一种电力系统静态安全分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力系统的安全控制技术领域，具体的说，是一种电力系统静态 安全分析方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会发展和科技进步，人们对电能的依赖性日趋增强，电力系统与生活更加 息息相关，其安全生产和稳定运行也就愈来愈重要，因此，为保证输电网安全、可靠运行，人 们进行了大量的研究，在电网实际运行中发生故障，进而导致大规模停电事故的可能性己 经很小。目前存在的主要问题是，由于负荷量的增加，居民普遍反映进户容量不足，难以满 足生活用电的需求，而且经常伴随有停电情况。这些多数都是由于电网结构不够完善，供电 安全性、可靠性差等原因造成的，因为电网是向负荷直接供电的系统，因此加强电网建设和 改造，是解决电网的瓶颈问题和开拓电力市场、促进用电消费、拉动国民经济增长的一项重 要措施。
[0003] 而电网规模、容量和覆盖的范围越来越大，电力系统的安全、可靠、经济运行在国 民经济和人民生活中占有越来越重要的地位。故障停电将给用户造成重大经济损失，随着 电力市场的逐渐形成和发展，故障停电还将严重影响到供电方的经济利益。因此保证电力 系统运行安全，防止事故发生和扩大，是供用电双方共同的迫切要求目前，关于安全分析各 功能模块的算法和相应的运行软件不断出现，但主要都是进行简单的事故开断，利用直流 法、分布系数法、补偿法等精度较低的算法进行安全评估。随着电网结构越来越复杂，运行 人员越来越希望知道当发生预想事故以后电网的详细运行情况，希望能够提供合理的安全 对策和调整措施。由于现代地区电网具有更大的灵活性，其静态安全问题也表现出许多特 点。
【发明内容】
[0004] 基于现有技术存在的不足，本发明提供一种电力系统静态安全分析方法，静态安 全分析是对电网给定运行方式进行预想事故分析，对会引起电气设备过载等对电网安全运 行构成威胁的事故进行警示，从而评估配电网的安全水平，找出系统运行的薄弱环节。
[0005] 电力系统静态安全分析可以表示为：在给定潮流分布的等式约束和不等式约束 下，正常运行方式下断开系统中的任何一条线路或发电机，其余线路上的功率和各节点电 压均不超过限制值，描述如下： 设网络共有个节点，条线路,分别为^，约束条件可以表示为：
【主权项】
1. 一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，静态安全分析对象为线路过载、电压 越限、电压崩溃和连锁故障，静态安全分析内容包括静态安全约束、预想事故选择、电压越 限分析、越限风险分析。
2. 如权利要求1所述的一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，静态安全约束 表示为：设网络共有个节点，M条线路,分别为I 1
约束条件可以表示为： 式中i一表示线路^~^单独开断的方式，断开时无负荷孤岛； 表示线路&断开时系统的潮流方程； P1-表示线路A断开后其余线路上的有功功率向量； -表示线路上允许的最大传输有功功率向量； 4一为系统的状态向量； Gf侧肺点、储彻^力軸胃、形力工力軸胃； 一分别为线路断开后发电机有功功率输出向量和无功功率输出向量； [ft ?/_一分别为节点最小电压幅值向量、线路&断开时节点电压向量、节点最 大电压幅值向量， 各发电机的功率输出应该在最大最小输出范围内：
式中Zfia, Ifax-发电机有功输出最小、最大有功输出向量； -发电机无功输出最小、最大有功输出向量， 系统正常运行时进行静态安全扫描，发现潜在的安全隐患，部分线路的断开引起其它 支路功率过载或节点过电压，表明系统此时处于不安全状态或称为脆弱状态，需要制定或 采取预防控制措施，使系统转为安全运行状态，如果由于断线故障导致支路功率过载或节 点过电压现象发生，而且此时系统没有失去稳定，由于输电设备允许有一定的过负荷持续 时间，此时系统处于紧急状态，可通过校正控制使系统回到安全状态，对于已经处于恢复状 态的系统，通过恢复控制来恢复失掉的负荷，如果电网已解列，则使系统重新联网，进入到 正常运行状态。
3. 如权利要求2所述的一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，预想事故的自 动选择公式为
式中：H为每一种预想事故用完全交流潮流进行安全分析所需的总时间 Γ2为加上事故自动选择进行安全分析所需要的总时间， ￥为预想事故总数 I每一种预想事故用完全交流潮流进行安全分析所需的平均时间 为经ACS筛选后违限事故总数 为用ACS法排列时，每一开断情况所需的平均时间。
4. 如权利要求3所述的一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，电力系统电压 越限的数学模型可表示为：
式中：f为系统有功网损最小含电压越限的一个综合惩罚的目标函数；其中为节 点i的电压模值;Lfi为节点i的电压模值限值;^为电压权因子为节点i的无功注 值的所有节点集合；^为无功功率超过规定上、下限值的所有节点集合，胃H，1fI是可调节 的参数，g为系统潮流约束；f=丨]为系统变量，其中，X为系统状态变量;[^为连 续控制变量:?为离散控制变量;^掌^胃为系统变量的运行限制约束。
5. 如权利要求4所述的一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，电压越限的可 能性为
式中，Pr(P)为系统事故i发生的概率;1^15为系统负荷发生波动的概率;P4 为系 统最大负荷极限的概率。
6. 如权利要求5所述的一种电力系统静态安全分析方法，其特征在于，节点低电压的 严重度函数为 \· * j/
式中为节点的低电压风险的严重程度；w为节点的权重因子和&为母线节 点电压风险警戒阈值和节点低电压风险阈值且I之当节点电压小于母线节点电压风险 警戒阈值时发生低电压问题， 节点过电压的严重度函数为 / - \ S
i / 式中,SiV(T)为节点过电压的严重度；w为节点的权重因子；Ks表示节点电压的过电压 临界值;K节点电压的警戒电压临界值K <4时表示节点过载。
【专利摘要】一种电力系统静态安全分析方法，静态安全分析对象为线路过载、电压越限、电压崩溃和连锁故障，通过电力系统静态安全的约束条件、预想事故集的选择以及对于静态电压越限和静态电压越限的风险评估来对电力系统的静态安全进行分析，从而给出安全对策，保障电网的安全稳定运行。
【IPC分类】H02J3-00, G06F19-00
【公开号】CN104734151
【申请号】CN201510146788
【发明人】马新攀
【申请人】河南行知专利服务有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月31日