一種用于大電網的在線安全穩(wěn)定趨勢分析方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種大電網在線仿真與計算分析技術領域的方法，具體講設及一種適 用于大電網的在線安全穩(wěn)定趨勢分析方法。
【背景技術】
[0002] 2003年"8. 14"美加大停電W來，隨著電網運行控制的復雜度提升和非常規(guī)性電 網事故的頻繁發(fā)生，在線動態(tài)安全評估技術已經在電網運行中發(fā)揮著越來越重要的作用， 并在國內外主要大電網中獲得了應用。在線動態(tài)安全評估技技術基于電網實際運行方式， 對其安全狀態(tài)進行綜合評價，及時幫助調度人員掌握電網運行情況并給出輔助措施建議。
[0003] 隨著電力需求持續(xù)快速增長，電網規(guī)模日益擴大，電網復雜程度日益加劇；與此同 時，市場化的推進、大規(guī)模間歇可再生新能源的接入使電力系統(tǒng)運行更多的處于不確定狀 態(tài)下，電網的運行壓力加大，控制難度增加。同時，為有效應對電網運行的多變性，適應風 電、光伏等新能源大規(guī)模接入和FACTS技術廣泛應用的發(fā)展情況，需要進一步提高現(xiàn)有在 線評估技術的時效性。
[0004] 現(xiàn)有的在線動態(tài)安全評估技技術均是周期性（每15分鐘）對電網當前運行方式 進行安全穩(wěn)定性評估，每次仿真分析時間為5-10分鐘，得到仿真分析結論滯后電網運行方 式的變化，特別是電網運行狀態(tài)變化較快時，滯后的仿真分析結論已不能滿足在電網規(guī)模 和復雜度不斷增長背景下指導調度運行人員分析決策的業(yè)務需求。
[0005] 為滿足系統(tǒng)快速、不確定變化帶來的新要求W及調度運行的業(yè)務需求，迫切需要 根據(jù)當前狀態(tài)W及可能的變化（例如負荷快速增長、新能源功率變化等），超前進行安全分 析，預估電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題和發(fā)展趨勢，實現(xiàn)未來狀態(tài)事故前預警，給出相應的預警和決 策信息，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的事故報警向事故預警的新模式轉變。
[0006] 因此，本發(fā)明提供一種適用于大電網的在線安全穩(wěn)定趨勢分析方法。

【發(fā)明內容】

[0007] 為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種適用于大電網的在線安全穩(wěn)定趨勢 分析方法。
[000引實現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為：
[0009] 一種用于大電網的在線安全穩(wěn)定趨勢分析方法，其改進之處在于；所述方法包括 W下步驟：
[0010] I、針對電網當前運行方式進行在線安全穩(wěn)定分析，生成電網當前運行狀態(tài)安全穩(wěn) 定評估結果；
[0011] II、根據(jù)所述電網當前運行方式、超短期負荷預測、超短期新能源預報、實時發(fā)電 計劃和調度操作調整預估電網未來運行方式；
[0012] III、針對所述電網未來運行方式進行在線安全穩(wěn)定分析，生成電網未來運行狀態(tài) 安全穩(wěn)定評估結果；
[0013] IV、確定所述電網當前運行狀態(tài)安全穩(wěn)定評估結果和所述未來運行狀態(tài)安全穩(wěn)定 評估結果；
[0014] V、確定電網安全穩(wěn)定趨勢等級；
[0015] VI、根據(jù)所述定級的結果評估電網未來時刻的演變趨勢。
[0016] 進一步的，所述步驟II中，運用連續(xù)潮流算法逐步過渡到未來運行方式，預估運 行方式的潮流結果與實際量測的吻合度達90% W上的所述電網未來運行方式。
[0017] 進一步的，所述步驟I和所述步驟III中，所述在線安全穩(wěn)定仿真分析包括：靜態(tài) 安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、短路電流計算、小擾動穩(wěn)定分析和電壓穩(wěn)定分析。
[001引進一步的，所述靜態(tài)安全分析和所述暫態(tài)穩(wěn)定分析為針對全網220kV及W上電壓 等級的線路、變壓器和同桿并架雙回線路的預想故障，分別進行熱穩(wěn)定仿真分析和暫態(tài)穩(wěn) 定仿真分析，評估電網N-1和N-2情況下的熱穩(wěn)定問題和暫態(tài)穩(wěn)定問題；
[0019] 所述短路電流計算為計算全網220kV及W上電壓等級的母線單相和S相短路的 電流，評估電網單相和=相短路電流水平；
[0020] 所述小擾動穩(wěn)定分析為對全網線性化和特征值求解，分析頻率在0. 2-2. 5化之間 的機電振蕩模式和參與振蕩的機組；
[0021] 所述電壓穩(wěn)定分析計算指定區(qū)域的電壓穩(wěn)定極限，同時計算所有母線的無功對電 壓靈敏度。
[0022] 進一步的，所述步驟IV中，所述安全穩(wěn)定評估的指標包括；靜態(tài)安全關鍵特征指 柄、暫態(tài)穩(wěn)定關鍵特征指柄、短路電流關鍵特征指柄、小擾動穩(wěn)定關鍵特征指和電壓穩(wěn)定關 鍵特征指標。
[0023] 進一步的，所述靜態(tài)安全分析的關鍵特征信息為越限元件，判斷越限嚴重程度的 特征信息為越限/重載比例，導致越限原因的特征信息為故障元件；
[0024] 所述暫態(tài)穩(wěn)定分析的關鍵特征信息為失穩(wěn)的故障元件，判斷失穩(wěn)嚴重程度的特征 信息依次為失穩(wěn)時刻、失穩(wěn)時的最大功角差或者最低電壓或者最低頻率，導致失穩(wěn)原因的 特征信息為故障類型；
[0025] 所述短路電流計算的關鍵特征信息為短路母線，判斷越限嚴重程度的特征信息為 故障點短路電流，導致短路電流超標的特征信息為短路類型；
[0026] 所述小擾動穩(wěn)定分析的關鍵特征信息為振蕩頻率和機電回路相關比，判斷小擾動 振蕩危險程度的特征信息為阻巧比，描述小擾動穩(wěn)定振蕩區(qū)域特征信息為分群信息；
[0027] 所述電壓穩(wěn)定分析的關鍵特征信息為薄弱母線，判斷越限嚴重程度的特征信息為 電壓穩(wěn)定極限，反映無功對電壓支撐水平的特征信息為靈敏度信息。
[002引進一步的，所述步驟V中，根據(jù)當前運行狀態(tài)和未來運行狀態(tài)下的電網進行評估， 確定電網安全穩(wěn)定趨勢等級。
[0029] 進一步的，所述電網安全穩(wěn)定趨勢等級包括：
[0030] (1)新增級：與所述當前運行方式相比，電網在未來運行方式出現(xiàn)新的安全隱患 問題；
[0031] (2)不安全惡化級：電網在所述當前運行方式下已存在安全隱患，在所述未來運 行方式的安全穩(wěn)定問題變得愈加嚴重；
[0032] (3)不安全保持級：電網在所述當前運行方式下已存在安全隱患，在所述未來運 行方式下仍然保持不變；
[0033] (4)減輕級：電網在所述當前運行方式下已存在安全隱患，在未所述來運行方式 安全穩(wěn)定問題已減輕，但仍處于不安全狀態(tài)；
[0034] (5)安全保持級；電網在所述當前運行方式和所述未來運行方式均安全；
[0035] (6)安全惡化級；電網在所述當前運行方式下安全，在所述未來運行方式有向不 安全的趨勢發(fā)展，但仍處于安全狀態(tài)；
[0036] (7)不安全消失級：電網在所述當前運行方式下已存在安全隱患，在所述未來運 行方式下電網處于安全狀態(tài)。
[0037] 與最接近的現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[003引 1、本發(fā)明提供的方法在實際應用中的各項計算結果滿足在線應用要求，分析生成 的電網運行變化趨勢信息，可W讓調度員不僅知道當前電網的穩(wěn)定情況，而且能預知電網 即將發(fā)生哪些重大穩(wěn)定狀態(tài)變化，為調度運行人員提前掌握電網運行趨勢，處理電網安全 隱患提供了新的技術手段并預留了足夠的處理時間，能全面提高電網調度控制的預判能 力，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的事故報警向事故預警的模式轉變，整體提升了調度運行水平，可更好地 保障國家電網的安全穩(wěn)定經濟運行。
[0039] 2、本發(fā)提供的方法通過實現(xiàn)對電網故障的預防控制，減少電網出現(xiàn)大面積停電的 概率，提升電網對新能源的消納水平，降低電網事故給國家和社會帶來的經濟損失，減少停 電對人民生活的影響，有利于保持社會安定，具有廣泛的推廣應用前景。
[0040] 3、本發(fā)明提供的方法中，基于電網當前運行方式和未來運行方式的詳細仿真分析 結果，提取電網運行關鍵特征指標，對電網安全穩(wěn)定趨勢進行定級，綜合評價電網從當前運 行狀態(tài)（起點）到未來運行狀態(tài)（終點）該段期間內電網變化的安全趨勢，向調度運行人員 提供電網運行趨勢，為調度運行人員預留足夠的時間進行分析決策，實現(xiàn)真正的預防控制。
[0041] 4、本發(fā)明提供的方法中，基于電網當前運行方式、實時發(fā)電計劃、超短期負荷預 巧。、超短期新能源預報、超短期交易計劃和檢修計劃等在線周期性（每15分鐘）預估電網 未來運行方式（15到60分鐘），能針對電網未來運行方式進行詳細的仿真分析，具體包括靜 態(tài)安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、短路電流計算、小擾動穩(wěn)定分析和電壓穩(wěn)定分析，從而能全面 提高電網調度控制的預判能力。
【附圖說明】
[0042] 圖1為本實施例中用于大電網的在線安全