在新能源大規模接入電網的背景下，受端電網面臨著前所未有的挑戰。由于本地傳統發電機的減少，無功支撐變得愈發薄弱，導致電壓穩定問題日益凸顯。特別是在發生故障時，電網的拓撲結構發生變化，進一步削弱了電源對電壓的支撐能力，從而增加了暫態電壓失穩的風險。這一風險不僅可能導致電網大停電事故，還可能對人民生活和社會穩定造成嚴重影響。
然而，現有的暫態電壓穩定性分析方法大多基于數值積分或時域仿真法，這些方法計算量大、時空復雜度高，難以滿足實際電網實時調控平衡的需求。因此，迫切需要一種能夠快速定位高風險故障的方法，以預防暫態電壓失穩問題的發生。
針對這一需求，華北電力大學電氣與電子工程學院電力系統保護與控制研究所的薛安成教授團隊提出了一種創新的解決方案。他們在近期發表的論文中，詳細介紹了一種基于節點阻抗矩陣的故障點對電網暫態電壓影響度指標。這一指標能夠準確反映節點及線路發生故障對全網暫態電壓的影響程度，從而可用于快速篩選引發電網暫態電壓失穩的關鍵故障點。
具體來說，該團隊通過構建母線故障對暫態電壓影響的指標，利用節點阻抗矩陣的變化來評價故障對電網電壓的影響。當母線發生故障時，節點間的電氣聯系和網絡拓撲結構發生改變，導致節點阻抗矩陣元素值的變化。通過計算這一變化量，并結合發電機節點的等效注入電流，可以得出該故障對全網暫態電壓的影響程度。
該團隊還將這一方法拓展至線路故障點的評估。他們注意到特高壓線路較長且母線處通常保護完備，因此需要對線路中可能的故障點進行評估。為此，他們構造了升階矩陣來計算線路故障點對電網暫態電壓的影響度指標。通過反復利用正反支路追加法，可以得到升階的節點阻抗矩陣，進而計算得出任意位置故障點的影響度指標。
在實際應用中，該團隊將這一方法應用于改進IEEE 39節點系統與實際受端大系統，并通過仿真驗證了其有效性。結果表明，該方法能夠準確篩選出高風險節點和線路故障點，為系統的預防控制和安全策略制定提供了有力支持。同時，該方法計算速度快，能夠滿足實際電網實時調控平衡的需求。
薛安成教授團隊長期致力于新能源電力系統在線數據修正和模型校核、新型電力系統安全穩定性分析和防控等方面的研究工作。此次提出的暫態電壓影響度指標和快速篩選方法，不僅為新能源接入的受端電網暫態電壓穩定問題提供了新的解決方案，也為相關高風險區域的重點巡檢工作提供了備選方案。
這一研究成果的發表，標志著薛安成教授團隊在新型電力系統安全穩定性分析領域取得了重要進展。未來，他們將繼續深入探索和研究，為電力系統的安全穩定運行貢獻更多智慧和力量。
