CN108336741B - 一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法及***，包括：根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集。本发明提供了静态、暂态和中长期三个分析阶段的电压稳定严重故障筛选和排序方法，使中长期动态仿真在故障扫描过程中发挥重要的作用，一方面使中长期分析避免扫描大量故障集，保证了计算效率，另一方面有效筛选出导致中长期电压失稳的故障。
Description
技术领域
本发明属于电力***领域，具体涉及一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法及***。
背景技术
近年来，受端电网用电负荷迅猛增长，内部主力电厂建设不足，同时能源供应距离负荷中心较远，大量电能需要远距离输送，导致电压稳定问题日益突出。对故障进行扫描并进行严重程度评估，是制定辅助决策并提高电力***稳定性的基础。大规模电力***中，需要扫描的故障集规模庞大，但可能导致失稳的严重故障占比很小，因此需要对故障集进行筛选和排序，从大量故障中挑选出严重故障，从而能够制定针对性的辅助决策。
电压稳定分析方法主要包括静态和动态分析。大扰动下的电压稳定问题可以从时间上分为暂态(短期)电压稳定和中长期电压稳定。然而，目前国内外文献利用静态分析或暂态分析手段进行电压稳定严重故障筛选和排序，未能在包括中长期动态元件的条件下，充分考虑故障可能引起的中长期电压失稳。
发明内容
针对现有技术中，中长期分析难以应对大量故障的不足，本发明提出了一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法及***，通过静态、暂态和中长期三个分析阶段进行严重故障的筛选和排序。以使中长期电压分析手段在电压稳定故障扫描和排序中发挥作用，提高检测中长期电压失稳故障的能力。
一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，包括：
根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集，包括：
对获取的电力***的静态潮流数据进行潮流计算，筛选出过载故障；
利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度；
根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集。
进一步的，所述利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度，包括：
按下式计算功率裕度：
其中，KP为过载故障的功率裕度；P为初始运行点功率值，Pmax为临界运行点功率值。
进一步的，所述根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集，包括：
将功率裕度小于第一阈值或潮流不收敛的故障作为静态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集，包括：
根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的动态数据；
根据所述动态数据对所述静态电压稳定严重故障集进行暂态分析，得到稳定故障；
对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标；
根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集。
进一步的，所述对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标，包括：
所述***电压稳定裕度指标如下式所示：
VSM＝min{VSMt,i}
其中，VSM为***电压稳定裕度指标；VSMt,i为戴维南等值功率裕度；Zt,iThev＝|Zt,iThev|∠βt,i表示t时刻i节点对应的戴维南等值阻抗；Zt,Li＝|Zt,Li|∠θt,Li表示t时刻i节点的负荷阻抗；βt,i和θt,Li分别表示阻抗角度。
进一步的，所述根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集，包括：
将***电压稳定裕度指标小于第二阈值的故障、稳定故障达到稳定平衡点后母线电压低于第三阈值的故障和稳定故障达到稳定平衡点后存在发电机过励磁的故障作为暂态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述结合获取的中长期电压稳定数据对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集，包括：
根据所述数据对所述暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真；
根据仿真结果筛选出中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述根据仿真结果筛选出中长期电压稳定严重故障集，包括：
故障后受端***或负荷节点的视在功率和电流有效值在TC时间内满足约束条件，在TC时间后，电压低于第四阈值，故障为电压失稳故障：
在仿真过程中发电机最大功角差大于270度，故障为功角失稳故障；
所述电压失稳故障和功角失稳故障作为中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，还包括：对电压失稳故障进行辅助决策；
所述对电压失稳故障进行辅助决策包括：
对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
若电压未失稳，则输出切负荷地点及各循环切负荷的和；
若电压失稳，则计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
其中，关键节点为满足约束条件的负荷节点。
进一步的，所述计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，包括：
按下式计算戴维南等值功率裕度：
其中，VSMt,i为戴维南等值功率裕度；Zt,iThev＝|Zt,iThev|∠βt,i表示t时刻i节点对应的戴维南等值阻抗；Zt,Li＝|Zt,Li|∠θt,Li表示t时刻i节点的负荷阻抗；βt,i和θt,Li分别表示阻抗角度；
按下式计算切负荷量：
其中，为切负荷量；VSMlim为设定值；/>为t时刻i节点对应的戴维南等值***的最大传输视在功率。
进一步的，所述约束条件如下式所示：
Ik+1＞Ik
Sk+1＜Sk
其中，S为视在功率；I为电流有效值；k和k+1表示相邻仿真时刻。
一种全过程电压稳定性分析的故障筛选***，包括：
静态模块，用于根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
暂态模块，用于根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
中长期模块，用于对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述静态模块包括：
潮流计算子模块，用于对获取的电力***的静态潮流数据进行潮流计算，筛选出过载故障；
第一功率裕度子模块，用于利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度；
静态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集。
进一步的，静态电压稳定严重故障集子模块，用于，
将功率裕度小于第一阈值或潮流不收敛的故障作为静态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述暂态模块包括：
第一获取子模块，用于根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的动态数据；
暂态分析子模块，用于根据所述动态数据对所述静态电压稳定严重故障集进行暂态分析，得到稳定故障；
第二功率裕度子模块，用于对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标；
暂态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集。
进一步的，所述暂态电压稳定严重故障集子模块，用于，
将***电压稳定裕度指标小于第二阈值的故障、稳定故障达到稳定平衡点后母线电压低于第三阈值的故障和稳定故障达到稳定平衡点后存在发电机过励磁的故障作为暂态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述中长期模块包括：
仿真子模块，用于根据所述数据对所述暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真；
筛选子模块，用于筛选出中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述筛选子模块，用于，
故障后受端***或负荷节点的视在功率和电流有效值在TC时间内满足约束条件，在TC时间后，电压低于第四阈值，故障为电压失稳故障：
在仿真过程中发电机最大功角差大于270度，故障为功角失稳故障；
所述电压失稳故障和功角失稳故障作为中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，还包括：辅助决策模块，用于对电压失稳故障进行辅助决策。
进一步的，所述辅助决策模块包括：
判断子模块，用于对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
未失稳子模块，用于若电压未失稳，则输出切负荷地点及各循环切负荷的和；
失稳子模块，用于若电压失稳，则计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
其中，关键节点为满足约束条件的负荷节点。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供了静态、暂态和中长期三个分析阶段的电压稳定严重故障筛选和排序方法，使中长期动态仿真在故障扫描过程中发挥重要的作用。
本发明提供的技术方案只面向暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定分析，使中长期分析避免扫描大量故障集，保证了计算效率；有效筛选出导致中长期电压失稳的故障，从而提高了电力***调度运行人员电压稳定分析和决策能力。
本发明提供的技术方案只针对导致过载的故障进行连续潮流计算，既能大幅度减少连续潮流需要计算的故障数目，又能有效的检测出功率裕度较低的故障。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明实施例的全过程电压稳定严重故障筛选和排序方法流程图；
图3为本发明实施例的静态电压稳定严重故障集筛选和排序流程；
图4为本发明实施例中节点i处的戴维南等值电路图；
图5为本发明实施例的对电压失稳故障的辅助决策流程图；
图6为本发明实施例的连锁故障下暂态和中长期电压响应曲线对比图；
图7为本发明实施例的连锁故障辅助决策实施后电压响应曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1、本发明提供了一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，如图1所示，包括：
根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集。
实施例2、本发明提供了一种全过程电压稳定性分析的故障筛选***，包括：
静态模块，用于根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
暂态模块，用于根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
中长期模块，用于对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述静态模块包括：
潮流计算子模块，用于对获取的电力***的静态潮流数据进行潮流计算，筛选出过载故障；
第一功率裕度子模块，用于利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度；
静态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集。
进一步的，静态电压稳定严重故障集子模块，用于，
将功率裕度小于第一阈值或潮流不收敛的故障作为静态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述暂态模块包括：
第一获取子模块，用于根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的动态数据；
暂态分析子模块，用于根据所述动态数据对所述静态电压稳定严重故障集进行暂态分析，得到稳定故障；
第二功率裕度子模块，用于对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标；
暂态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集。
进一步的，所述暂态电压稳定严重故障集子模块，用于，
将***电压稳定裕度指标小于第二阈值的故障、稳定故障达到稳定平衡点后母线电压低于第三阈值的故障和稳定故障达到稳定平衡点后存在发电机过励磁的故障作为暂态电压稳定严重故障集中的元素。
进一步的，所述中长期模块包括：
仿真子模块，用于根据所述数据对所述暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真；
筛选子模块，用于筛选出中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，所述筛选子模块，用于，
故障后受端***或负荷节点的视在功率和电流有效值在TC时间内满足约束条件，在TC时间后，电压低于第四阈值，故障为电压失稳故障：
在仿真过程中发电机最大功角差大于270度，故障为功角失稳故障；
所述电压失稳故障和功角失稳故障作为中长期电压稳定严重故障集。
进一步的，还包括：辅助决策模块，用于对电压失稳故障进行辅助决策。
进一步的，所述辅助决策模块包括：
判断子模块，用于对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
未失稳子模块，用于若电压未失稳，则输出切负荷地点及各循环切负荷的和；
失稳子模块，用于若电压失稳，则计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
其中，关键节点为满足约束条件的负荷节点。
实施例3、如图2所示为全过程电压稳定严重故障筛选和排序方法流程图。包括以下步骤：
步骤1：静态电压稳定评估，得到静态严重故障集；
步骤2：暂态电压稳定评估，得到暂态严重故障集；
步骤3：中长期电压稳定评估，得到中长期严重故障集；
步骤4：电压失稳故障辅助决策。
步骤1包括以下步骤，如图3所示：
步骤1-1：获取电力***当前运行方式静态潮流数据；
步骤1-2：利用修改导纳阵的方法快速估计N-1，N-2开断潮流，筛选出使线路电流接近或超出额定值的故障作为过载故障；
步骤1-3：对于过载故障采用连续潮流进行***功率裕度计算，其中功率裕度小于10％或潮流不收敛的故障作为静态电压稳定严重故障集。以区域负荷有功功率裕度KP为例，功率裕度为
其中，P为初始运行点功率值，Pmax为临界运行点功率值。
步骤1-2中，由于实际***中可能出现线路电流远低于额定电流的情况，因此在筛选故障时参照故障后各线路负载值，而未参照故障造成其它线路负载增长的比例，更具有实用价值。
步骤1-3中，只针对导致过载的故障进行连续潮流计算，既能大幅度减少连续潮流需要计算的故障数目，又能有效的检测出功率裕度较低的故障。
步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的发电机、感应电动机负荷等动态数据，根据静态电压稳定严重故障集配备故障时间等数据；
步骤2-2：面向静态电压稳定严重故障集和调度人员关心的故障进行暂态分析。对于稳定故障，在***达到新的平衡点后，计算各负荷节点向***看去的戴维南等值***参数。在各等值***中计算功率裕度，并从中选出最小裕度作为***电压稳定裕度指标。
定义t时刻i节点戴维南等值***的功率裕度为
其中，St,i和为t时刻i节点对应的戴维南等值***的当前传输视在功率和最大传输视在功率。戴维南等值功率裕度可表示为
其中，Zt,iThev＝|Zt,iThev|∠βt,i表示t时刻i节点对应的戴维南等值阻抗，Zt,Li＝|Zt,Li|∠θt,Li表示t时刻i节点的负荷阻抗。
对于稳定故障，首先在达到新的平衡点后的仿真结束时刻EndT计算各节点戴维南等值***的功率裕度VSMEndT,i，再取其中最小值作为该故障下***的电压稳定裕度指标VSM，即
VSM:＝min{VSMEndT,i}
步骤2-3：故障后***电压稳定裕度指标较低(VSM低于0.80)说明在新的扰动下发电变化和母线负荷功率变化更容易导致电压失稳；故障后达到稳定平衡点母线电压低于0.9pu说明该故障更有可能导致中长期电压失稳；稳定故障可能导致***达到平衡点后存在发电机过励磁，过励磁限制有可能在中长期动态过程中被触发并造成电压失稳。上述三种故障为暂态电压稳定严重故障，需要在中长期电压稳定评估阶段进行校核。
步骤2-2中，对于稳定故障，在达到新的平衡点后的仿真结束时刻EndT计算各节点戴维南等值***参数，再计算各等值***的功率裕度，取其中的最小值作为该故障下***的电压稳定裕度指标。故障后***电压稳定裕度指标越低，说明在新的扰动下发电变化和母线负荷功率变化更容易导致电压失稳。
步骤2-3中，从电压稳定裕度指标，故障后达到稳定平衡点后母线电压，是否存在发电机过励等三个方面对稳定故障进行评价，确定其是否需要在中长期电压稳定评估节点对其进行校核。
步骤3包括以下步骤：
步骤3-1：根据当前的运行方式配备中长期电压稳定分析所用的励磁***过励磁限制、锅炉等中长期动态数据；
步骤3-2：面向暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真计算，筛选出中长期严重故障集，包括：中长期电压失稳故障、电压稳定裕度指标较低的故障。
利用功率电流反向判据判别电压失稳。如果受端***或负荷电压失稳，则其在整个电压下降的过程中处于电压不稳定区域，即：当负荷试图通过增加电流来获得更多的功率，负荷功率反而下降。因此，如果故障后受端***或负荷节点的视在功率S(或有功功率)和电流I有效值在一定时间内(设为TC)满足
Ik+1＞Ik&Sk+1＜Sk
且TC后，电压低于0.8pu(对于暂态电压稳定评估)或0.9pu(对于中长期电压稳定评估)，则电压失稳。式中，k和k+1表示相邻仿真时刻。为了排除故障后电压快速恢复的情况，规定了功率电流反向关系需要持续一段时间，并且电压应该低于某一限值。该判据在区分电力***失稳是功角失稳主导还是电压失稳主导方面能会发挥重要作用。在仿真过程中如果发电机最大功角差大于270度，且在仿真时间顺序上先于该电压失稳判据，则认为是功角失稳主导的电力***失稳。
步骤3-2中，只面向暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定分析，一方面使中长期分析避免扫描大量故障集，保证了计算效率，另一方面有效筛选出导致中长期电压失稳的故障。将电压失稳判据和最大功角差结合使用，区分电压失稳故障和功角失稳故障。
步骤4包括以下步骤，如图5所示：
步骤4-1：对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，如果电压稳定，则转入步骤4-2，否则转入步骤4-3；
步骤4-2：输出切负荷地点及各循环切负荷的和；
步骤4-3：在故障后平衡点或EndT计算戴维南等值功率裕度；
步骤4-4：在关键节点计算切负荷量。将满足判据的负荷节点视为电压失稳关键节点；为使t时刻负荷节点i的戴维南等值功率裕度高于某一设定值VSMlim，需要切除的负荷视在功率为
步骤4-5：在关键节点按比例编制有功和无功切负荷卡，返回步骤4-1。
实施例4、对辽宁电网进行故障筛选。辽宁电网位于东北电网南部，为典型的受端电网。东北电网有超过2000个节点，辽宁电网有超过500个节点。以某年度东北电网冬大方式为基础形成三种方式下的测试数据，方式1：基础方式；方式2：呼辽直流受端近区(包括鞍山、本溪、辽阳、营口、抚顺五个分区)负荷增加20％；方式3：呼辽直流受端近区负荷增加40％。
分别在这三种方式下利用图3的方法进行静态严重故障集筛选和排序。此算例以超出额定电流为过载，对于缺省的线路额定电流，采取500kV线路额定电流2000A，220kV线路额定1000A。在进行潮流计算时，辽宁电网内所有分区负荷恒功率因数增长，当地发电机平衡有功负荷增长，所有发电机达到有功输出上限后，由平衡机承担有功增长。三种方式下过载故障数目和静态严重故障数目如表1所示。方式1下由于沈阳分区相对其它分区负荷较重，静态严重故障多集中在该分区。方式3下五个分区增加负荷，其分区内的静态严重故障增多，且排序靠前，方式3下的严重故障集排序(部分)如表2所示。
表1 三种方式下过载故障数目和静态严重故障数目
| 方式1 | 方式2 | 方式3 | |
| 过载故障数目 | 20 | 38 | 56 |
| 静态严重故障数目 | 11 | 29 | 54 |
| 严重故障集中区域 | 沈阳 | 受端近区 | 受端近区 |
表2 方式3下的严重故障集排序(部分)
| 排序 | 故障 | KP | 所属分区 |
| 6 | 辽和平-辽沈东220kV双回线N-2 | 不收敛 | 抚顺 |
| 7 | 辽辽阳-辽沙岭500kV双回线N-2 | 不收敛 | 辽阳 |
| 8 | 辽蒲河-辽沙岭500kV双回线N-2 | 不收敛 | 沈阳 |
| 9 | 辽祁家-辽沈东220kV双回线N-2 | 不收敛 | 沈阳 |
| 10 | 辽李石寨-辽徐家220kV线路N-1 | 5.57％ | 抚顺 |
| 11 | 辽程家-辽南芬220kV双回线N-2 | 5.66％ | 本溪 |
B、设置辽宁电网内所有分区负荷为50％异步电机负荷和50％恒阻抗负荷。在中长期电压稳定评估阶段，辽宁网动态数据包括了锅炉模型和锅炉汽机协调控制模型，以及以2倍的额定励磁电流情况下保持10秒的热量值为动作依据的过励磁限制模型。
与电压失稳判据配合使用的持续时间Tc需要通过对电压失稳故障若干次测试选取，在辽宁网经过多次测试，Tc选取为0.5秒时，该电压失稳判据能够有效判别电压失稳故障。
在暂态和中长期评估阶段，将静态严重故障设置为三相短路后退出运行，500kV线路故障切除时间为0.1秒；220kV线路故障切除时间为0.12秒。除静态电压稳定评估阶段筛选出的静态严重故障外，另外加入运行人员关注的故障作为暂态和中长期电压稳定评估阶段面向的故障集。这些故障包括500kV辽鞍山变电站全停，呼辽直流双极闭锁，沈东-蒲河地区连锁故障等。
三种方式下暂态和中长期电压稳定严重故障筛选和排序的部分结果如表3所示。方式3下的静态电压稳定严重故障在暂态分析中未能导致失稳，但部分故障存在过励或者稳定裕度指标偏低的现象(VSM低于0.8)，这些故障在表中列出。在中长期稳定评估阶段对它们进行了校核，励磁电流在仿真后期逐渐恢复到额定值并未触发过励磁限制，***保持了电压稳定。
表3 三种方式下暂态和中长期电压稳定严重故障筛选和排序的部分结果
三种方式下，在暂态分析阶段一部分运行人员关注故障导致了功角失稳，另一部分故障虽然稳定但是导致了发电机过励。在中长期分析阶段对过励故障进行了校核，部分故障最终导致了电压失稳。
沈东-蒲河地区连锁故障模拟铁岭地区220kV含风电受端区域电网发生连锁故障。该区域由蒲河500kV变电站、沈东500kV变电站供电，发生连锁故障后，形成了一个仅由蒲河500kV变电站经一回220kV线路单通道与主网相联的受端区域，该受端区域含有辽清河火电机组。
方式1条件下，在暂态电压稳定评估阶段，沈东-蒲河地区连锁故障下***暂态电压稳定，但是发电机辽清河G7励磁电流为额定值1.4倍，因此被识别为由中长期电压稳定评估校核的故障。在中长期电压稳定评估阶段，发电机辽清河G7在32.3秒发生过励磁限制，继而被切除，受端区域无功突然短缺，从而电压失稳。沈东-蒲河地区连锁故障下暂态和中长期电压响应曲线对比如图6所示。
辽虎石台等负荷母线在32.9秒左右满足电压失稳判据，这些电压失稳关键节点以及满足判据的时间如表4所示。
表4 电压失稳关键节点以及满足判据的时间表
| 母线名称 | 电压(kV) | 时间(s) |
| 辽牛岗22 | 220.0 | 32.9 |
| 辽铁岭变 | 220.0 | 32.9 |
| 辽西丰22 | 220.0 | 32.9 |
| 辽虎石台 | 220.0 | 32.9 |
| 辽昌图22 | 220.0 | 33.7 |
| 辽开原22 | 220.0 | 33.7 |
| 辽业民22 | 220.0 | 32.9 |
C、辅助决策计算公式用到的功率裕度下限VSMlim此处选取为0.8，在辽宁电网的多次仿真测试表明，VSM维持在0.8以上能有效保证电压稳定。
方式1条件下，针对沈东-蒲河地区连锁故障，根据图5的方法在电压失稳关键节点进行切负荷，辅助决策如表5所示。辅助决策在连锁故障后实施，在切负荷后发电机辽清河G7不再有过励的情况，从而避免被切除，电压保持在较高的水平，电力***能够保持电压稳定。沈东-蒲河地区连锁故障辅助决策实施后电压响应曲线如图7所示。
表5 辅助决策表
D、实施例表明，静态分析阶段利用开断潮流和连续潮流能够有效识别功率裕度较低的故障，而且能够根据区域负荷变化合理调整静态电压稳定严重故障集。暂态分析阶段对静态电压稳定严重故障集和运行人员关注故障进行校核，利用基于戴维南等值追踪的电压稳定裕度指标，能够筛选出导致过励和电压稳定裕度较低的故障，并将这一部分故障作为可能导致中长期电压失稳的故障。图4为节点i处的戴维南等值电路，其中图中Et,iThev表示戴维南等值电势，Zt,iThev表示戴维南等值阻抗，表示节点电压，/>表示负荷电流，Zt,Li表示负荷阻抗。中长期分析阶段在考虑过励磁限制、锅炉汽机等中长期动态模型的条件下，利用功率电流反向电压失稳判据，能够筛选出中长期电压失稳故障并找到电压失稳关键节点。针对电压失稳故障，在关键节点制定了辅助决策，实施后能够使***保持电压稳定。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，包括：
根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集；
所述根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集，包括：
对获取的电力***的静态潮流数据进行潮流计算，筛选出过载故障；
利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度；
根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集；
所述根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集，包括：
根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的动态数据；
根据所述动态数据对所述静态电压稳定严重故障集进行暂态分析，得到稳定故障；
对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标；
根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集；
所述对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集，包括：
根据所述数据对所述暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真；
根据仿真结果筛选出中长期电压稳定严重故障集。
2.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度，包括：
按下式计算功率裕度：
其中，KP为过载故障的功率裕度；P为初始运行点功率值，Pmax为临界运行点功率值。
3.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集，包括：
将功率裕度小于第一阈值或潮流不收敛的故障作为静态电压稳定严重故障集中的元素。
4.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标，包括：
所述***电压稳定裕度指标如下式所示：
VSM＝min{VSMt,i}
其中，VSM为***电压稳定裕度指标；VSMt,i为戴维南等值功率裕度；Zt,iThev＝|Zt,iThev|∠βt,i表示t时刻i节点对应的戴维南等值阻抗；Zt,Li＝|Zt,Li|∠θt,Li表示t时刻i节点的负荷阻抗；βt,i和θt,Li分别表示阻抗角度。
5.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集，包括：
将***电压稳定裕度指标小于第二阈值的故障、稳定故障达到稳定平衡点后母线电压低于第三阈值的故障和稳定故障达到稳定平衡点后存在发电机过励磁的故障作为暂态电压稳定严重故障集中的元素。
6.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述根据仿真结果筛选出中长期电压稳定严重故障集，包括：
故障后受端***或负荷节点的视在功率和电流有效值在TC时间内满足约束条件，在TC时间后，电压低于第四阈值，故障为电压失稳故障：
在仿真过程中发电机最大功角差大于270度，故障为功角失稳故障；
所述电压失稳故障和功角失稳故障作为中长期电压稳定严重故障集。
7.如权利要求1所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，还包括：对电压失稳故障进行辅助决策；
所述对电压失稳故障进行辅助决策包括：
对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
若电压未失稳，则输出切负荷地点及各循环切负荷的和；
若电压失稳，则计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，对故障进行暂态/中长期电压稳定评估，判断电压是否失稳；
其中，关键节点为满足约束条件的负荷节点。
8.如权利要求7所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述计算戴维南等值功率裕度并在关键节点计算切负荷量，包括：
按下式计算戴维南等值功率裕度：
其中，VSMt,i为戴维南等值功率裕度；Zt,iThev＝|Zt,iThev|∠βt,i表示t时刻i节点对应的戴维南等值阻抗；Zt,Li＝|Zt,Li|∠θt,Li表示t时刻i节点的负荷阻抗；βt,i和θt,Li分别表示阻抗角度；
按下式计算切负荷量：
其中，为切负荷量；VSMlim为设定值；/>为t时刻i节点对应的戴维南等值***的最大传输视在功率。
9.如权利要求6或7所述的一种全过程电压稳定性分析的故障筛选方法，其特征在于，所述约束条件如下式所示：
Ik+1＞Ik
Sk+1＜Sk
其中，S为视在功率；I为电流有效值；k和k+1表示相邻仿真时刻。
10.一种全过程电压稳定性分析的故障筛选***，其特征在于，包括：
静态模块，用于根据获取的电力***的静态潮流数据，得到静态电压稳定严重故障集；
暂态模块，用于根据获取的当前运行方式对所述静态电压稳定严重故障集进行评估，得到暂态电压稳定严重故障集；
中长期模块，用于对所述暂态电压稳定严重故障集进行评估，得到中长期电压稳定严重故障集；
所述静态模块包括：
潮流计算子模块，用于对获取的电力***的静态潮流数据进行潮流计算，筛选出过载故障；
第一功率裕度子模块，用于利用连续潮流计算所述过载故障的功率裕度；
静态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述功率裕度得到静态电压稳定严重故障集；
所述暂态模块包括：
第一获取子模块，用于根据当前运行方式获取暂态电压稳定分析所用的动态数据；
暂态分析子模块，用于根据所述动态数据对所述静态电压稳定严重故障集进行暂态分析，得到稳定故障；
第二功率裕度子模块，用于对所述稳定故障进行电压稳定裕度计算，得到***电压稳定裕度指标；
暂态电压稳定严重故障集子模块，用于根据所述***电压稳定裕度指标筛选出暂态电压稳定严重故障集；
所述中长期模块包括：
仿真子模块，用于根据所述数据对所述暂态电压稳定严重故障集中的稳定故障进行中长期电压稳定仿真；
筛选子模块，用于筛选出中长期电压稳定严重故障集。
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