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电力控制中灵敏度分析法的应用

摘要:灵敏度主要是指应用某种方法来对单位浓度或者单位量待测物质变化所产生的响应量的变化程度。
关键词 电力控制 灵敏度分析法 应用

1灵敏度分析法的种类

(1)静态灵敏度。静态灵敏度分析主要是指在一个静态化的工作点来分析考量自变量变化对因变量变化的影响。在具体分析的过程中自变量可以是一种网络参数,也可以是一种网络函数。因变量可以是系统状态量,也可以是系数矩阵特征数值。在电力系统模型打造之后,系统矩阵蕴含系统稳定运行的信息,通过应用灵敏度方式能够实现对特征值和特征向量的分析,进而了解电力系统的稳定程度。(2)轨迹灵敏度。轨迹灵敏度主要是指通过研究系统动态化响应来对某种参数或者原始条件的灵敏度进行定量分析,了解这些因素对系统动态的影响。轨迹灵敏度的分析是动态化的,在具体应用的时候是基于微分方程的,状态量和代数量都是关于时间的参数,在具体应用操作的时候着重考察的是一个动态化的过程变化。

2电力系统的分析与控制

电力系统是一个复杂的非线性临时变化系统,在信息科技的发展支持下,大数据网络开始被应用到电力系统中,虽然为系统运行提供了重要便利支持,但是也对电力系统的运行安全造成了威胁,加上新型电力设备的引入加大了电力系统运行的不稳定因素,在某一个参数变量发生变化的时候,其他参数变量也会发生相应的变化,这种情况下为了确保电力系统稳定运行,就需要应用灵敏度分析法来对电力系统运行情况进行分析,根据灵敏度的大小来指导控制电力系统自变量的信息输入,最终达到有效控制系统因变量的目的。电力系统运行具有以下几方面的特点。(1)电力系统系数矩阵高维稀疏性的特点。电力系统系数矩阵稀疏性为相关人员计算电力系统网络提供了重要便利支持,降低了系统计算负担。在电力系统特征数值计算中出现了系数矩阵稀疏性分析法。(2)电力系统非线性特点。电力系统本身是一个十分复杂的非线性系统,线性计算无法满足整个系统的分析需要。为此,在常规线性计算之外还需要额外使用泰勒级数的二级灵敏度方式。

3灵敏度分析法在电力工程中的应用

(1)灵敏度分析法在电力系统元件参数确定中的应用。在电力系统运行中往往需要安装一些精准性、安全性、稳定性的稳定器或者励磁控制器,在这两种器械的作用下能够镇定整个电力系统的运作,因而怎样结合实际选择和安装励磁控制器,组成操作机组成为相关人员需要思考和解决的问题。在选择稳定器和励磁控制器的传统方法是计算出参与因子,根据参与因子的大小来选择器械适合的安装位置以及整定放大倍数等参数信息,但是参与因子在实际上仅仅是特征值对状态矩阵A的对角元素灵敏度,只能够指示对应模式下状态量的参与度。基于灵敏度的分析法则是更具普遍性,能够更好地计算非状态矩阵元素,且灵敏度的数值还能够指示参数变化所引起的特征值变化方向,并求出所需要镇定振荡模式对每台机组励磁系统放大倍数的灵敏度。(2)灵敏度分析法在电力系统故障排除中的应用。电力系统在出现线路故障的时候会导致电压稳定裕度的缩小,在多条线路出现故障的时候不同线路对电压稳定裕度的贡献不同。将灵敏度分析法应用到电力系统中的时候可以根据功率对故障支路灵敏度的排列顺序来识别对电压崩溃影响轻重的电路,并借助函数灵敏度概念够精准的分析系统模型发生变化对系统特征的影响,从而更好地排除电力系统的电路故障,避免出现电力系统崩溃问题。(3)轨迹灵敏度分析法在电力系统运行监控中的应用。除了电力系统设备和系统控制参数之外,电力系统运行方式本身也会干扰到整个系统的安全性和稳定性,通过计算特征值对运行方式灵敏度的影响,在电力系统运行方式出现调整的时候还能够更好地确定它们对系统运行稳定性的影响,从而为电力系统稳定运行提供重要支持。轨迹灵敏度分析法还适合被应用在一个简化的远距离输配单系统中,在分析远距离传输电力系统负荷的时候,线路拓扑往往会对电力系统的安全性和稳定性产生深刻的影响。在电力系统负荷大小不发生变化的情况下,通过调节开关变化就能够改变电力系统的拓扑结构,从而确保在初始条件发生变化的时候,节点电压的实际运行轨迹和轨迹灵敏度故障被控制在10s内。

4应用优化

基于电力系统复杂性、非线性的特点,在将灵敏度分析法应用到电力系统中的时候要综合分析和评估各个参数指标,具体包含系统安全评估、稳定性分析、经济调度、预测故障后状态等。从实际应用情况来看,灵敏度分析在电力系统中应用的时候仍然存在一些不足,比如灵敏度分析法无法充分解决电力系统运行复杂的问题,且计算分析速度较慢,不符合系统运行需要。针对当前电力系统灵敏度分析面临的问题,需要采取如下的解决对策。(1)灵敏度计算速度较慢。在计算灵敏度的时候需要较多的运算,运算量庞大,且二阶灵敏度分析难度大,需要消耗比较多的人力、物力和财力。因此,在未来需要相关人员加大力度开发科学有效的灵敏度计算分析法,提升电力系统在线预测分析的精准度。(2)灵敏度计算操作需要充分考虑电力系统的负荷特性和系统约束。当前,电力系统的灵敏度计算很少受到外界的束缚,在无功数值达到极限的时候节点电压也会一时间增大,在这种情况下应用灵敏度分析法预测状态值将会失去说服力。为此,在应用灵敏度计算电力系统的时候需要做好一系列的系统论证。

5结语

在时代的发展进步下,不确定性和敏感性分析模型的开发、应用是电力系统发展的重要方向。文章在研究傅立叶振幅灵敏度分析法的基础上,结合电力系统运行复杂性和动态性的特点,提出了计算电力系统动态灵敏度的伴随方程方法,这类方法通过一次伴随方程就能够获得可调参数动态灵敏度系数,从而能够有效提升电力系统运行计算的精准度,值得在电力系统动态安全分析管理中应用。

参考文献

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作者:惠朦 陈晨 江华华 单位:国网河南省电力公司信阳供电公司

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