一種用泰勒級數(shù)解析計算電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定防界點的方法
【專利摘要】一種用泰勒級數(shù)解析計算電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定臨界點的方法。針對電力系統(tǒng)非線性的特點，提出選擇負荷阻抗模、負荷電流?；蚬?jié)點電壓模作為參變量，在任意潮流計算初始點，應(yīng)用高階泰勒級數(shù)對系統(tǒng)進行非線性等值。進一步提出負荷電流與電壓相互補償?shù)脑硪约敖K值邊界條件，對系統(tǒng)高階泰勒級數(shù)非線性等值模型進行精確的修正。根據(jù)非線性等值電路負荷功率極大值原理，釋析計算電壓穩(wěn)定臨界點。本發(fā)明能夠快速準確頃測電力系統(tǒng)負荷極限功率及其電壓穩(wěn)定臨界電玉，解決了電壓穩(wěn)定臨界點潮流計算不收斂與精室損失問題。本發(fā)明在電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分聽與連續(xù)潮流計算中，有著極其廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】-種用泰勒級數(shù)解析計算電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定臨界點的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)連續(xù)潮流計算方法，特別是一種用泰勒級數(shù)解析計算電力系 統(tǒng)電壓穩(wěn)定臨界點的方法，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 由于電力系統(tǒng)的電壓失穩(wěn)大多是單調(diào)失穩(wěn)，因而靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析法得到了廣泛 應(yīng)用。知道電壓是否穩(wěn)定不是最終目的，在分析出系統(tǒng)電壓穩(wěn)定后，還要知道電壓穩(wěn)定裕度 的大小，明確系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的程度。連續(xù)潮流法是電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析的重要方法，能夠 比較準確地計算出系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定裕度。
[0003] 在電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定計算中，連續(xù)潮流法追蹤計算負荷變化時的潮流解，直 到通過臨界點，可以計算達到電壓崩潰點的負荷增長量，并得到負荷臨界狀態(tài)的潮流解。在 連續(xù)潮流計算過程中，步長的選擇是影響計算效率的關(guān)鍵因素之一。步長過小將會使計算 效率大大降低，步長過大則有可能影響計算的收斂性。為了合理確定步長，一般在基態(tài)運行 點附近采用較大步長以節(jié)約計算時間，隨著計算的進行，逐漸縮小步長以提高計算精度。當 負荷增加到接近電壓穩(wěn)定臨界點時，潮流方程雅可比矩陣趨于奇異，導致常規(guī)潮流方程計 算難以收斂，降低了計算效率。目前采用常規(guī)的預(yù)測-校正方法計算電壓穩(wěn)定臨界點，計算 工作量大，計算消耗的時間長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用泰勒級數(shù)解析計算電 力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定臨界點的方法。潮流方程是簡單二次型方程組，潮流方程可以對注入系統(tǒng) 功率參變量高階求導。在電力系統(tǒng)潮流方程中，注入系統(tǒng)功率可以簡單地表示為電流與電 壓的乘積。從負荷節(jié)點看進去（附圖1)，選擇負荷等值阻抗模（也可以選擇節(jié)點電壓模或 者負荷電流模）作為參變量，并用高階泰勒級數(shù)擬合節(jié)點電壓與注入節(jié)點電流的非線性關(guān) 系，結(jié)合電力系統(tǒng)極限傳輸功率判據(jù)，就可以在較大范圍內(nèi)解析計算負荷的極限功率及其 對應(yīng)的電壓穩(wěn)定臨界點電壓，可以大大減少連續(xù)潮流在靠近電壓穩(wěn)定臨界點處的預(yù)測-校 正次數(shù)。既提高常規(guī)連續(xù)潮流的計算精度，又加快計算效率。
[0005] 本發(fā)明的解決方案如下：
[0006] 步驟A :連續(xù)潮流計算時，在接近電壓穩(wěn)定臨界點，按照常規(guī)方法計算初始潮流以 及節(jié)點電壓

【權(quán)利要求】
1. 一種用泰勒級數(shù)解析計算電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定臨界點的方法，其特征在于包括如下步 驟：步驟A :連續(xù)潮流計算時，在接近電壓穩(wěn)定臨界點，按照常規(guī)方法計算初始潮流以及節(jié) 點電壓
與負荷電流對注入系統(tǒng)功率參變量λ的1-3階或以上階導數(shù)；
步驟Β:將PQ節(jié)點的各階導數(shù)中的功率參變量λ置換為負荷靜態(tài)等值阻抗模
參變量，也可以置換為節(jié)點電壓模Α或者負荷電流模L參變量； 步驟C :建立節(jié)點電壓與負荷電流關(guān)于負荷靜態(tài)等值阻抗模&參變量的3階泰勒

級數(shù)：
步驟C :利用電流與電壓相互補償條件以及電流與電壓終值邊界條件精確修正泰勒級 數(shù)：
其中：
步驟D :判斷負荷節(jié)點電壓穩(wěn)定臨界狀態(tài)：應(yīng)用精確修正后的泰勒級數(shù)，令
，解得負荷節(jié)點電壓穩(wěn)定臨界狀態(tài)的kira ; 步驟E:將kira代入精確修正后的泰勒級數(shù)，計算電壓穩(wěn)定臨界狀態(tài)的節(jié)點電壓
與負荷電流
，計算節(jié)點負荷的極限功率為
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于： 其中在所述步驟B中，由初始潮流結(jié)果與
、

，將各階導數(shù)中的功率參變量λ置換為PQ節(jié)點的負荷靜態(tài)等值阻 抗模 的計算方法如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于： 其中在所述步驟C中，利用電流與電壓相互補償條件以及電流與電壓終值邊界條件精 確修正泰勒級數(shù)，其中的4次項與5次項系數(shù)計算方法如下：
與
【文檔編號】G06F19/00GK104217090SQ201310216811
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】劉光曄 申請人:劉光曄