u.(对应t = 39)，即率先监测到进线14-15的分指标衰减模式转换拐点，紧接着 监测到母线15的指标衰减模式转换拐点，最后才监测到进线16-15的分指标衰减模式转换 拐点。与I 15(M)对应的母线电压水平为〇.819274p.u.，即当母线电压降低到该水平时，就应 该进入高度警戒状态，此时对应的稳定指标为1.019593。
[0145] (4)在"滑落"式衰减模式阶段，由母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐 点捕捉算法可监测到(表1中带单下划线的数字）= 4^,^=11.228606p.u.(对应t = 35)、/fgfpl3.139580 p.u.(对应t = 24)，即率先 监测到母线15的指标母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点，紧接着监测到进线 14-15的分指标母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点，最后才监测到进线16-15 的分指标母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点。与/fgf)对应的母线电压水平 为0.917811p.u.，即当母线电压降低到该水平时，就应该进入预警戒状态，此时对应的稳定 指标为1.899821。
[0146] (5)对极限负荷电流水平估算值，无论采用线性还是二次函数预测关系，均呈现随 负荷逐渐增长由沿偏小（相对于真解)方向逐渐增大到沿偏大(相对于真解)方向逐渐降低 的规律。其中，当采用线性函数预测关系时，在母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的 拐点估算的值相对于其在模式转换拐点估算的值，更接近于真解；当采用二次函数预测关 系时，在模式转换拐点估算的值相对于其在母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐 点估算的值，更接近于真解。表2给出了相应条件下I 15(Hm)的估算值。
[0147] 表2 I15(lim)估算值(单位:标幺值）
[0149] 由表2看出，在"忧"态拐点处利用线性预测关系，就可以比较准地估算出母线的极 限负荷电流水平，且估算值略偏保守（负误差），更符合工程应用期望。这说明，立足"忧"态 拐点的预警戒状态，蕴含着关键性前瞻信息。
[0150] 综上所述，本发明仅利用待监视母线幅值量测信息，无需检测相位且不依赖于外 部网络等值，可极大地降低系统实施和管控的技术难度与成本;能够在线实时监视负荷母 线电压稳定态势及母线相连负荷进线输电能力裕度到限情况，便于及时发现电网电压薄弱 的节点及其关联的输配电能力危机的路径;能够提供校正电压稳定裕度偏低态势的本地减 载量信息，便于通过就地控制使薄弱节点和关联危机路径得到一定程度的恢复;可以实现 更为严格意义上的分布式自主电压稳定在线评估与监控功能，有助于切实提高电网电压安 全运行水平。
【主权项】
1. 一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法，其特征在于，包括如下 步骤： 步骤一:新型电压稳定指标与稳定判据的建立； 步骤二：电压稳定指标随负荷增长发生趋势性衰减关系的预测； 步骤=:电压稳定指标随负荷增长由"滑落"式衰减模式转换为"坠崖"式衰减模式的拐 点的跟踪； 步骤四：在"滑落"式衰减模式阶段，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点 的跟踪； 步骤五:分布式电压稳定在线监控系统的构建与运行。2. 根据权利要求1所述的一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法， 其特征在于，步骤一中建立了新型电压稳定指标与稳定判据，具体如下： 判别负荷母线k电压是否稳定的指标及评估第1回负荷进线对母线k电压稳定相对影响 程度的分指标为：式中：IZf >为某时亥IJt负荷母线k的电压相量幅值;为时亥IJt母线k的总负荷电流相量 幅值;/成为第1回进线母线侧的负荷电流相量幅值;以!'-W、4'一'哺足;r为上述3个物 理量间隔时间At之前的值； 判别母线k电压是否稳定的判据为：①兰 ；②当/Zf < 0.0时，不稳定;③当打f O O时，临界稳定； 评巧 电压稳定相对影响程度的判据为： ① 兰 越大时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力越高，反之， 则越低； ② 王 S视为母线负荷进线中输配电能力最弱的路径； ③ 兰 时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力高于母线总体电 压稳定； 出电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起抬升作 用； ④ 兰 时，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力低于母线总体电 压稳定水平，对维持母线总体电压稳定水平或延缓母线电压稳定态势恶化进程起拉低作 用； ⑤当巧，说明第1回进线维持母线电压稳定的能力等于母线总体电 压稳定水平。3. 根据权利要求1所述的一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法， 其特征在于， 步骤=中能够在线跟踪电压稳定指标随负荷增长由"滑落"式衰减模式转换为"坠崖" 式畏减板式的拐点，稳声搭*志高减摇^^及其转换拐点捕捉判据如下： ① = 或a〉〇时，处于"滑落"式衰减模式； ② = 巧曰<〇时，处于"坠崖"式衰减模式； ③ = 3正变负时，表明拐点电流Ik(inf)出现； 其C -2 A t、t- A dPtS个时间点的(Hk，Ik)数据近似求得;a为指标二次 函数预测关系式中二次项的系数;上述关于指标好^>衰减模式转换拐点的跟踪技术同样适 用于对分指标衰减模式转换拐点的跟踪，此时捕捉到的拐点电流为Iw(inf)。4. 根据权利要求1所述的一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法， 其特征在于， 步骤四中能够在线跟踪母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点， 在"滑落"式衰减模式阶段，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点捕捉判据 为： 当极限负荷电流预测方程a[Ik山m)]2+b[Ik山m)]+c = 0的判别式A=b2-4ac由负变为正 时，母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点出现，对应的电流为。其中，b和C 二次函数预测关系式中一次项的系数和常数项； 上述跟踪技术同样适用于对分指标巧母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的 拐点跟踪，此时捕捉到的拐点电流为。5. 根据权利要求1所述的一种仅基于母线幅值量测的电压稳定在线评估与监视方法， 其特征在于， 步骤五中构建了分布式电压稳定在线监控系统，其中的母线级监控单元能够在线监测 的信息包括： (1)指标/Zf和分指标巧; (2) 指标和分指标衰减模式及模式转换拐点； (3) 指标和分指标母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点； (4) 预测的极限负荷电流Ik(Iim) Jw(Iim)及负荷电流裕度； 当母线级监控单元监测到电压稳定指标或电流裕度低于预先设定的阔值，或捕捉到衰 减模式转换拐点和母线电压由"无忧"状态转换为"有忧"状态的拐点时，实施如下运控操 作： ① 向网络级监控中屯、上传母线级监控单元在线评估与监控的即时信息； ② 接受网络级监控中屯、下传的减载控制指令或在赋予权限的条件下就地自主进行减 载操作。
【文档编号】H02J3/12GK105914743SQ201610300789
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】于继来, 王松岩, 张伟
【申请人】哈尔滨工业大学