(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210582096.1 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 国网陕西省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 710054 陕西省西安市国家民用航天 产业基地 航天中路6 69号 申请人 西安交通大 学 (72)发明人 王若谷　秦博宇　高欣　李红波　 张嘉林　邓泽军　孙宏丽　薛军　 吴子豪　王辰曦　薛倩楠　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 朱海临 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)H02J 3/38(2006.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建 方法 (57)摘要 本发明涉及电力系统技术领域， 公开了一种 暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 通过 电力系统的各个子系统的数学模型获取状态变 量x和输出量y， 并根据各个子系统的状态变量x 和输出量y计算得到各个子系统的属性； 根据各 个子系统的属性基于电气网络连接关系， 计算电 力系统稳定性量化评估指标， 判断电力系统受扰 后能否回到稳定状态， 当满足稳定性时结合电力 系统初始运行状态， 计算安全性量化评估指标， 判断电力系统暂态过程的安全状态， 本发明将互 联系统中子系统的稳定分析解耦， 通过两个代数 不等式分析系统的稳定性。 该方法计算量小， 计 算效率高。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 114970154 A 2022.08.30 CN 114970154 A 1.一种暂态电压支撑能力量 化评估指标构建方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 根据电力系统的各个子系统的数 学模型获取状态变量x和输出量y； 步骤2， 通过 所获取的状态变量和输出量计算得到各个子系统的属性； 步骤3， 根据各个子系统的属性基于电气网络连接关系， 计算电力系统稳定性量化评估 指标， 判断电力系统受扰后能否回到稳定状态， 当电力系统受扰后无法回到稳定状态， 则电 力系统失稳； 当电力系统 受扰后回到稳定状态， 则执 行步骤4； 步骤4， 结合电力系统初始运行状态， 计算安全性量化评估指标， 判断电力系统暂态过 程是否满足安全稳定约束条件； 当电力系统暂态过程不满足安全稳定约束条件， 则电力系 统运行在不 安全状态； 反 之， 则电力系统运行在安全状态。 2.根据权利要求1所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 步骤1中， 各个子系统包括发电机、 分布式电源、 电动机、 恒阻抗负载和恒功率负载； 其中发 电机和分布式电源选取机端电压的标幺值作为输出； 电动机、 恒阻抗负载和恒功率负载选 取端电流的标幺值作为输出。 3.根据权利要求1所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 步骤2中， 所获取的状态变量和输出量的计算公式如下： y＝h(x,u)； 其中， 为,输入u∈U∈Rm,函数f:D →Rn,g:D→Rn×m； f和g关于x连续且满足 局部李普希茨条件； f(0,0)＝0， h(0,0)＝0， D和U分别表示状态变量和外 部输入的局部域。 4.根据权利要求3所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 所获取的状态变量和输出量的计算公式计算得到各个子系统的属性， 包括如下步骤： 对含有外部输入的非线性系统， 存在 则对于任何初始状态和 外部 输入， 若以下不 等式成立： 其中， x(t)表示系统状态 变量随时间的变化情况， x0表示系统状态 变量初始值， t表示时 间， γ函数表示扰动对系统的影响， | ·|表示Eucli dean范数， || ·||表示矩阵的范数， β 函 数则可以量化系统状态变量随时间变化的动态过程， ||u||∞是使得|u(t)|≤a对于所有的 时间t均成立的最小的a； 为比较函数； 根据积分 ‑积分估计， 定义公式如下： ∫0tα(|x(s)|)ds≤α0(|x0|)+ ∫0tγ(|u(s)|)ds 其中， α 为增益 函数， α0为增益函数初始值， s为拉普拉斯 算子； 计算相应的局部输入范围、 初值范围以及增益函数α、 α0、 γ时， 各个状态变量、 输入、 输 出需要以相应的平衡点作为 参考， 定义公式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114970154 A 2其中， ue、 xe、 ye分别为子系统输入、 状态变量以及输出的平衡点； 给定输入信号u， 固定系统的初始状态x0， 得到输出y； 固定|x0|＝0， 此时α0(0)＝0， 则近似 估计输入 ‑输出增益的计算公如下： 其中， 为子系统输出积分能量， 为子系统输入积分能量； 改变输入的大小或采用不同形式的输入， 计算输入 ‑输出增益可以得到一系列的γ， 从 中取最大的γmax近似子系统的输入 ‑输出增益； 若系统状态变量和输出的稳态运行区间型 积分能量值超过上限值， 则电力系统失稳； 逐步减小输入直至电力系统稳定， 估计子系统输 入信号的范围。 5.根据权利要求4所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 确定γmax后， 在规定的范围内改变系统的初值以及输入， 计算公司如下： 其中， γmax为输入‑输出增益 最大值。 6.根据权利要求1所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 步骤3， 基于得到的子系统LISS/LIOS属性， 考虑由n个子系统组成的动态系统， 第i个子系统 的数学模型表达式如下： yi＝hi(xi， ui， ωi) 根据各个子系统的属性基于电气网络连接关系所组成的数 学模型如下： 0＝g(y， u)； 其中， x＝[x1  … xn]T∈RN， N＝n1+…+nn， u＝[u1  … un]T∈Rm， m＝m1+…+mn， y＝[y1  …   yn]T∈Rp， p＝l1+…+ln； 是第i个子系统的状态变量， 和 分别是 子系统的输入与输出， ωi是子系统 受到的外 部扰动输入。 7.根据权利要求1所述的一种暂态电压支撑能力量化评估指标构建方法， 其特征在于， 步骤3中， 判断电力系统 受扰后能否回到稳定状态所满足的条件如下： A， 当|xoi|≤vi， ||ui||∞≤τi， ||ωi||∞≤ εi时， 每个子系统是LISS和LIOS的， 并且具有线 性的渐近增益； B， 函数g(y， u)满足隐函数定理， 在电力系统的应用中， 该条件表示系统潮流方程有解；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114970154 A 3