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标题

灵敏度分析法在电力系统中的问题研究

范文

汤王飞

摘? 要：该文对灵敏度分析法展开详细地算例分析，并针对该方法在电力系统中的应用策略，从元件参数确定、电力故障排除以及电力系统特点和模型参数辨识等方面进行分析，在最后对于该方法的应用优化建议进行探讨，以期能够为电力系统的安全高效运行、电力企业的健康稳定发展，提供参考性建议。

关键词：灵敏度分析法;电力系统;电力企业

中图分类号：TM711? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

0 引言

电力系统属于一种运行起来较为复杂的非线性系统，现阶段，随着电力市场与信息系统融入其中，导致电力系统运行期间出现了诸多不利因素。通过运用灵敏度分析法，有利于推动其稳定运行，提高其安全程度。该文针对灵敏度分析法在电力系统中的研究策略进行探究分析，具有极大的必要性与现实意义。

1 灵敏度分析法算例分析

该文将电力系统中的三母线类电力系统作为案例，以此针对灵敏度矩阵分析的方法，进行科学有效的验证。根据该电力系统的实际情况，已知其非标准变化比为1.05。

根据该电力系统结构情况以及电力系统路线参数值（表1），技术人员可以采取快速解耦潮流法，对该电力系统进行计算，将灵敏度矩阵数据进行导纳记录与分析。根据计算，可计算出△V1=0.3672△V2，△V1=0.04436△QG2，△V2=0.1242△QG2。然后，可以采取摄动法，在V2=1.01周围增设V2数值，以此验证V1与QG2之间的关系，其计算结果见表2。

在表2当中，V1代表着负荷母线1节点处的电压变化情况，V2代表着负荷母线2节点处的电压变化情况，QG2代表着2节点处发电机输出无功的变化情况。最后，要将潮流法计算出来的结果，同文中阐述的方法所获得的灵敏度矩阵数据，进行对比分析，对比结果见表3。

在表3中，SDG、RDG、RGG分别代表着3种不同的灵敏度矩阵，各自的计算结果。根据表3可知，即便是V2节点出现细微变化，与之相关的灵敏度系数也会随之调整。借助灵敏度系数的变化情况，能够明确哪些电源节点发生的无功率变化，会对负荷电压产生最大影响，通过运用这种方式，能够充分且有效地证明灵敏度分析法的实效功能[1]。

2 灵敏度分析法在电力系统中的应用策略

2.1 在元件参数确定中的应用

根据实践工作经验表明，在电力系统运行的过程中，应当安装某些精准功能、安全功能、稳定功能较强的稳定器或是励磁控制器。通过对这2种器械设施的运用，可以有效保障电力系统运行工作的安全与稳定。针对这种情况，如何根据实际情况选用与安装励磁控制器（如图1所示）、组件操作机组，成为了有关工作人员应当分析与解决的问题。针对稳定器与励磁控制器的选用问题，以往的方式，往往是先计算出参与因子的数值，再按照参与因子的数值情况，选择器械当中最为合适的安装点，并整合诸如放大倍数等一系列参数信息数据。然而该方法的缺陷在于参与因子在使用过程中，只能反映特征值对于状态矩阵A的对角元素灵敏程度，只可以表示相应模式下状态量的参与程度，功能相对单一。

相比之下，通过运用灵敏度分析法，能够有效确定电力系统中的元件参数，且功能更为全面，效果更为显著。现如今，该方法已经在电力企业中得到广泛应用，不但可以有效计算出非状态下的矩阵元素，而且其灵敏度熟知，还可以表示参数变化所导致的特征值变化情况，有效计算出镇定震荡模式对于每个机组励磁系统放大倍数的灵敏程度。

2.2 在电力故障排除中的应用

当电力系统发生故障时，其内部电压的稳定裕度就会减小，当多个线路发生故障期间，不同的线路也会对电压的稳定裕度起到不同的作用。在运用灵敏度分析法的过程中，电力企业以及相关工作人员，应当按照功率对于故障支路灵敏情况的分布次序，合理辨别电路造成电压崩溃影响的轻重程度，通过引用函数灵敏度概念，精确分析出系統模型变化对电力系统造成的影响。通过运用这种方法，能够有效解决电力系统运行期间发生的故障问题，防止电力系统再次出现崩溃问题。

2.3 针对电力系统特点的应用

针对电力系统特点的应用如下。1）电力系统的系数矩阵，具备高维且稀疏的特点。这一特征能够保证工作人员，在计算电力系统的网络期间，为其提供重要的支持与依据，减少系统计算的负担程度。在对特征值进行计算的过程中，与其相关的优秀计算方法应运而生。然而，在另一方面，因为其系统矩阵主要是通过代数方程、微分方程系数矩阵化简的方式而形成的，从而导致失去其稀疏性的特征。如果直接用其计算特征值的灵敏程度，就会增加计算负担及其内存需求量。因此，需要采取相关措施维护系数矩阵的稀疏性特征。要将这一特征科学运用在功率调整、发电机操控、静态无功补偿等工作当中，据此推导出有关的灵敏度公式。通过对这些公式进行探究分析，可以有效降低计算工作的难度。2）电力系统还具备非线性的特征。电力系统内部较为复杂，如果只依靠线性近似的方法，难以符合分析研究的需求，为此，工作人员应当运用到泰勒级数的二级灵敏度技术，对二级灵敏度进行计算。一方面，要结合相关数据资料，依靠对电压控制量进行计算，比较出一级与二级泰勒在准确程度与计算时长方面的优缺点。通过对比分析可知，一级更适合进行快速计算，二级更适用于实际轨迹曲线。实际上，二级灵敏度的计算量往往更大，无法进行在线分析工作，为此，应当使用一级灵敏度计算技术。

2.4 在模型参数辨识中的应用

灵敏度分析法在大规模的电力系统模型参数辨识工作中的应用策略，通常要遵循以下顺序步骤进行：首先，要按照系统参数灵敏程度的移动方向，确定其参数情况是否满足可辨识的必要。其次，要根据系统中，其内部参数灵敏程度的相位关系改变程度，明确系统参数的辨识难易度，从而求出系统中的关键性参数。再次，专业人员需要制定具体指标，该指标要保证可以反映出系统建模的误差情况。最后，为了确保电力系统中的内部误差，能够被有效限制在可控范围中，就应当尽可能地减小系统误差，通过运用蚁群计算的方式，以此优化电力系统中的关键性参数。通常辨识电力系统中的模型参数期间，参数在空间中的分布情况，往往具备连续性特征。为此，需要在参数辨识工作中，有效运用蚁群计算法，并且要注意把控好基本操作流程。

在运用蚁群计算法时，专业工作人员应当努力做到以下4个方面的要求。1）制定好系统参数的初期分布方案，明确所要辨识参数的精确数量，要记录好多维空间中的等份数量。2）要按照现阶段解析空间的具体分布情况，分析其所处区域的优势与劣势，并严格把控好蚁群信息的分布数量。要注重对已完成辨识、未完成辨识的参数组进行独立化区分，把每一组参数依次有序的代进微分方程中。要依靠方程求解的方法，构建出电力系统中其系统模型的轨迹线路，并将其同实现测定的轨迹路线展开对比分析，从而汇总得出目标的参数。要注重维护好参数同误差数值的对应关系，基于参数及目标函数不断接近的基础上，科学操控蚁群的发展方向。3）要注重计算出各个轴线区域当中，其蚁群的分布具体数量。4）要按照所求出的所有区域内，各自蚁群的分布情况，彼此进行差异化比较，重新确定蚁群的发展方向;还要按照具体实际情况，调整各个参数组蚁群的位置坐标。随后不断重复以上4项流程，直到得出系统参数的最佳结果[2]。

3 在电力系统中的应用优化建议

3.1 灵敏度存在计算速度较慢的问题

在计算期间由于其庞大的计算量，并且二级灵敏度在分析起来难度更高，会消耗大量的人力、物力以及财力资源。为此，要努力地对该方法进行优化、改进，确保该方法计算速度更快，消耗资源更少，从而提高电力系统中在线预测分析工作的精准程度。

3.2 在計算灵敏度期间，工作人员应当以电力系统的负荷特征与系统约束情况为基准

目前，在计算灵敏度时，往往不会遭受外部因素束缚，当无功数值升至极限最后，其节点电压同样会在短期内增大，从而会造成针对状态值的预测工作缺少说服力，导致结果不够真实可靠。因此，在运用灵敏度来计算电力系统的过程中，应当做好相关系统论证工作，确保计算的效果与质量。

4 结论

综上所述，在运用灵敏度分析法研究电力系统运行的过程中，电力企业以及工作人员，应当综合考虑多领域的因素。要结合电力系统运行中的实际情况，科学制定电力系统动态灵敏度的方法，以此提高电力运行计算的精准程度，推动其安全高效运行，确保电力企业健康稳步发展。

参考文献

[1]曾繁宏，张俊勃.电力系统惯性的时空特性及分析方法[J].中国电机工程学报，2020，40（1）：50-58，373.

[2]唐权，胥威汀，叶希，等.考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统优化配置[J].电力系统保护与控制，2019（17）：83-92.

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