一种适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法、系统、设备及存储介质

1.一种适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，包括：扫描电网N-2交流预想故障，将所有引起节点电压失稳的故障确定为故障触发集A i ，其中，i＝1、2、3、……；通过离线仿真，获取故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下故障节点的故障瞬间电压值u i,fault,x 和负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 、滑差值s i,x ；结合负荷运行参数，分别计算故障触发集A i 中负荷节点的临界电压值u i,cri 和临界滑差值s i,cri ；根据电压值u i,x 、滑差值s i,x 与临界电压值u i,cri 、临界滑差值s i,cri 大小，计算负荷节点的最小目标电压值u target,i,x ，进而计算故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下的紧急控制措施量Q i,x ；当检测到电网发生故障触发集A i 内的故障时，启动紧急控制，获取故障节点故障瞬间电压值u i,fault ，匹配故障节点故障瞬间电压值u i,fault 所在电压区间[u i,fault,n ，u i,fault,n+1 ]，在负荷节点施加故障节点电压区间最小值u i,fault,n 对应的紧急控制措施量Q i,n ；当检测到负荷节点母线电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，紧急控制退出；参照负荷节点无功电压灵敏度k i ，逐次退出紧急控制期间投入的无功，直至全部退出，紧急控制策略结束。 2.根据权利要求1所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，所述故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下的紧急控制措施量Q i,x ，其计算过程如下：设定电压跌落步长，分别扫描故障触发集A i 中同一故障的不同严重程度，记录故障节点故障瞬间电压值，按电压值由小到大的顺序依次计为u i,fault,x ，其中，x＝1、2、3、……；同时记录负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 、滑差值s i,x ；根据感应电动机负荷电磁功率特性方程P ei (u,s)和机械功率P mi (s)，计算两条特性曲线的相切点(u i,cri ,s i,cri )，得出负荷节点的临界电压值u i,cri 和临界滑差值s i,cri ；比较负荷节点紧急控制动作时刻的滑差值s i,x 与负荷节点临界滑差值s i,cri 的大小，若s i,x <s i,cri ，则u target,i,x ＝u i,cri ；若s i,x ≥s i,cri ，则计算感应电动机电磁功率特性方程P ei (u,s)与机械功率特性方程P mi (s)在滑差值等于s i,x 时的相交点，相交点处的电压值作为最小目标电压值u target,i,x ；根据负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 及最小目标电压值u target,i,x ，计算所需的紧急控制措施量Q i,x 。 3.根据权利要求2所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，所述两条特性曲线的相切点(u i,cri ,s i,cri )，其计算公式如下：其中，R ri 为感应电动机负荷转子电阻；X ri 为感应电动机负荷转子电抗；ω si 为感应电动机同步转速；α i 为机械负载转矩系数；m为机械负载转矩方次；K Li 为负荷率系数；R ei 为感应电动机负荷等值电阻；X ei 为感应电动机负荷等值电抗，感应电动机负荷等值电阻R ei 和电抗X ei 的计算公式如下：其中，X mi 为感应电动机负荷的激磁电抗；R si 为感应电动机负荷的定子电阻；X si 为感应电动机负荷的定子电抗；j为复数单位。 4.根据权利要求2所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，所述最小目标电压值u target,i,x ，其计算公式如下：式中，R ri 为感应电动机负荷转子电阻；X ri 为感应电动机负荷转子电抗；R ei 为感应电动机负荷等值电阻；X ei 为感应电动机负荷等值电抗；s i,x 为负荷节点紧急控制动作时刻的滑差值；ω si 为感应电动机同步转速；α i 为机械负载转矩系数；m为机械负载转矩方次；K L 为负荷率系数；u i,cri 和s i,cri 为负荷节点的临界电压值和临界滑差值。 5.根据权利要求2所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，所述紧急控制措施量Q i,x ，其计算公式如下：式中，Q inow 为感应电动机负荷节点当前总无功量；X i 为等值线路电抗。 6.根据权利要求1所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法，其特征在于，当检测到负荷节点母线电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，紧急控制退出；参照负荷节点无功电压灵敏度k i ，逐次退出紧急控制期间投入的无功，直至全部退出，紧急控制策略结束，包括：结合电网实际运行情况，以不超过高压保护定值为约束，选取[1.0,1.03]pu区间内的值为紧急控制退出阈值u out ；检测感应电动机负荷母线节点电压u m ，以扫描计算步长为一个检测周期，计算感应电动机负荷节点的无功电压灵敏度k i ，如下式：式中，u 1 为上一检测周期的节点母线电压；u 2 为当前检测周期的节点母线电压；Q 1 为上一检测周期的节点母线无功；Q 2 为当前检测周期的节点母线无功；当检测到感应电动机负荷母线节点电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，则退出无功；以节点电压不低于0.85pu为约束，计算无功退出量ΔQ j ，其中，j＝1、2、3……：判断无功剩余量Q rest 是否满足退出量ΔQ j 的要求，若Q rest ≥ΔQ j ，则按ΔQ j 退出无功量，j增加1，并重新检测感应电动机负荷母线节点电压u m ；若Q rest <ΔQ j ，则进入下一步，其中，无功剩余量Q rest 的计算公式如下：按Q rest 退出剩余无功，紧急控制期间投入的无功全部退出完成，紧急控制结束。 7.一种适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，包括：故障触发集确定模块，用于扫描电网N-2交流预想故障，将所有引起节点电压失稳的故障确定为故障触发集A i ，其中，i＝1、2、3、……；紧急控制措施量确定模块，用于通过离线仿真，获取故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下故障节点的故障瞬间电压值u i,fault,x 和负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 、滑差值s i,x ；用于结合负荷运行参数，分别计算故障触发集A i 中负荷节点的临界电压值u i,cri 和临界滑差值s i,cri ；根据电压值u i,x 、滑差值s i,x 与临界电压值u i,cri 、临界滑差值s i,cri 大小，计算负荷节点的最小目标电压值u target,i,x ，进而计算故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下的紧急控制措施量Q i,x ；紧急控制期间策略启动模块，用于当检测到电网发生故障触发集A i 内的故障时，启动紧急控制，获取故障节点故障瞬间电压值u i,fault ，匹配故障节点故障瞬间电压值u i,fault 所在电压区间[u i,fault,n ，u i,fault,n+1 ]，在负荷节点施加故障节点电压区间最小值u i,fault,n 情况下的紧急控制措施量Q i,n ；紧急控制退出策略启动模块，用于当检测到负荷节点母线电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，紧急控制退出；参照负荷节点无功电压灵敏度k i ，逐次退出紧急控制期间投入的无功，直至全部退出，紧急控制策略结束。 8.根据权利要求7所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，所述故障触发集A i 中各故障不同电压跌落程度下的紧急控制措施量Q i,x ，其计算过程如下：设定电压跌落步长，分别扫描故障触发集A i 中同一故障的不同严重程度，记录故障节点故障瞬间电压值，按电压值由小到大的顺序依次计为u i,fault,x ，其中，x＝1、2、3、……；同时记录负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 、滑差值s i,x ；根据感应电动机负荷电磁功率特性方程P ei (u,s)和机械功率P mi (s)，计算两条特性曲线的相切点(u i,cri ,s i,cri )，得出负荷节点的临界电压值u i,cri 和临界滑差值s i,cri ；比较负荷节点紧急控制动作时刻滑差值s i,x 与负荷节点的临界滑差值s i,cri 的大小，若s i,x <s i,cri ，则u target,i,x ＝u i,cri ；若s i,x ≥s i,cri ，则计算感应电动机电磁功率特性方程P ei (u,s)与机械功率特性方程P mi (s)在滑差值等于s i,x 时的相交点，相交点处的电压值作为最小目标电压值u target,i,x ；根据负荷节点紧急控制动作时刻的电压值u i,x 及最小目标电压值u target,i,x ，计算所需的紧急控制措施量Q i,x 。 9.根据权利要求8所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，所述两条特性曲线的相切点(u i,cri ,s i,cri )，其计算公式如下：其中，R ri 为感应电动机负荷转子电阻；X ri 为感应电动机负荷转子电抗；ω si 为感应电动机同步转速；α i 为机械负载转矩系数；m为机械负载转矩方次；K Li 为负荷率系数；R ei 为感应电动机负荷等值电阻；X ei 为感应电动机负荷等值电抗；感应电动机负荷等值电阻R ei 和电抗X ei 的计算公式如下：其中，X mi 为感应电动机负荷的激磁电抗；R si 为感应电动机负荷的定子电阻；X si 为感应电动机负荷的定子电抗；j为复数单位。 10.根据权利要求8所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，所述最小目标电压值u target,i,x ，其计算公式如下：式中，R ri 为感应电动机负荷转子电阻；X ri 为感应电动机负荷转子电抗；R ei 为感应电动机负荷等值电阻；X ei 为感应电动机负荷等值电抗；s i,x 为负荷节点紧急控制动作时刻滑差值；ω si 为感应电动机同步转速；α i 为机械负载转矩系数；m为机械负载转矩方次；K L 为负荷率系数；u i,cri 和s i,cri 为负荷节点的临界电压值和临界滑差值。 11.根据权利要求8所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，所述紧急控制措施量Q i,x ，其计算公式如下：式中，Q inow 为感应电动机负荷节点当前总无功量；X i 为等值线路电抗。 12.根据权利要求7所述的适用于节点电压失稳的紧急无功控制系统，其特征在于，当检测到负荷节点母线电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，紧急控制退出；参照负荷节点无功电压灵敏度k i ，逐次退出紧急控制期间投入的无功，直至全部退出，紧急控制策略结束，包括：结合电网实际运行情况，以不超过高压保护定值为约束，选取[1.0,1.03]pu区间内的值为紧急控制退出阈值u out ；检测感应电动机负荷母线节点电压u m ，以扫描计算步长为一个检测周期，计算感应电动机负荷节点的无功电压灵敏度k i ，如下式：式中，u 1 为上一检测周期的节点母线电压；u 2 为当前检测周期的节点母线电压；Q 1 为上一检测周期的节点母线无功；Q 2 为当前检测周期的节点母线无功；当检测到感应电动机负荷母线节点电压u m 大于等于紧急控制退出阈值u out ，则退出无功；以节点电压不低于0.85pu为约束，计算无功退出量ΔQ j ，其中，j＝1、2、3……：判断无功剩余量Q rest 是否满足退出量ΔQ j 的要求，若Q rest ≥ΔQ j ，则按ΔQ j 退出无功量，j增加1，并重新检测感应电动机负荷母线节点电压u m ；若Q rest <ΔQ j ，则进入下一步，其中，无功剩余量Q rest 的计算公式如下：按Q rest 退出剩余无功，紧急控制期间投入的无功全部退出完成，紧急控制结束。 13.一种适用于节点电压失稳的紧急无功控制设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该电子设备实现如权利要求1至6中任意一项所述适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法的步骤。 14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任意一项所述适用于节点电压失稳的紧急无功控制方法的步骤。