接近指标：电压稳定性优化探究

通常，电压稳定性接近指标也是基于静态模型的，这些方法不需要实际计算发生电压崩溃的运行点就能预测电压崩溃的可能性。

1.基于潮流解的邻近电压崩溃指标（VCPI）

VCPI（Voltage Collapse Proximity Indicator）指标是在一个特定节点上制造一个负荷的小增量ΔP_L和ΔQ_L，假设由此而引起的全部发电机总无功功率输出的相应变化为Δ∑Q_G，则定义

电压安全性好的系统VCPI值小，最小值为1；而邻近电压崩溃的系统VCPI值变大，这主要是由于系统无功损耗增大的原因；在电压崩溃点，VCPI值达到无限大。VCPI的研究常使用系统中任意节点上的电压灵敏度dV/dP和dV/dQ，电压灵敏度是比较好的邻近电压崩溃的标志，但是作为安全裕度的定量测度，它有严重的局限性，因为它对负荷的大小呈现出很强的非线性。

2.基于一般潮流解的电压稳定指标L_j

这种方法是从一个已经解得的潮流中取得变量和参数来计算电压稳定指标。当用于多节点系统时，该方法把节点划分为两组，即全部发电机节点的集合G和全部负荷节点的集合D。其中，发电机节点与PV节点的电压幅值恒定。对每个负荷节点j∈D，可按下式计算局部指标L_j：

式中，F_ji是负荷参与因子；矩阵F是对潮流计算中所用的节点导纳矩阵Y进行部分求逆所得的H矩阵的子矩阵：(www.xing528.com)

式中，V^D、I^D为负荷节点的电压向量和注入电流向量；V^G、I^G为发电机节点的电压向量和注入电流向量。局部指标L_j表明了从哪些节点开始容易发生电压崩溃，而所有L_j中的最大值L对1的接近程度（0≤L_j≤1，在临界点L_j=1）表示潮流邻近发散的程度。

该方法提出较早，在电力系统中应用也比较广。该指标结构简单，可应用于多节点系统内局部区域负荷增长的情况。对于负荷一致增长的不稳定计算有足够的精度，可用于在线分析，但是也存在一些缺点。例如，它不能提供任何有关支路和发电机参与情况的信息且仅限于传统潮流模型，而且在计算L指标时，没有考虑发电机的无功限制，这些都是需要改进的地方。

3.基于潮流解对的邻近电压崩溃指标（VIPI）

VIPI（Voltage Instability Proximity Indicator）指标对于运行条件变化的响应非常灵敏，且同潮流的多解性有关。潮流方程存在解的数目随着运行点接近崩溃点而减少，在崩溃点附近仅仅保留一对解，然后在崩溃点两个解变为一个解。VIPI指标便是利用这种解对来预报电压不稳定的接近程度的。VIPI的定义如下：

式中，Y_S为节点注入向量；Y（a）为节点注入空间上的奇异向量。令x₁为可运行的电压解（高电压解），x₂为其相对点的电压解（低电压解），则a=（x₁+x₂）/2为节点电压空间中的奇异向量，b=（x₁-x₂）/2为节点电压空间中的边缘向量，在崩溃点b=0。由于VIPI指标是两个节点注入向量的角度差，是用“度（°）”来量度的，因此这个信息不能直接和电力系统中任何实际变量相关联。此外，低电压解的求取也需要专门的技术。