申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2023-12-08

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117895475A

主分类号：H02J3/00

分类号：H02J3/00;H02J3/38;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F30/20;G06F119/02;G06F119/06;G06F119/12;G06F113/04;G06F111/08

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明涉及电力系统暂态稳定判断技术领域，尤其涉及一种基于节点瞬时等效惯量的暂态稳定特性评估方法，将概率与模糊方法相结合，提出了基于可能性理论的暂态稳定特性评估方法，建立以节点瞬时频率变化率累积概率分布为核心的当前状态对系统暂态失稳状态的隶属函数，可以同时表征当前状态对系统暂态失稳状态的隶属度及系统失稳的可能性；从节点、系统两个层次分别提出了、与、四个指标，确定扰动敏感节点与惯量不足节点，从局部到整体全方位定量评估系统暂态稳定特性，为附加控制投入及进一步采取相关措施提供了参考。

主权项：1.一种基于节点瞬时等效惯量的暂态稳定特性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、根据负荷和风电机组出力的分布函数确定系统初始运行状态，采用蒙特卡洛模拟法确定负荷变化节点；步骤S2、通过暂态稳定特性分析计算扰动后各节点功率变化量及|RoCoFi|，其子步骤为：步骤S2.1、根据公式22获取节点瞬时等效惯量Hit， 式22中，ΔPit'为在同一次暂态稳定特性分析过程中不影响惯量时空分布特性的有功功率变化量；T′N为系统等调速时间常数；Δflt为负荷节点l的频率变化量；步骤S2.2、获取|RoCoFi|，其子步骤为：步骤S2.2.1、建立系统暂态失稳状态隶属函数；根据公式22可知，|RoCoFi|受到扰动功率和节点惯量的影响，当节点惯量相近时，扰动功率越大，|RoCoFi|越大，故|RoCoFi|能反应节点扰动功率大小，进而反映系统功率不平衡程度；根据系统功率不平衡程度，将其划分为绝对稳定、模糊稳定、绝对失稳三种状态；该暂态稳定特性评估方法中以|RoCoFi|为研究对象，分析其对系统暂态失稳状态的隶属度，进而确定当前运行状态隶属于暂态失稳状态的程度及系统失稳的可能性，即|RoCoFi|为越大越优型指标，|RoCoFi|越大对系统暂态失稳状态的隶属度越大，当前状态隶属于暂态失稳状态的程度越高，系统当前时刻处于暂态失稳的可能性越大；分别以各节点RoCoF的绝对值|RoCoFi|为研究对象，即论域X＝[0,|RoCoFi|max]，定义模糊集A＝系统暂态失稳状态；建立A：|RoCoFi|-系统暂态失稳状态[0,1]的模糊集，分析节点瞬时频率变化率绝对值对系统暂态失稳的隶属度；其对应的隶属函数为： 式23中，[0，a]为绝对稳定区域，即当前状态处于且将发展为暂态稳定状态；[a,b]为模糊稳定区域；当前状态对失稳状态的隶属度为A|RoCoF|；[b,+∞为绝对失稳区域，即当前状态必然发展为暂态失稳状态；A的α截集定义为：Aα＝{|RoCoF||A|RoCoF|≥α}24表示当|RoCoF|在截集范围内，截集中每一个元素的隶属度均大于等于α，即在α的程度上认为系统处于暂态失稳状态；一确定隶属函数端点；同时考虑同步机组、风电机组及包括异步机组在内的综合负荷为系统提供惯量支撑的情况，分别在全负荷节点同时增加负荷、节点i单节点增加负荷的情况下，利用改进二分法通过全过程暂态稳定特性分析快速寻找系统暂态临界运行状态，确定隶属函数的端点ai、bi；二确定隶属函数，其子步骤为：首先，同时考虑负荷的随机变化及风电机组出力的不确定性，负荷采用以当前节点负荷量为均值，10％负荷量为方差的正态分布；风速采用weibull分布，采用蒙特卡洛模拟法确定负荷变化节点，通过改进二分法快速确定系统暂态临界运行状态，寻找能表征系统暂态稳定特性边界的|RoCoFi|；其次，通过多次确定性计算，获取不同初始条件下能表征系统暂态稳定边界的|RoCoFi|，求解[ai,bi]范围内|RoCoFi|的累积概率分布，提高隶属函数的泛用性；最后，通过多项式拟合，确定当前状态下|RoCoFi|对系统暂态失稳状态的隶属函数，同时分析当前状态对系统暂态失稳状态的隶属度及系统失稳的可能性；步骤S3、计算αi、Hits、αS和Hts，寻找扰动敏感节点与惯量不足节点，从局部到整体全方位定量评估系统暂态稳定特性，其子步骤为；当系统发生扰动后，为保证系统暂态稳定运行，在惯性响应时间尺度内，|RoCoFi|应不大于其对应节点隶属函数的端点ai，则节点瞬时等效惯量最小值Hita为： 定义节点瞬时等效惯量缺额Hits为： 其中，节点瞬时等效惯量缺额Hits表征局部节点在当前时刻的惯量缺额，Hits大于0的节点为系统惯量不足节点，能够基于惯量的时空分布特性定量评估惯量缺额；Hits值越小，说明节点瞬时等效惯量越能满足暂态稳定运行要求，系统暂态稳定特性越强；定义系统瞬时等效惯量缺额Hts为： 式26中：N为负荷节点个数；系统瞬时惯量缺额Hts表征系统当前时刻整体惯量缺额，Hts越小，说明系统瞬时惯量越能满足暂态稳定运行要求；当前运行状态对系统暂态失稳状态的隶属度αS为： 式27中：αi为|RoCoFi|对系统暂态失稳状态的隶属度；αi越大，|RoCoFi|对系统暂态失稳状态的隶属度越大，从节点i局部可表征系统处于暂态失稳状态的可能性越大，αi不为0的节点扰动敏感节点；αS综合各负荷节点的隶属度αi，为|RoCoFi|对系统暂态失稳状态隶属度最大值，从系统整体上表征当前状态对暂态失稳状态的隶属度，当任一节点局部表征的|RoCoFi|对系统暂态失稳状态的隶属度为1，确定系统处于暂态失稳状态，即认为系统处于暂态失稳状态；αS值越大，说明系统整体发生暂态失稳的概率越大，故该值越小越好。

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权利要求：

百度查询： 太原理工大学 基于节点瞬时等效惯量的暂态稳定特性评估方法

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