模式识别法

科学名词

模式识别法是建立在对电力系统各种运行方式的假想事故离线模拟计算的基础上的，需要事先对各种不同运行方式和故障种类进行稳定计算，然后选取少数几个表征电力系统运行的状态变量(一般是节点电压和相角)，通过自学过程构成稳定判别式，在做稳定分析时，将在线实测的运行参数代入稳定判别式，根据判别式的结果来判断系统是否稳定。

简介

稳定性事故是涉及电力系统全局的重大事故。正常运行中的电力系统是否会因为一个突然发生的事故而导致失去稳定，是电力系统分析的一个主要方面。校核假想事故后电力系统是否能保持稳定运行的离线稳定计算，一般采用数值积分法，逐时段地求解描述电力系统运行状态的微分方程组，得到动态过程中状态变量随时间变化的规律，并用此来判别电力系统的稳定性。这种方法计算工作量很大，无法满足实施预防性控制的实时性要求。因此要寻找一种快速的稳定性判别方法。但到目前为止，还没有很成熟的算法，下面简单介绍一下已取得一定研究成果的模式识别法、李雅普诺夫法以及我国学者创新研发的扩展等面积法。

原理

如图《简单电力系统及其特征量平面图》所示，是运用模式识别法进行稳定性判定的示意图。图中θ1和θ2是两个表征电力系统的状态变量，针对不同的运行方式和假想事故，分别在θ1-θ2平面上就标出了许多稳定情况(用○点表示)和不稳定情况(用△点表示)。如果○点和△点分布各自集中在某一区域，在它们之间有一条明确的分界线，该分界线的方程就是稳定判别式，可根据实时计算的θ1和θ2在θ1-θ2平面中所处的区域，快速地判别是否稳定。在《简单电力系统及其特征量平面图》中分界线如为直线则判别式非常简单，直线的左侧是稳定的，右侧是不稳定的。若分界线是为一曲线，则要稍稍复杂一点。实际上，表征电力系统的特征量是多维的，稳定域和不稳定域之间的分界面(不再是分界线)是一超平面。

优缺点

模式识别法是一个快速的判别电力系统安全性的方法，只要将特征量代人判别式就可以得出结果。所以这个判别式本身必须可靠。误差率很大的判别式没有实用价值。判别式的建立，不是靠理论推导，而是通过大量“样本”计算后归纳整理出来的。如何使这样归纳整理出来的判别式尽量逼近客观存在的分界面，不是一件容易的事。

其他算法简介

李雅普诺夫方法

李雅普诺夫法是在状态空间中找出一个包含稳定平衡点的区域，使得凡是属于这一区域的任何扰动，系统以后的运动最终都趋于稳定平衡点。这一区域称为关于稳定平衡点的渐近稳定域，简称稳定域。为了求得稳定域，需要构造李雅普诺夫函数，或称V函数。通过V函数和系统状态方程，就可以决定稳定域。在进行电力系统动态过程计算时，不必计算出整个动态过程随时间变化的曲线，而只要计算出系统最后一次操作时的状态变量(即故障切除后的状态变量)，并相应计算出该时刻的V函数值。将该函数值与最邻近的不稳定平衡点的V函数值进行比较，如果前者小于后者，系统就是稳定的。反之系统是不稳定的。这个方法避免了常规稳定计算时大量的数值积分计算，计算速度比较快，是一种有前途的适用于实时控制的计算方法。但是如何建立适合于复杂系统的李雅普诺夫函数和如何计算最邻近的不稳定平衡点都还没有很好解决。计算结果也偏于保守，所以该方法还尚未在电力系统中得到实际应用。

扩展等面积法EEAC

扩展等面积法EEAC是我国学者首创的一种暂态稳定快速定量计算方法，已成功开发出世界上至今唯一的暂态定量分析商品软件，并已应用于国内外电力系统的各项工程实践中。

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