基于层次分析法的电力系统等值的区域合理划分

2014-11-15王世佳

电子测试 2014年5期

王世佳

（河海大学能源与电气学院，江苏南京,211100）

0 引言

随着电力系统迅速向上百台发电机、电动机或者更多发展，为了快速、准确地对大型互联电网进行分析，动态等值模型日益广泛地应用于电力系统暂态分析与计算。在动态等值模型确定之后，怎样判断一个系统的等值模型是可取的就变得非常重要，等值之后作暂态分析的计算量，与原系统相互比较后的等值精度等都会成为选定一个等值模型的重要因素。因此，如何正确选择电力系统的分群方案是非常重要的。

层次分析法AHP(The Analytic Hierarchy Process)针对电力系统动态等值所要考虑的各种因素，很好地结合了其等值精度与对计算量的要求，为电力系统动态等值选择最为合适的分群方案提供了决策方法。

1 动态等值概述

根据不同的状态，电力系统动态等值方法主要分为3种：同调等值法、模式等值法、在线辨识等值法。同调等值法是我们研究动态等值一般采用的等值方法，它主要对大型电力系统的暂态稳定性进行分析，将摇摆频率相近的发电机划分在同一个区域里面，以此来划分系统的研究系统与外部系统。将转子摇摆曲线相似的发电机聚合成一台或者两台电动机，再基于电动机的机械、电气动态特性来对整个外部系统内的电动机负荷进行合理的聚合。将同调发电机母线进行合并化简，同样将机电特性相似的电动机母线也进行合并化简。通过网络化简，可以将整个系统中大量的负荷节点进行消去，以此来减少整个暂态稳定分析的计算量。最后，对发电机以及电动机作动态聚合，得聚合后等值机的参数。

本文系统发电机的划分是根据整个发电机组的转子摇摆曲线同调性来划分的，将整个发电机组划分为一台或两台或三台等值机。外部系统的负荷考虑为含电动机的动态负荷，其采用的等值方法是基于动态相似度与等值缓冲区的动态等值（DSBZE）方法，将电动机组划分为一台或两台或三台等值机。综合发电机与电动机不同的分群组合，在考虑其等值之后的精度与作暂态稳定分析的计算量指标，对不同的分群组合建立合理的评判标准。

2 基于层次分析法等值系统评估指标

2.1 层次分析法简介

层次分析法（AHP）这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。它的分析方法是：将决策的目标、准则和对象分为最高层、中间层和最低层，采用“1-9标度“方法，形成判断矩阵。然后对判断矩阵的一致性检验，逐层计算，得到方案层对目标层的权重，最终得到解决该问题的最优方案。

2.2 等值系统评估指标

本文针对电力系统动态等值后对模型精度与暂态稳定性分析的计算量的要求提出了五种不同的指标：潮流误差、可信度、发电机机电距离、电动机机电距离、简化程度。根据这五项指标，外部系统的分群组合大致可分为：发电机分1群电动机分1群，发电机分1群电动机分2群，发电机分2群电动机分1群，发电机分2群电动机分2群，发电机分2群电动机分3群，发电机分3群电动机分2群。根据层次分析法，利用上节所述的五个指标进行综合评判，其流程图如图1所示

图1 等值模型选择流程图Fig.1 Procedure of equivalent model choice

潮流误差是指系统等值之后外部系统与研究系统之间的边界联络线的潮流功率绝对值之和与原系统的（联络线）潮流功率之差的绝对值；可信度指的是系统等值前后研究系统内部及研究系统与外部系统之间动态影响的变化；发电机与电动机机电距离指的是系统各机之间机电联系的强弱；简化程度是指系统等值前后各机采用三阶模型微分方程变化的个数。