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专利号: 2020114584028
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-06-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于HELM电压灵敏度的配电网电压稳定判定方法,其特征在于:具体包括以下步骤:步骤一、建立配电网的数学模型;

当配电网中无接地支路,根节点为平衡节点,且除了根节点外无PV节点,建立配电网潮流计算的数学模型:

其中Yik表示节点导纳矩阵中i节点和j节点间的互导纳,i=1,2,…N,j=1,2,…N,N为*

节点总数,Vk表示节点k处注入电压,k=1,2,…N, 表示i节点注入视在功率的共轭,Vi 表示i节点注入电压的共轭,m表示该网络的所有节点;

步骤二、利用HELM方法计算配电网潮流;

构造一个内嵌纯虚函数:n

其中ci[n]表示HELM潮流计算中的i节点电压的第n个电压分项,s 表示内嵌参数算子s的n次项;将公式(2)代入公式(1)的节点功率方程中,再根据S级系数相等,求解公式(2),代入s=1,得到配电网潮流的解;

步骤三、利用HELM方法计算电压对节点注入功率灵敏度;

计算电压对节点注入有功功率和无功功率的灵敏度:其中Pj表示节点j注入的有功功率,Qj表示节点j注入的无功功率;

根据步骤三的计算结果,求解得到所有的 即得到电压对各节点注入功率的各阶灵敏度;

步骤四、利用HELM电压对节点注入无功功率灵敏度判定电压稳定;

利用二机系统推导电压稳定判定原理:正常情况下 小于 随着负荷增加,和 也随之增加,直到 时, 与 曲线交叉, 开始大于而 与判定电压稳定拐点的条件 非常接近,因此使用 大于 这个判定作为电压稳定的判定条件;

使用HELM计算得到各阶电压灵敏度,然后用低阶灵敏度减去高阶灵敏度,正常情况下低阶灵敏度大于高阶灵敏度即差值为正;当负荷增加,若差值为负,则判断电压失稳;在电压稳定预防控制时,给差值设定一个阈值,如果低阶灵敏度减去高阶灵敏度的值超过这个阈值,则认为电压即将失稳,启动电压预防控制。

2.如权利要求1所述基于HELM电压灵敏度的配电网电压稳定判定方法,其特征在于:步骤二中配电网潮流的计算过程为:将公式(2)的内嵌纯虚函数代入公式(1)得到:*

其中s表示对s算子求共轭;Yik,trans为非接地支路节点i、k之间的导纳;Vk(s)为k节点的电压全纯函数表达式;Yi,shunt表示i节点的接地导纳;

定义

‑1

其中di[n]为用全纯函数表示的i节点电压的逆函数Vi (s)的s的n次项对应的系数,ci(s)为i节点电压的全纯函数表达式的s级数展开;

将s=0代入公式(4)求得:由公式(6)求出ck[0]:根据S级数的系数相等:dk[0]=1/ck[0]                                (8)当s阶数为1时,根据s的n次方级数的系数相等计算公式(4)得到:其中, 为接地支路电流;当配电网中无接地支路时 Yik,tran=Yik; 表示‑1

用全纯函数表示的i节点电压的逆函数Vi (s)的s的0次项对应的系数的共轭;求解得到ck[1]:

根据公式(4)的s级数的系数相等求得:根据公式(7)的s级数的n次方系数相等得到:根据公式(11)计算得到 根据公式(10)计算得到ck[n];

从而在s=1时,求解公式(12),得到潮流的解:

3.如权利要求1所述基于HELM电压灵敏度的配电网电压稳定判定方法,其特征在于:步骤三中利用HELM方法计算电压对节点注入功率灵敏度即为求解公式(14),过程为:由公式(6)得到ci[0]与节点i的注入功率无关,因此, 均为0;

在公式(10)两边对Pj,Qj求偏导当j=i时:

当j≠i时:

联立公式(15)、(16),解出由公式(12)得到:

由此推出:

同理,在公式(11)的两边对Pj,Qj求偏导得到:当j=i时:

当j≠i时:

求出

由式(12)推出

循环计算公式(15)至公式(21),计算出所有的然后代入公式(14),计算出电压对注入功率的总的非线性灵敏度。

4.如权利要求1所述基于HELM电压灵敏度的配电网电压稳定判定方法,其特征在于:步骤四中利用二机系统推导电压稳定判定原理的过程为:根据二机系统电压向量图得到:其中, 表示系统等值电压向量、 表示系统流过的电流、 表示系统等值发电机极端电压、R表示系统等值电阻、X表示系统等值电抗;

假设 电压的幅值解为:其中P表示有功功率,Q表示无功功率,ZS表示系统等值阻抗;当ZL=ZS时,得到PV或QV曲线的拐点,ZL表示负荷等值阻抗;

即 推出:

其中RL表示负荷等值电阻、XL表示负荷等值电抗;

4

当X=0,P=E/(4R)对于二机系统采用HELM方法计算各阶非线性灵敏度一阶:

由 得C2[0]=C1[0]二阶:

由 得

三阶:

四阶:

所以由C2[0]、C2[1]、C2[2]、C2[3]得令R=0, 得

即由这个一元二次方程的解有实数解得到:

5.如权利要求1所述基于HELM电压灵敏度的配电网电压稳定判定方法,其特征在于:步骤四中使用HELM计算得到6阶电压灵敏度后,使用低阶电压灵敏度减去高阶电压灵敏度,判断电压是否失稳。