電力控制中靈敏度分析法的應用

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1靈敏度分析法的種類

（1）靜態靈敏度。靜態靈敏度分析主要是指在一個靜態化的工作點來分析考量自變量變化對因變量變化的影響。在具體分析的過程中自變量可以是一種網絡參數，也可以是一種網絡函數。因變量可以是系統狀態量，也可以是系數矩陣特征數值。在電力系統模型打造之后，系統矩陣蘊含系統穩定運行的信息，通過應用靈敏度方式能夠實現對特征值和特征向量的分析，進而了解電力系統的穩定程度。（2）軌跡靈敏度。軌跡靈敏度主要是指通過研究系統動態化響應來對某種參數或者原始條件的靈敏度進行定量分析，了解這些因素對系統動態的影響。軌跡靈敏度的分析是動態化的，在具體應用的時候是基于微分方程的，狀態量和代數量都是關于時間的參數，在具體應用操作的時候著重考察的是一個動態化的過程變化。

2電力系統的分析與控制

電力系統是一個復雜的非線性臨時變化系統，在信息科技的發展支持下，大數據網絡開始被應用到電力系統中，雖然為系統運行提供了重要便利支持，但是也對電力系統的運行安全造成了威脅，加上新型電力設備的引入加大了電力系統運行的不穩定因素，在某一個參數變量發生變化的時候，其他參數變量也會發生相應的變化，這種情況下為了確保電力系統穩定運行，就需要應用靈敏度分析法來對電力系統運行情況進行分析，根據靈敏度的大小來指導控制電力系統自變量的信息輸入，最終達到有效控制系統因變量的目的。電力系統運行具有以下幾方面的特點。（1）電力系統系數矩陣高維稀疏性的特點。電力系統系數矩陣稀疏性為相關人員計算電力系統網絡提供了重要便利支持，降低了系統計算負擔。在電力系統特征數值計算中出現了系數矩陣稀疏性分析法。（2）電力系統非線性特點。電力系統本身是一個十分復雜的非線性系統，線性計算無法滿足整個系統的分析需要。為此，在常規線性計算之外還需要額外使用泰勒級數的二級靈敏度方式。

3靈敏度分析法在電力工程中的應用

（1）靈敏度分析法在電力系統元件參數確定中的應用。在電力系統運行中往往需要安裝一些精準性、安全性、穩定性的穩定器或者勵磁控制器，在這兩種器械的作用下能夠鎮定整個電力系統的運作，因而怎樣結合實際選擇和安裝勵磁控制器，組成操作機組成為相關人員需要思考和解決的問題。在選擇穩定器和勵磁控制器的傳統方法是計算出參與因子，根據參與因子的大小來選擇器械適合的安裝位置以及整定放大倍數等參數信息，但是參與因子在實際上僅僅是特征值對狀態矩陣A的對角元素靈敏度，只能夠指示對應模式下狀態量的參與度?；陟`敏度的分析法則是更具普遍性，能夠更好地計算非狀態矩陣元素，且靈敏度的數值還能夠指示參數變化所引起的特征值變化方向，并求出所需要鎮定振蕩模式對每臺機組勵磁系統放大倍數的靈敏度。（2）靈敏度分析法在電力系統故障排除中的應用。電力系統在出現線路故障的時候會導致電壓穩定裕度的縮小，在多條線路出現故障的時候不同線路對電壓穩定裕度的貢獻不同。將靈敏度分析法應用到電力系統中的時候可以根據功率對故障支路靈敏度的排列順序來識別對電壓崩潰影響輕重的電路，并借助函數靈敏度概念夠精準的分析系統模型發生變化對系統特征的影響，從而更好地排除電力系統的電路故障，避免出現電力系統崩潰問題。（3）軌跡靈敏度分析法在電力系統運行監控中的應用。除了電力系統設備和系統控制參數之外，電力系統運行方式本身也會干擾到整個系統的安全性和穩定性，通過計算特征值對運行方式靈敏度的影響，在電力系統運行方式出現調整的時候還能夠更好地確定它們對系統運行穩定性的影響，從而為電力系統穩定運行提供重要支持。軌跡靈敏度分析法還適合被應用在一個簡化的遠距離輸配單系統中，在分析遠距離傳輸電力系統負荷的時候，線路拓撲往往會對電力系統的安全性和穩定性產生深刻的影響。在電力系統負荷大小不發生變化的情況下，通過調節開關變化就能夠改變電力系統的拓撲結構，從而確保在初始條件發生變化的時候，節點電壓的實際運行軌跡和軌跡靈敏度故障被控制在10s內。

4應用優化

基于電力系統復雜性、非線性的特點，在將靈敏度分析法應用到電力系統中的時候要綜合分析和評估各個參數指標，具體包含系統安全評估、穩定性分析、經濟調度、預測故障后狀態等。從實際應用情況來看，靈敏度分析在電力系統中應用的時候仍然存在一些不足，比如靈敏度分析法無法充分解決電力系統運行復雜的問題，且計算分析速度較慢，不符合系統運行需要。針對當前電力系統靈敏度分析面臨的問題，需要采取如下的解決對策。（1）靈敏度計算速度較慢。在計算靈敏度的時候需要較多的運算，運算量龐大，且二階靈敏度分析難度大，需要消耗比較多的人力、物力和財力。因此，在未來需要相關人員加大力度開發科學有效的靈敏度計算分析法，提升電力系統在線預測分析的精準度。（2）靈敏度計算操作需要充分考慮電力系統的負荷特性和系統約束。當前，電力系統的靈敏度計算很少受到外界的束縛，在無功數值達到極限的時候節點電壓也會一時間增大，在這種情況下應用靈敏度分析法預測狀態值將會失去說服力。為此，在應用靈敏度計算電力系統的時候需要做好一系列的系統論證。

5結語

在時代的發展進步下，不確定性和敏感性分析模型的開發、應用是電力系統發展的重要方向。文章在研究傅立葉振幅靈敏度分析法的基礎上，結合電力系統運行復雜性和動態性的特點，提出了計算電力系統動態靈敏度的伴隨方程方法，這類方法通過一次伴隨方程就能夠獲得可調參數動態靈敏度系數，從而能夠有效提升電力系統運行計算的精準度，值得在電力系統動態安全分析管理中應用。

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作者:惠朦 陳晨 江華華 單位:國網河南省電力公司信陽供電公司