CN104901316B - 一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，本方法通过电力***暂态数值仿真得到事故后各状态量的轨迹，求解暂态安全稳定性裕度指标向量，通过暂态安全稳定性约束条件判断是否需要进行求解紧急切负荷措施；通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法求解暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵，将暂态安全稳定约束条件线性化；可以保证故障后***的暂态安全稳定性，包括暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性，并减少了切负荷代价，提高了措施的经济性。通过轨迹灵敏度，将暂态安全稳定条件线性化，将原问题转化为线性规划问题，并迭代求解，收敛速度很快。

Description

一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法。

背景技术

随着电力需求增加，为满足电力需求，电力***的大容量电源逐渐增加，如大容量火电机组的建设、特高压交直流接入等，在制定电力***紧急切负荷控制措施时，就需要考虑由于这些大容量电源退出运行导致的大容量电源缺额事故。

大容量电源缺额事故属于短时间内会导致***暂态安全稳定性严重恶化的极端事故。暂态安全稳定性包括暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性三个方面。当这类极端事故发生时，由于***功率不平衡量很大，***暂态安全稳定性严重恶化，可能会导致暂态功角不稳定、暂态频率不安全和暂态电压不安全，并诱发功角失稳、频率崩溃和电压崩溃等严重后果，电力***将无法保证向用户供电的可靠性。以往低频减载等轨迹驱动型的紧急切负荷控制措施在防御这类极端事故时，需要***的某些状态量偏离正常运行范围，并达到设定的门槛值时，才会触发动作，这会延误了控制时机，导致切负荷代价很大，经济性差，甚至控制效果无法满足电力***安全稳定运行的要求；或是没有兼顾***的暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性，难以保证事故后电力***的暂态安全稳定性。

可见，提出一种防御大容量电源缺额事故后，保证电力***暂态安全稳定性和经济性的紧急切负荷控制方法是十分有必要的。该方法应保证暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性满足要求，以尽可能少的切负荷代价抑制***失稳，形成紧急切负荷控制措施。该控制措施应是事件驱动型的，即在检测到事故发生后，按照措施立即切除部分负荷，改善***的暂态安全稳定性。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，该方法有效的解决传统紧急切负荷控制措施在防御大容量电源缺额事故时切负荷量过大，经济性差，没有考虑同时保证***的暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性的问题，基于轨迹灵敏度，在保证电力***暂态安全稳定性的前提下，制定使切负荷代价最小的控制措施，提高措施的经济性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，包括以下步骤：

(1)采集电力***数据，确定切负荷节点的个数，形成切负荷控制向量；确定各个切负荷节点的可切负荷量的最大值，形成最大切负荷量向量；

(2)设置监视轨迹、暂态安全稳定性判别参数和暂态数值仿真参数，用于判断是否安全稳定；

(3)针对预想事故，通过电力***暂态数值仿真得到事故后监视轨迹，计算暂态安全稳定性裕度指标向量，判断是否满足暂态安全稳定性约束条件，若满足，则不需要采取紧急切负荷措施，求解结束；否则进入步骤(4)；

(4)开始迭代求解紧急切负荷数学模型，得到切负荷控制向量，通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法计算暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵，将暂态安全稳定性约束条件线性化；

(5)求解由紧急切负荷数学模型转化得到的线性规划问题，计算迭代的切负荷控制向量的改变量和切负荷控制向量；

(6)判断迭代求得的切负荷控制向量是否满足收敛条件，若满足，则将该切负荷控制向量作为最优解，并结束求解；否则执行步骤(4)，继续迭代求解；

(7)根据得到的切负荷控制向量，制定紧急切负荷控制措施预案，启动条件设置为检测到故障发生则立即执行。

所述步骤(1)中，电力***数据包括节点参数、线路参数、发电机和负荷参数。

所述步骤(1)中，确定切负荷节点的个数，形成切负荷控制向量P；确定各个切负荷节点的可切负荷量的最大值，形成最大切负荷量向量切负荷节点的选择和各个切负荷节点的可切负荷量的最大值由用户自定义：

P＝[p₁,p₂,...,p_N]

其中，N表示切负荷节点的个数。

所述步骤(2)中，设置监视轨迹、暂态安全稳定性判别参数和暂态数值仿真参数，监视轨迹包括发电机功角轨迹和频率轨迹，以及母线电压轨迹；暂态安全稳定性判别参数包括频率二元表和电压二元表；暂态数值仿真参数包括电力***暂态数值仿真时长T和仿真步长Δt。

所述步骤(2)中，频率二元表的形式为(f_cr,t_cr)，用于判断暂态频率安全性，其中f_cr为频率偏移门槛值，t_cr为频率偏移最大容许时间，当暂态数值仿真过程中频率轨迹持续超过f_cr的时间大于t_cr时，则认为暂态频率不安全，频率二元表有若干个；

电压二元表的形式为(V_cr,t_cr)，用于判断暂态电压安全性，其中V_cr为电压偏移门槛值，t_cr为电压偏移最大容许时间，当暂态数值仿真过程中电压轨迹持续超过V_cr的时间大于t_cr时，则认为暂态电压不安全，电压二元表有若干个；

电力***暂态数值仿真时长T是故障发生初始时刻到暂态过程终止时刻所经历的时长。

所述步骤(3)中，针对预想事故，通过电力***暂态数值仿真得到事故后监视轨迹；计算暂态安全稳定性裕度指标向量η，判断是否满足暂态安全稳定性约束条件：

η＞ε

其中，ε为暂态安全稳定性临界值向量；

若满足，则不需要采取紧急切负荷措施，求解结束；否则进入步骤(4)，开始迭代求解下述紧急切负荷数学模型，得到切负荷控制向量P：

s.t.

其中，为切负荷代价目标函数，C_i为第i个切负荷量p_i的成本；η＞ε为暂态安全稳定性约束条件；为切负荷量约束条件。

所述步骤(3)中，暂态安全稳定性裕度指标向量η和暂态安全稳定性临界值向量ε表达如下：

其中，η_δ为暂态功角稳定性裕度指标，η_f为暂态频率安全性裕度指标，η_V为暂态电压安全性裕度指标；ε_δ是暂态功角稳定性临界值，ε_f是暂态频率安全性临界值，ε_V是暂态电压安全性临界值；

暂态安全稳定性约束条件η＞ε是由暂态功角稳定性约束条件η_δ＞ε_δ、暂态频率安全性约束条件η_f＞ε_f和暂态电压安全性约束条件η_V＞ε_V统一写成的紧凑形式：

暂态功角稳定性裕度指标η_δ基于EEAC(Extended Equal Area Criterion)计算得到。

暂态频率安全性裕度指标η_f由考虑累积效应的频率偏移安全裕度指标来衡量，通过下式计算暂态频率安全性裕度指标η_f：

η_f＝min(η_f,i,j),0≤i≤N_f,0≤j≤M_f

其中，N_f为被监视的发电机频率轨迹的个数，M_f为设置的频率二元表的个数；η_f,i,j表示第i个被监视的频率轨迹f_i在第j个频率二元表(f_cr,j,t_cr,j)衡量下的暂态频率安全性裕度指标，t为积分起始时间，f_N为电力***额定频率；

暂态电压安全性裕度指标η_V由考虑累积效应的电压偏移安全裕度指标来衡量，通过下式计算暂态电压安全性裕度指标η_V：

η_V＝min(η_V,i,j),0≤i≤N_V,0≤j≤M_V

其中，N_V为被监视的母线电压轨迹的个数，M_V为设置的电压二元表的个数；η_V,i,j表示第i个被监视的电压轨迹V_i在第j个电压二元表(V_cr,j,t_cr,j)衡量下的暂态电压安全性裕度指标，t为积分起始时间，V_N为电力***额定电压。

所述步骤(4)中，通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法计算暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵A，将暂态安全稳定约束条件线性化为如下形式：

η＝η(P^(k))+AΔP^(k+1)＞ε

其中，k表示当前的求解已经过的迭代求解次数，η(P^(k))表示在第k次迭代求得的切负荷控制向量P^(k)的作用下的暂态安全稳定性裕度，ΔP^(k+1)为本次迭代求解的切负荷控制向量的改变量，具有如下形式：

ΔP＝[Δp₁,Δp₂,...,Δp_N]

所述步骤(4)中，轨迹灵敏度矩阵A具有以下形式的表达式：

其中，a_δi是暂态功角稳定性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_fi是暂态频率安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_Vi是暂态电压安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，轨迹灵敏度通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法，用下式求得：

其中，η_δ(P^(k))、η_f(P^(k))和η_V(P^(k))分别为在切负荷控制向量P^(k)下求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；η_δ(P^(k),τ_i)、η_f(P^(k),τ_i)和η_V(P^(k),τ_i)分别为在切负荷控制向量P^(k)下，对第i个切负荷量p_i施加摄动量τ_i后求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；摄动值τ_i是一个正数，在计算各裕度指标时，需要首先通过暂态数值仿真获得对应切负荷方案下的功角轨迹、频率轨迹和电压轨迹，进而得到各裕度指标的值。

所述步骤(5)中，通过步骤(4)中得到的线性化的暂态安全稳定约束条件，将紧急切负荷数学模型转化为线性规划问题：

s.t.

通过线性规划求解得到本次迭代的切负荷控制向量的改变量ΔP^(k+1)，本次的切负荷控制向量P^(k+1)按下式求得：

P^(k+1)＝P^(k)+ΔP^(k+1)

所述步骤(6)中，收敛条件包含以下3个方面：

1)至少有一个暂态稳定裕度指标处于临界状态，即满足下式：

η_δ-ε_δ＜Δε或η_f-ε_f＜Δε或η_V-ε_V＜Δε

其中，临界状态门槛值Δε是一个正数；

2)总切负荷量的变化小于门槛值ε_load，即满足下式：

3)各切负荷量的变化小于门槛值ε_p，即满足下式：

本发明的有益效果为：

(1)该求解方法得到的紧急切负荷措施为事件驱动型，即检测到事件发生就立刻执行，及时遏制暂态失稳的趋势，提高了电力***防御风险的能力；

(2)该求解方法同时顾及了暂态功角稳定性、暂态频率安全性和暂态电压安全性，保证事故后***的暂态安全稳定性；

(3)采用迭代收敛的方法，在每次迭代中，利用了轨迹灵敏度量化了切负荷量对暂态安全稳定性的影响，将原问题转化为线性规划问题，可以通过现有的线性规划求解方法快速求解，加快了求解速度，经过很少的迭代，就可以收敛到一个最优解，收敛速度很快；

(4)电力企业可以通过较小的切负荷代价对严重事故进行防御；

(5)减少事故导致的停电范围，降低对人民正常生产生活的影响。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，包括以下步骤：

步骤1：通过计算机读入电力***数据，包括节点参数、线路参数、发电机、负荷参数等。

步骤2：确定切负荷节点的个数，形成切负荷控制向量P；确定各个切负荷节点的可切负荷量的最大值，形成最大切负荷量向量切负荷节点的选择和各个切负荷节点的可切负荷量的最大值可以由用户自定义：

P＝[p₁,p₂,...,p_N]

其中，N表示切负荷节点的个数。

步骤3：设置监视轨迹、暂态安全稳定性判别参数和暂态数值仿真参数。监视轨迹包括发电机功角轨迹和频率轨迹，以及母线电压轨迹。暂态安全稳定性判别参数包括频率二元表和电压二元表。暂态数值仿真参数包括电力***暂态数值仿真时长T和仿真步长Δt等。

步骤4：针对预想事故，通过电力***暂态数值仿真得到事故后各状态量的轨迹。计算暂态安全稳定性裕度指标向量η，判断是否满足暂态安全稳定性约束条件：

η＞ε

其中，ε为暂态安全稳定性临界值向量。

若满足，则不需要采取紧急切负荷措施，求解结束；否则进入步骤5，开始迭代求解下述紧急切负荷数学模型，得到切负荷控制向量P：

s.t.

其中，为切负荷代价目标函数，C_i为第i个切负荷量p_i的成本；η＞ε为暂态安全稳定性约束条件；为切负荷量约束条件。

步骤5：通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法计算暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵A，将暂态安全稳定约束条件线性化为如下形式：

η＝η(P^(k))+AΔP^(k+1)＞ε

其中，k表示当前的求解已经过的迭代求解次数，η(P^(k))表示在第k次迭代求得的切负荷控制向量P^(k)的作用下的暂态安全稳定性裕度，ΔP^(k+1)为本次迭代求解的切负荷控制向量的改变量，具有如下形式：

ΔP＝[Δp₁,Δp₂,...,Δp_N]

通过暂态安全稳定约束条件线性化将紧急切负荷数学模型转化为线性规划问题：

s.t.

通过线性规划可以求解得到本次迭代的切负荷控制向量的改变量ΔP^(k+1)。本次的切负荷控制向量P^(k+1)按下式求得：

P^(k+1)＝P^(k)+ΔP^(k+1)

步骤6：求解由原问题转化得到的线性规划问题。

步骤7：判断迭代求得的切负荷控制向量是否满足收敛条件，若满足，则将该切负荷控制向量作为最优解，并结束求解；否则执行步骤5，继续迭代求解。

步骤8：按照步骤7得到的切负荷控制向量，制定紧急切负荷控制措施预案，启动条件设置为检测到故障发生则立即执行。

步骤3中，频率二元表的形式为(f_cr,t_cr)，用于判断暂态频率安全性。其中f_cr为频率偏移门槛值，t_cr为频率偏移最大容许时间。当暂态数值仿真过程中频率轨迹持续超过f_cr的时间大于t_cr时，则认为暂态频率不安全。频率二元表可以有多个。

电压二元表的形式为(V_cr,t_cr)，用于判断暂态电压安全性。其中V_cr为电压偏移门槛值，t_cr为电压偏移最大容许时间。当暂态数值仿真过程中电压轨迹持续超过V_cr的时间大于t_cr时，则认为暂态电压不安全。电压二元表可以有多个。

电力***暂态数值仿真时长T是故障发生初始时刻到暂态过程终止时刻所经历的时长。

所述的步骤4中，暂态安全稳定性裕度指标向量η和暂态安全稳定性临界值向量ε表达如下：

其中，η_δ为暂态功角稳定性裕度指标，η_f为暂态频率安全性裕度指标，η_V为暂态电压安全性裕度指标；ε_δ是暂态功角稳定性临界值，ε_f是暂态频率安全性临界值，ε_V是暂态电压安全性临界值。

暂态安全稳定性约束条件η＞ε是由暂态功角稳定性约束条件η_δ＞ε_δ、暂态频率安全性约束条件η_f＞ε_f和暂态电压安全性约束条件η_V＞ε_V统一写成的紧凑形式：

暂态功角稳定性裕度指标η_δ基于EEAC(Extended Equal Area Criterion)计算得到。

暂态频率安全性裕度指标η_f由考虑累积效应的频率偏移安全裕度指标来衡量。通过下式计算暂态频率安全性裕度指标η_f：

η_f＝min(η_f,i,j),0≤i≤N_f,0≤j≤M_f

其中，N_f为被监视的发电机频率轨迹的个数，M_f为设置的频率二元表的个数；η_f,i,j表示第i个被监视的频率轨迹f_i在第j个频率二元表(f_cr,j,t_cr,j)衡量下的暂态频率安全性裕度指标，t为积分起始时间，f_N为电力***额定频率。

暂态电压安全性裕度指标η_V由考虑累积效应的电压偏移安全裕度指标来衡量。通过下式计算暂态电压安全性裕度指标η_V：

η_V＝min(η_V,i,j),0≤i≤N_V,0≤j≤M_V

其中，N_V为被监视的母线电压轨迹的个数，M_V为设置的电压二元表的个数；η_V,i,j表示第i个被监视的电压轨迹V_i在第j个电压二元表(V_cr,j,t_cr,j)衡量下的暂态电压安全性裕度指标，t为积分起始时间，V_N为电力***额定电压。

所述的步骤5中，轨迹灵敏度矩阵A具有以下形式的表达式：

其中，a_δi是暂态功角稳定性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_fi是暂态频率安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_Vi是暂态电压安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度。轨迹灵敏度可以通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法，用下式求得：

其中，η_δ(P^(k))、η_f(P^(k))和η_V(P^(k))分别为在切负荷控制向量P^(k)下求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；η_δ(P^(k),τ_i)、η_f(P^(k),τ_i)和η_V(P^(k),τ_i)分别为在切负荷控制向量P^(k)下，对第i个切负荷量p_i施加摄动量τ_i后求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；摄动值τ_i是一个很小的正数。在计算各裕度指标时，需要首先通过暂态数值仿真获得对应切负荷方案下的功角轨迹、频率轨迹和电压轨迹，进而得到各裕度指标的值。

所述的步骤7中，收敛条件包含以下3个方面：

1)至少有一个暂态稳定裕度指标处于临界状态，即满足下式：

η_δ-ε_δ＜Δε或η_f-ε_f＜Δε或η_V-ε_V＜Δε

其中，临界状态门槛值Δε是一个很小的正数。

2)总切负荷量的变化小于门槛值ε_load，即满足下式：

3)各切负荷量的变化小于门槛值ε_p，即满足下式：

本发明方法考虑一个148节点的电力***，内含44台发电机，57个负荷，***总发电量为5155MW。

由第一步利用计算机读入电力***数据，包含222条线路的参数，44台发电机的参数，57个负荷的参数等，***的发电机模型均采用高阶动态模型，并有励磁***和调速***。初始时刻发生4台发电机切除故障，共切除1810MW发电量，切负荷控制时刻0.2s。***的额定频率为50Hz，标幺值形式的额定电压为1.0。

由第二步，选取可切负荷量最大的15个负荷，形成切负荷控制向量和最大切负荷量向量。各负荷的最大切负荷量如表1所示：

表1各负荷的最大切负荷量

负荷编号	最大切负荷量/MW
		A	265
B	230
		C	192
D	190
		E	190
F	180
		G	180
H	180
		I	170
J	165
		K	164
L	145
		M	140
N	140
		O	130

由第三步，监视所有未切除的40台发电机的功角轨迹和频率轨迹，监视所有57个带负荷母线的电压轨迹。设置一个频率二元表(49.0,1.0)，设置一个电压二元表(0.75,1.0)。电力***暂态数值仿真时长T设为10s。

由第四步，通过调用BPA对***进行暂态数值仿真，仿真步长为0.01s，得到功角轨迹、频率轨迹和电压轨迹。***的暂态功角稳定裕度临界值ε_δ、暂态频率安全性临界值ε_f和暂态电压安全性临界值ε_V均设为0。计算暂态安全稳定性裕度指标，得到暂态功角稳定性裕度指标η_δ为0.90994，暂态频率安全性裕度指标η_f为-0.92998，暂态电压安全性裕度指标η_V为-0.28726。显然无法满足暂态安全稳定性约束条件，出现了暂态频率不安全和暂态电压不安全，需要制定紧急切负荷措施。

由第五步至第七步，设置迭代求解的初始切负荷控制向量P⁽⁰⁾＝0(即不采取任何控制措施)，反复迭代求解。求解轨迹灵敏度时，摄动值设为30MW。收敛条件中，各门槛值设为：

Δε＝0.0001,ε_load＝0.2MW,ε_p＝0.1MW

在第八步中，将求得切负荷控制向量作为电力***紧急切负荷控制措施，控制各个负荷的切除量，并等比例的切除对应的无功。保证电力***暂态安全稳定性的前提下，提高措施的经济性。各负荷的切负荷量的求解结果如

表2所示。

表2各负荷的切负荷量

负荷编号	切负荷量/MW
		A	0
B	230
		C	0
D	190
		E	0
F	9.72
		G	180
H	0
		I	0
J	0
		K	0
L	0
		M	140
N	0
		O	128.09

只需要8次即可收敛至最优解共需切除877.81MW负荷。实施紧急切负荷控制措施后，电力***的暂态功角稳定性裕度指标为0.96263，暂态频率安全性裕度指标为0.00008，暂态电压安全性裕度指标为0.00001，说明求得的措施能保证故障后电力***的暂态安全稳定性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)采集电力***数据，确定切负荷节点的个数，形成切负荷控制向量；确定各个切负荷节点的可切负荷量的最大值，形成最大切负荷量向量；切负荷节点的选择和各个切负荷节点的可切负荷量的最大值可以由用户自定义；

(2)设置监视轨迹、暂态安全稳定性判别参数和暂态数值仿真参数，用于判断是否安全稳定；

(3)针对预想事故，通过电力***暂态数值仿真得到事故后监视轨迹，计算暂态安全稳定性裕度指标向量，判断是否满足暂态安全稳定性约束条件，若满足，则不需要采取紧急切负荷措施，求解结束；否则进入步骤(4)，开始迭代求解紧急切负荷数学模型，得到迭代后的切负荷控制向量；

(4)通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法计算暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵，将暂态安全稳定性约束条件线性化；

(5)求解由紧急切负荷数学模型转化得到的线性规划问题，计算转化后的切负荷控制向量的改变量和转化后的切负荷控制向量；

(6)判断求得的转化后的切负荷控制向量是否满足收敛条件，若满足，则将该切负荷控制向量作为最优解，并结束求解；否则执行步骤(4)，继续迭代求解；

(7)根据得到最优解的切负荷控制向量，制定紧急切负荷控制措施预案，启动条件设置为检测到故障发生则立即执行。

2.如权利要求1所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(1)中，电力***数据包括节点参数、线路参数、发电机和负荷参数，

确定切负荷节点的个数，形成切负荷控制向量P；确定各个切负荷节点的可切负荷量的最大值，形成最大切负荷量向量切负荷节点的选择和各个切负荷节点的可切负荷量的最大值由用户自定义：

P＝[p₁,p₂,...,p_N]

其中，N表示切负荷节点的个数。

3.如权利要求2所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(2)中，设置监视轨迹、暂态安全稳定性判别参数和暂态数值仿真参数，监视轨迹包括发电机功角轨迹和频率轨迹，以及母线电压轨迹；暂态安全稳定性判别参数包括频率二元表和电压二元表；暂态数值仿真参数包括电力***暂态数值仿真时长T和仿真步长Δt。

4.如权利要求3所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(2)中，频率二元表的形式为(f_cr,t_cr)，用于判断暂态频率安全性，其中f_cr为频率偏移门槛值，t_cr为频率偏移最大容许时间，当暂态数值仿真过程中频率轨迹持续超过f_cr的时间大于t_cr时，则认为暂态频率不安全，频率二元表有若干个；

电压二元表的形式为(V_cr，t‘_cr)，用于判断暂态电压安全性，其中V_cr为电压偏移门槛值，t‘_cr为电压偏移最大容许时间，当暂态数值仿真过程中电压轨迹持续超过V_cr的时间大于t‘_cr时，则认为暂态电压不安全，电压二元表有若干个；

电力***暂态数值仿真时长T是故障发生初始时刻到暂态过程终止时刻所经历的时长。

5.如权利要求4所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(3)中，针对预想事故，通过电力***暂态数值仿真得到事故后各状态量的轨迹；计算暂态安全稳定性裕度指标向量η，判断是否满足暂态安全稳定性约束条件：

η＞ε

其中，ε为暂态安全稳定性临界值向量；

若满足，则不需要采取紧急切负荷措施，求解结束；否则进入步骤(4)，开始迭代求解下述紧急切负荷数学模型，得到切负荷控制向量P：

s.t.

其中，为切负荷代价目标函数，C_i为第i个切负荷量p_i的成本；η＞ε为暂态安全稳定性约束条件；为切负荷量约束条件。

6.如权利要求5所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(3)中，暂态安全稳定性裕度指标向量η和暂态安全稳定性临界值向量ε表达如下：

其中，η_δ为暂态功角稳定性裕度指标，η_f为暂态频率安全性裕度指标，η_V为暂态电压安全性裕度指标；ε_δ是暂态功角稳定性临界值，ε_f是暂态频率安全性临界值，ε_V是暂态电压安全性临界值；

暂态安全稳定性约束条件η＞ε是由暂态功角稳定性约束条件η_δ＞ε_δ、暂态频率安全性约束条件η_f＞ε_f和暂态电压安全性约束条件η_V＞ε_V统一写成的紧凑形式：

暂态功角稳定性裕度指标η_δ基于EEAC(Extended Equal Area Criterion)计算得到，

暂态频率安全性裕度指标η_f由考虑累积效应的频率偏移安全裕度指标来衡量，通过下式计算暂态频率安全性裕度指标η_f：

η_f＝min(η_f,i,j),0≤i≤N_f,0≤j≤M_f

其中，N_f为被监视的发电机频率轨迹的个数，M_f为设置的频率二元表的个数；η_f,i,j表示第i个被监视的频率轨迹f_i在第j个频率二元表(f_cr,j,t_cr,j)衡量下的暂态频率安全性裕度指标，t为积分起始时间，f_N为电力***额定频率；

暂态电压安全性裕度指标η_V由考虑累积效应的电压偏移安全裕度指标来衡量，通过下式计算暂态电压安全性裕度指标η_V：

η_V＝min(η_V,i,j),0≤i≤N_V,0≤j≤M_V

其中，N_V为被监视的母线电压轨迹的个数，M_V为设置的电压二元表的个数；η_V,i,j表示第i个被监视的电压轨迹V_i在第j个电压二元表(V_cr,j,t'_cr,j)衡量下的暂态电压安全性裕度指标，t为积分起始时间，V_N为电力***额定电压。

7.如权利要求6所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(4)中，通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法计算暂态安全稳定性裕度指标的轨迹灵敏度矩阵A，将暂态安全稳定约束条件线性化为如下形式：

η＝η(P^(k))+AΔP^(k+1)＞ε

其中，k表示当前的求解已经过的迭代求解次数，η(P^(k))表示在第k次迭代求得的切负荷控制向量P^(k)的作用下的暂态安全稳定性裕度，ΔP(^k+1)为本次迭代求解的切负荷控制向量的改变量，具有如下形式：

ΔP＝[Δp₁,Δp₂,...,Δp_N]。

8.如权利要求7所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(4)中，轨迹灵敏度矩阵A具有以下形式的表达式：

其中，a_δi是暂态功角稳定性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_fi是暂态频率安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，a_Vi是暂态电压安全性裕度指标对第i个切负荷量p_i的轨迹灵敏度，轨迹灵敏度通过电力***暂态数值仿真和数值摄动法，用下式求得：

其中，η_δ(P^(k))、η_f(P^(k))和η_V(P^(k))分别为在第k次迭代求得的切负荷控制向量P^(k)下求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；η_δ(P^(k),τ_i)、η_f(P^(k),τ_i)和η_V(P^(k),τ_i)分别为在切负荷控制向量P^(k)下，对第i个切负荷量p_i施加摄动量τ_i后求得的暂态功角稳定性裕度指标、暂态频率安全性裕度指标和暂态电压安全性裕度指标；摄动值τ_i是一个正数，在计算各裕度指标时，需要首先通过暂态数值仿真获得对应切负荷方案下的功角轨迹、频率轨迹和电压轨迹，进而得到各裕度指标的值。

9.如权利要求8所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(5)中，通过步骤(4)中得到的线性化的暂态安全稳定约束条件，将紧急切负荷数学模型转化为线性规划问题：

s.t.

通过线性规划求解得到本次迭代的切负荷控制向量的改变量ΔP^(k+1)，本次的切负荷控制向量P^(k+1)按下式求得：

P^(k+1)＝P^(k)+ΔP^(k+1)。

10.如权利要求9所述的一种基于轨迹灵敏度的紧急切负荷控制方法，其特征是：所述步骤(6)中，收敛条件包含以下3个方面：

1)至少有一个暂态安全稳定性裕度指标处于临界状态，即满足下式：

η_δ-ε_δ＜Δε或η_f-ε_f＜Δε或η_V-ε_V＜Δε

其中，临界状态门槛值Δε是一个正数；

2)总切负荷量的变化小于门槛值ε_load，即满足下式：

3)各切负荷量的变化的变化小于门槛值ε_p，即满足下式：