一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1，预测及参数化，包括：采用线性预测，求得三个潮流解；选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，预测获得下一个潮流解；步骤2，采用变步长控制函数，根据PV曲线的斜率控制步长；步骤3，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法进行校正。本发明专利技术的改进型连续潮流法，相比于传统的连续潮流法，能够提高准确性、有效性和收敛性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统
本专利技术属于电力系统静态电压稳定分析
，特别涉及一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统。
技术介绍
近几十年来，电力系统电压稳定性研究一直是电力系统的研究热点问题之一。连续潮流法是电力系统静态电压稳定性分析的有效方法，得到了广泛的应用。连续潮流法通过预测、参数化、校正和步长控制四个环节，有效克服了传统的潮流法在PV曲线鼻尖点处潮流雅克比矩阵奇异、潮流计算不收敛的问题。然而，随着经济及电力发展，特别是超高压、远距离直流输电系统的出现，电力系统的规模及复杂性急剧增大，连续潮流法的准确性、收敛性以及计算效率等方面遇到了困难。综上，亟需一种新的基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术的改进型连续潮流法，相比于传统的连续潮流法，能够提高准确性、有效性和收敛性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，包括以下步骤：步骤1，获取第一个准确潮流解、第二个准确潮流解和第三个准确潮流解，包括：根据现有潮流法，求得电力系统第一个准确潮流解；基于第一个准确潮流解，采用线性预测，求得第二个预测潮流解；对第二个预测潮流解进行校正，获得第二个准确潮流解；基于第二个准确潮流解，采用线性预测，求得第三个预测潮流解；对第三个预测潮流解进行校正，获得第三个准确潮流解；步骤2，基于获得的准确潮流解，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解，对获得的预测潮流解进行校正，获得第n个准确潮流解；其中，4≤n≤N，N为潮流解的总个数；选择步长时，采用变步长控制函数，根据PV曲线的斜率控制步长；步骤3，基于获得的准确潮流解，获得PV曲线；基于校正后的PV曲线获得最大功率点；基于最大功率点，实现电力系统静态电压稳定分析；其中，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法对获得的预测潮流解进行校正。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，求解第一个准确潮流解、第二个预测潮流解和第三个预测潮流解的具体步骤包括：根据现有潮流法，求得第一个预测潮流解；选择物理参数化方法增加一维方程，对预估向量进行单位化后再乘以步长，获得第二个预测潮流解；使用割线预测法，获得第三个预测潮流解。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，求解第一个准确潮流解、第二个预测潮流解和第三个预测潮流解的具体步骤包括：根据现有潮流法，求得第一个准确潮流解(xi-1λi-1)；其中，x为系统的电压幅值和相角，λ为负荷因子变量；对电力系统稳态模型，F(x,λ)＝0，(1)式中：F为有功、无功潮流模型；x为系统的电压幅值和相角；λ为负荷因子变量；(1)式两边对x、λ取偏导，得：选择物理参数化方法增加一维方程，式中，行向量ek的第k个元素为1，其余元素为0；-1表示追踪方向沿着功率增长的方向；对预估向量进行单位化后再乘以步长，得第二个预测潮流解，表达式为：式中，步长σ＝0.2～0.8，dλ＝1；使用割线预测，获得第三个预测潮流解，表达式为：本专利技术的进一步改进在于，步骤2中，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解的具体步骤包括：基于混合连续参数选取拉格朗日插值预测方法，根据线性预测得出的三个潮流解，沿着负荷增长的方向，预测获得下一个潮流解；在PV曲线的不同区域，选择不同的连续参数对非线性预测过程中的参数化进行改进。本专利技术的进一步改进在于，步骤2具体包括：通过线性预测得到三个潮流解[xkλk]T，k＝i-3，i-2，i-1；选择连续参数s，构造拉格朗日插值系数，表达式为：式中，si＝si-1+σ；由(6)式得下一个预测潮流解，表达式为：式中，Lk表示拉格朗日插值系数，x为系统的电压幅值和相角，λ为负荷因子变量。本专利技术的进一步改进在于，步骤2中，选择连续参数s的表达式为：式中，|Δλ|＝|λi-1-λi-2|，|ΔVf|＝|Vf,i-1-Vf,i-2|；拉格朗日插值系数的表达式为：式中，Vf,i、λi分别为节点电压幅值和负荷参数的预估值，Vf,i＝Vf,i-1+σ，λi＝λi-1+σ；Vf,i-1、Vf,i-2、Vf,i-3分别为变量Vf的三个已知值；由(9)式获得下一个预测潮流解，表达式为：式中，为系统下一个预测点，xi-3,xi-2,xi-1分别为变量x的三个已知解，λi-3,λi-2,λi-1分别为变量λ的三个已知解，Li-3,Li-2,Li-1表示三个已知解的拉格朗日插值系数。本专利技术的进一步改进在于，步骤2中，变步长控制函数表达式为：式中，ΔVp＝0.02～0.08，为步长常数；K＝0.1～0.8，为步长上限。本专利技术的进一步改进在于，步骤2进行校正时，连续潮流校正环节修正方程为，Adx＝b，(12)式中，A为雅克比矩阵，dx为系统电压幅值和相角的修正量，b为系统的潮流方程功率不平衡量；通过GMRES(m)求解修正方程。本专利技术的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析系统，包括：准确潮流解获取模块，用于获取第一个准确潮流解、第二个准确潮流解和第三个准确潮流解，包括：根据现有潮流法，求得电力系统第一个准确潮流解；基于第一个准确潮流解，采用线性预测，求得第二个预测潮流解；对第二个预测潮流解进行校正，获得第二个准确潮流解；基于第二个准确潮流解，采用线性预测，求得第三个预测潮流解；对第三个预测潮流解进行校正，获得第三个准确潮流解；其中，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法对获得的预测潮流解进行校正；预测潮流解获取及校正模块，用于基于获得的准确潮流解，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解；对获得的预测潮流解进行校正，获得第n个准确潮流解；其中，4≤n≤N，N为潮流解的总个数；选择步长时，采用变步长控制函数，根据PV曲线的斜率控制步长；其中，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法对获得的预测潮流解进行校正；评估分析模块，用于基于获得的准确潮流解，获得PV曲线；基于校正后的PV曲线获得最大功率点；基于最大功率点，实现电力系统静态电压稳定分析。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的改进型连续潮流法，在预测过程中将线性预测和非线性预测有机结合；非线性预测在PV曲线不同区域选择不同的连续参数进行参数化；步长控制过程采取步长随曲线斜率变化的变步长策略；校正过程结合牛顿拉夫逊法与GMR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取第一个准确潮流解、第二个准确潮流解和第三个准确潮流解，包括：根据现有潮流法，求得电力系统第一个准确潮流解；基于第一个准确潮流解，采用线性预测，求得第二个预测潮流解；对第二个预测潮流解进行校正，获得第二个准确潮流解；基于第二个准确潮流解，采用线性预测，求得第三个预测潮流解；对第三个预测潮流解进行校正，获得第三个准确潮流解；/n步骤2，基于获得的准确潮流解，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解，对获得的预测潮流解进行校正，获得第n个准确潮流解；其中，4≤n≤N，N为潮流解的总个数；选择步长时，采用变步长控制函数，根据PV曲线的斜率控制步长；/n步骤3，基于获得的准确潮流解，获得PV曲线；基于校正后的PV曲线获得最大功率点；基于最大功率点，实现电力系统静态电压稳定分析；/n其中，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法对获得的预测潮流解进行校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取第一个准确潮流解、第二个准确潮流解和第三个准确潮流解，包括：根据现有潮流法，求得电力系统第一个准确潮流解；基于第一个准确潮流解，采用线性预测，求得第二个预测潮流解；对第二个预测潮流解进行校正，获得第二个准确潮流解；基于第二个准确潮流解，采用线性预测，求得第三个预测潮流解；对第三个预测潮流解进行校正，获得第三个准确潮流解；
步骤2，基于获得的准确潮流解，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解，对获得的预测潮流解进行校正，获得第n个准确潮流解；其中，4≤n≤N，N为潮流解的总个数；选择步长时，采用变步长控制函数，根据PV曲线的斜率控制步长；
步骤3，基于获得的准确潮流解，获得PV曲线；基于校正后的PV曲线获得最大功率点；基于最大功率点，实现电力系统静态电压稳定分析；
其中，采取牛顿法与GMRES(m)算法相结合的方法对获得的预测潮流解进行校正。


2.根据权利要求1所述的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，步骤1中，求解第一个准确潮流解、第二个预测潮流解和第三个预测潮流解的具体步骤包括：
根据现有潮流法，求得第一个预测潮流解；
选择物理参数化方法增加一维方程，对预估向量进行单位化后再乘以步长，获得第二个预测潮流解；
使用割线预测法，获得第三个预测潮流解。


3.根据权利要求1所述的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，步骤1中，求解第一个准确潮流解、第二个预测潮流解和第三个预测潮流解的具体步骤包括：
根据现有潮流法，求得第一个准确潮流解(xi-1λi-1)；其中，x为系统的电压幅值和相角，λ为负荷因子变量；
对电力系统稳态模型，
F(x,λ)＝0，(1)
式中：F为有功、无功潮流模型；x为系统的电压幅值和相角；λ为负荷因子变量；
(1)式两边对x、λ取偏导，得：



选择物理参数化方法增加一维方程，



式中，行向量ek的第k个元素为1，其余元素为0；-1表示追踪方向沿着功率增长的方向；
对预估向量进行单位化后再乘以步长，得第二个预测潮流解，表达式为：



式中，步长σ＝0.2～0.8，dλ＝1；
使用割线预测，获得第三个预测潮流解，表达式为：





4.根据权利要求1所述的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，步骤2中，选择步长，进行拉格朗日非线性二次插值运算，获得第n个预测潮流解的具体步骤包括：
基于混合连续参数选取拉格朗日插值预测方法，根据线性预测得出的三个潮流解，沿着负荷增长的方向，预测获得下一个潮流解；
在PV曲线的不同区域，选择不同的连续参数对非线性预测过程中的参数化进行改进。


5.根据权利要求1所述的一种基于改进型连续潮流法的电力系统静态电压稳定分析方法，其特征在于，步骤2具体包括：
通过线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小腾，梁航，徐静，赵进全，邓俊，张青蕾，金吉良，刘瑶，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司电力科学研究院，西安交通大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61