【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源场站安全分析，特别涉及一种基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法。
技术介绍
1、“碳达峰、碳中和”的目标提出以来，以清洁能源为主导的新型电力系统的构筑己成为中国未来能源电力的主要发展方向，高比例新能源接入将成为现代电力系统的基本特征和发展形态。然而，不断增加的负荷需求，更加接近系统极限的运行条件，更大的互联电网以及更多通过电力电子元器件连接的新能源机组使得现代电力系统变得更加复杂，电力系统运行面临着更为严峻的挑战。为了提供安全可靠的电力服务，必须保持这些现代电力系统和供电设备的稳定性。现代电力系统规模的增长和演变以及电力系统接近极限的运行条件导致了不同形式的不稳定性问题。因此，现代电力系统的稳定性对于电网的安全运行变得越来越重要。
2、电力系统的暂态稳定性，也被称为“首次摆动”稳定性，是指电力系统遭受较大干扰之后，各台同步发电机维持同步旋转并转换到新的状态或恢复到原有稳定工作状态的能力。暂态失稳也是导致大面积停电事故发生的主要因素，大面积电力系统停电事故的发生会严重影响人民生产生活，并造成巨大的经济损失。应用于传统电力系统的李雅普诺夫函数构建方法只适用于指定模型，主要采用能量函数与平方和规划的方法，平方和规划方法仅限于多项式系统，对于非多项式系统需要先用泰勒展开式近似运动方程，然后根据近似的多项式方程计算稳定域。有新能源接入的电力系统与传统的电力系统相比，特性更为复杂，应用于传统电力系统的李雅普诺夫函数的构建方法对于复杂系统存在不可积的问题难以获得能量函数，无法处理不同形式的非线性系
技术实现思路
1、为了能够解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供了一种构建难度低、不同形式非线性系统通用、暂态稳定性评估快速准确的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，包括以下步骤：
3、获取新能源电力系统的新能源并网点电压、新能源并网点电压相角、同步机内电势、线路电纳和同步机转子位置角；
4、根据所述新能源并网点电压、所述新能源并网点电压相角、所述同步机内电势、所述线路电纳和所述同步机转子位置角获得同步机输出功率；所述同步机输出功率为：
5、；
6、式中，为第台同步机输出功率，为第台同步机内电势，为当前同步机序号，为同步机序号，为同步机总数，为第台同步机内电势，为第台同步机与第台同步机间的线路电纳，为第台同步机转子位置角，为第台同步机转子位置角，为新能源并网点序号，为新能源并网点总数，为第个新能源并网点电压，为第台同步机与第个新能源并网点间的线路电纳，为第个新能源并网点电压相角；
7、基于所述新能源电力系统，获取同步机惯性常数、同步机原动机功率和同步机惯性中心时间常数；
8、根据所述同步机惯性常数、所述同步机原动机功率、同步机惯性中心时间常数和所述同步机输出功率获得同步机转子运动方程，所述同步机转子运动方程的状态变量为同步机转子位置角和同步机转子角速度；
9、根据所述同步机转子运动方程构建基于所述新能源电力系统的同步机的李雅普诺夫函数；
10、根据所述李雅普诺夫函数获得同步机关于所述状态变量的稳定域边界；
11、基于所述稳定域边界，根据故障后状态变量的实时数值判断所述同步机的暂态稳定性。
12、进一步地，所述新能源并网点电压为：
13、；
14、所述新能源并网点电压相角为：
15、；
16、式中，为第个新能源并网点电压，为第个新能源并网点自电抗，为同步机序号，为同步机总数，为第台同步机内电势，为第台同步机与第个新能源并网点间的电抗，为第台同步机转子位置角，为第个新能源并网点注入电流，为第个新能源并网点电压相角。
17、进一步地，所述同步机转子运动方程为：
18、；
19、式中：
20、；
21、；
22、式中，为第台同步机转子位置角，为第台同步机转子角速度，为第台同步机惯性时间常数，为第台同步机原动机功率，为第台同步机输出功率，为台同步机惯性中心时间常数，为台同步机惯性中心功率，为当前同步机序号，为同步机总数。
23、进一步地，构建所述李雅普诺夫函数的步骤为：
24、基于所述同步机转子运动方程，在预设区域内获取样本集，所述样本集为所述状态变量的数值的集合；
25、初始化神经网络的参数和迭代次数；
26、基于所述样本集和所述神经网络的参数获得输出标量函数；
27、根据所述样本集、所述神经网络的参数、所述输出标量函数和所述运动方程获得输出风险函数；
28、输入或设置所述神经网络的运行参数，所述运行参数包括输入维数、输出维数、隐藏层维数、学习率和最大迭代次数；根据所述同步机转子运动方程获得所述输入维数，根据所述输出标量函数获得所述输出维数；
29、获取所述神经网络的激活函数；
30、基于所述运行参数、所述神经网络的参数、所述迭代次数、所述激活函数、所述输出标量函数和所述输出风险函数运行所述神经网络，获得输出函数；
31、根据所述输出函数获得基于所述新能源电力系统的同步机的李雅普诺夫函数。
32、进一步地，所述神经网络的运行步骤为：
33、步骤1：判断是否成立，式中，为迭代次数，为最大迭代次数：
34、不成立，则修改所述预设区域或所述样本集；
35、成立，则运行所述神经网络；
36、步骤2：根据所述输出风险函数更新所述神经网络的参数，根据所述输出标量函数获得所述输出函数；
37、步骤3：判断所述输出函数是否满足输出验证条件：
38、若所述输出函数不满足所述输出验证条件，则令，重复所述步骤1至所述步骤2；
39、若所述输出函数满足所述输出验证条件，则所述输出函数为所述李雅普诺夫函数。
40、进一步地，所述输出风险函数为：
41、；
42、式中：
43、，
44、；
45、式中，为输出风险函数，为状态变量的数值，为神经网络的参数，为样本总数，为样本序号，为第个样本状态变量的数值，为同步机转子运动方程对应的函数，为关于的偏微分，表示转置，为的约束函数，为的约束函数，为输出标量函数，为输出函数距离原点的边距，为输出函数的导数距离原点的边距，≥0，≥0，为输出函数，为输出函数的导数。
46、进一步地，判断所述输出函数是否满足输出验证条件的步骤为：
47、基于解算器，根据所述样本集和所述输出函数获得验证函数，所述验证函数为；
48、；
49、式中：为验证函数，为样本总数，为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述新能源并网点电压为：
3.根据权利要求1或2所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述同步机转子运动方程为：
4.根据权利要求3所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，构建所述李雅普诺夫函数的步骤为：
5.根据权利要求4所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述神经网络的运行步骤为：
6.根据权利要求5所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述输出风险函数为：
7.根据权利要求5所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，判断所述输出函数是否满足输出验证条件的步骤为：
8.根据权利要求7所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，当所述验证函数不
9.根据权利要求5-8任一项所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述输出验证条件为：
10.根据权利要求4所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，隐藏层维数为7。
...【技术特征摘要】
1.一种基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述新能源并网点电压为：
3.根据权利要求1或2所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述同步机转子运动方程为：
4.根据权利要求3所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，构建所述李雅普诺夫函数的步骤为：
5.根据权利要求4所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述神经网络的运行步骤为：
6.根据权利要求5所述的基于李雅普诺夫函数的新能源电力系统安全稳定分析方法，其特征在于，所述输出风险函数为：
【专利技术属性】
技术研发人员：王彤，王潇桐，韩梓畅，王增平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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