本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法。
背景技術(shù)：
：靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析的理論基礎(chǔ)是潮流方程的可行性理論，通常以電力網(wǎng)絡(luò)的功率輸送極限作為判斷電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的指標(biāo)。吳政球，李日波，鐘浩，曾興嘉，李連偉.電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限及裕度計(jì)算綜述[j].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2010，22(1):126-132，對(duì)負(fù)荷裕度、雅克比矩陣奇異值、靈敏度指標(biāo)、阻抗模等常用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)進(jìn)行了綜述，對(duì)比了連續(xù)潮流法、直接法、非線性規(guī)劃法、奇異值分解法、靈敏度法等常用的電壓穩(wěn)定指標(biāo)計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)。靜態(tài)電壓穩(wěn)定域是描述電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界的一種有效工具，已有的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域構(gòu)建方法都是基于電力系統(tǒng)具體運(yùn)行參數(shù)構(gòu)建的坐標(biāo)系。牛犇，余貽鑫，賈宏杰，楊延濱，何南強(qiáng)，唐智育，張毅明，付紅軍.靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的三維可視化技術(shù)[j].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29(7):56-59，王剛，張雪敏，梅生偉.靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界的二次近似分析[j].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28(19):30-35，等研究者定義靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的邊界是潮流方程的奇異點(diǎn)，利用電力系統(tǒng)奇異點(diǎn)處的潮流方程，得到線路空間內(nèi)靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界的二次近似方程，從而得到一類靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界的幾何形狀描述，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定域的可視化。已有的靜態(tài)電壓域構(gòu)建方法都是基于電力系統(tǒng)具體運(yùn)行參數(shù)構(gòu)建的坐標(biāo)系，通常較為復(fù)雜，電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員難以直觀的掌握電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定狀態(tài)。因此，如何設(shè)計(jì)一個(gè)更為簡潔、便于理解和實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域是需要解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法，能夠更為簡潔、便于理解的描繪出電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域。本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法，包括以下幾個(gè)步驟：步驟1、采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行分析的需求，構(gòu)建電力系統(tǒng)的n-n預(yù)想故障集合sc；步驟2、基于電力系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，逐個(gè)考慮預(yù)想故障集合sc中的全部預(yù)想故障情況，建立第m個(gè)預(yù)想故障情況下電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定負(fù)荷裕度計(jì)算的優(yōu)化模型pm為：pm:min-λms.t.f(x,λm)＝0g(x)≤0其中，λm是第m個(gè)預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)負(fù)荷裕度，m∈sc，f(x,λm)＝0是含負(fù)荷裕度的增廣潮流方程，g(x)≤0是電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行約束和電力設(shè)備的物理限制約束；x是電力系統(tǒng)增廣潮流方程的變量；步驟3、采用優(yōu)化算法逐個(gè)計(jì)算優(yōu)化模型pm，得到電力系統(tǒng)預(yù)想故障集合中全部預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的負(fù)荷裕度λm，m∈sc；判斷是否完成全部預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的負(fù)荷裕度λm的計(jì)算，如果是，進(jìn)入下一步；如果不是，則繼續(xù)計(jì)算負(fù)荷裕度λm；步驟4、建立一個(gè)二維坐標(biāo)軸，橫坐標(biāo)為負(fù)荷水平，縱坐標(biāo)為預(yù)想故障情況；步驟5、按升序排列負(fù)荷裕度λm，m∈sc，在所述二維坐標(biāo)軸中，以預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)負(fù)荷裕度λm作為負(fù)荷水平坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)；步驟6、以負(fù)荷裕度為中心，其左側(cè)形成靜態(tài)電壓穩(wěn)定域，其右側(cè)形成靜態(tài)電壓不穩(wěn)定域；步驟7、輸出電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域和不穩(wěn)定域的可視化圖形。進(jìn)一步的，所述步驟1中電力系統(tǒng)的n-n預(yù)想故障集合sc常用的是n-1或n-2預(yù)想故障集合sc。進(jìn)一步的，所述步驟3中的優(yōu)化算法采用原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)算法，具有很好的快速收斂性和魯棒性，非常適合于求解大規(guī)模非線性規(guī)劃問題。進(jìn)一步的，所述原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)算法的求解步驟包括：①引入松弛變量，將步驟2中的不等式約束轉(zhuǎn)換為等式約束；②將不含不等式約束的優(yōu)化模型構(gòu)造成拉格朗日函數(shù)；③根據(jù)拉格朗日函數(shù)，推導(dǎo)擾動(dòng)kkt條件方程組；④采用牛頓法求解擾動(dòng)kkt條件方程，即可獲得優(yōu)化模型的解。進(jìn)一步的，所述實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法采用matlab語言編程來實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法，通過對(duì)預(yù)想故障集合中全部預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定負(fù)荷裕度排序，從而獲得靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界，所述可視化方法易于實(shí)現(xiàn)，可用于電力系統(tǒng)的在線計(jì)算；本發(fā)明得到的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域更為簡潔、直觀，便于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行人員理解和使用。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法的流程圖；圖2是本發(fā)明ieee-30節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域圖形展示。具體實(shí)施方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法采用matlab語言編程實(shí)現(xiàn)，以ieee-30節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域分析為例，包括以下幾個(gè)步驟：步驟1、采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行分析的需求，構(gòu)建包含10個(gè)n-1預(yù)想故障情況的電力系統(tǒng)預(yù)想故障集合sc，具體如表1所示；表1ieee-30系統(tǒng)n-1預(yù)想故障集故障編號(hào)首端節(jié)點(diǎn)末端節(jié)點(diǎn)支路112支路213支路324支路434支路525支路626支路746支路857支路967支路1068步驟2、基于電力系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，逐個(gè)考慮預(yù)想故障集合sc中的全部預(yù)想故障情況，建立第m個(gè)預(yù)想故障情況下電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定負(fù)荷裕度計(jì)算的優(yōu)化模型pm為：pm:min-λmi,j∈sb其中，λm是第m個(gè)預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)負(fù)荷裕度，m∈sc；sb為節(jié)點(diǎn)集合；sg為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)集合；sr為無功源集合；pgi為節(jié)點(diǎn)i發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率；qri為節(jié)點(diǎn)i各類無功源發(fā)出的無功功率；pli和qli分別為節(jié)點(diǎn)i負(fù)荷有功和無功功率；bpi和bqi分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷增加方向；vi和δi分別為節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值和相角；yij為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素；δij＝δi-δj-αij，αij為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣相應(yīng)元素相角；pgi分別為pgi對(duì)應(yīng)上下限；qri分別為qri對(duì)應(yīng)上下限；vi分別是節(jié)點(diǎn)i電壓幅值上下限；電力系統(tǒng)增廣潮流方程的變量x包括發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率pgi、無功源發(fā)出的無功功率qri、節(jié)點(diǎn)負(fù)荷有功功率pli、節(jié)點(diǎn)負(fù)荷無功功率qli、節(jié)點(diǎn)電壓幅值vi和節(jié)點(diǎn)電壓相角δi；步驟3、采用原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)算法逐個(gè)計(jì)算優(yōu)化模型pm，得到ieee-30節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)預(yù)想故障集合中全部預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的負(fù)荷裕度λm，如表2所示；判斷是否完成全部預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的負(fù)荷裕度λm的計(jì)算，如果是，進(jìn)入下一步；如果不是，則繼續(xù)計(jì)算負(fù)荷裕度λm；表2ieee-30節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)預(yù)想故障集對(duì)應(yīng)負(fù)荷裕度故障編號(hào)負(fù)荷裕度支路11.6926支路21.6915支路31.7324支路41.6999支路51.7326支路61.6974支路71.7101支路81.7273支路91.7922支路101.7529步驟4、建立一個(gè)二維坐標(biāo)軸，橫坐標(biāo)為負(fù)荷水平，縱坐標(biāo)為預(yù)想故障情況；步驟5、按升序排列負(fù)荷裕度λm，在所述二維坐標(biāo)軸中，以預(yù)想故障情況對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)負(fù)荷裕度λm作為負(fù)荷水平坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)；步驟6、以負(fù)荷裕度為中心，其左側(cè)形成靜態(tài)電壓穩(wěn)定域，其右側(cè)形成靜態(tài)電壓不穩(wěn)定域，如圖2所示；步驟7、輸出電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域和不穩(wěn)定域的可視化圖形，如圖2所示，從圖中可以看出，本發(fā)明可以簡潔的描繪出電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域。以上所揭露的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或變型，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12