基于等值参数物理约束与等值元件全面性的非拓扑法研究

摘要

互联电网中各子网联系紧密,在内网进行稳态分析时需考虑与之紧密联系的外网对其的影响。但由于电力市场改革的不断推进,电网分层分区运行管理的特点以及调度自动化数据统一平台的相对滞后,内网一般只能获取外网的典型运行方式数据,而难以获得全网的实时同步统一运行数据,使得内外网的一体化分析难以实现。仅利用内网或边界节点处的实时量测数据进行等值参数估计的非拓扑静态等值方法已成为保证内网稳态分析与决策有效性的关键技术。而现有非拓扑法仍存在等值参数估计值不稳定、不合理,外网等值网络不能全面地反映外网对内网的影响等问题,本文对此进行深入研究,提出了基于等值参数物理约束与等值元件全面性的非拓扑静态等值方法。本文主要研究工作如下:
　　①提出基于等值参数物理约束的多端口非拓扑静态等值方法。本文在带负荷的扩展戴维南等值电路的基础上提出考虑等值负荷的多端口外网等值网络,推导了其待求等值参数的通用量测方程。同时,考虑到非拓扑静态等值方法在采用最小二乘目标函数求解等值参数时具有突出的多解特性,以及初值对计算结果影响较大的问题,本文利用外网典型运行方式数据和考虑灵敏度一致性的拓扑法计算外网等值参数典型值,并建立了含等值参数物理约束的非拓扑优化模型,分析了该模型的可估条件。
　　②提出基于等值元件全面性的多端口非拓扑静态等值方法。考虑到在实际外网中含有大量线路对地电容和无功补偿设备,本文提出在外网等值网络中应包含等值对地支路元件,以正确反映外网线路对地电容以及无功补偿设备的电压和无功功率的支撑作用,同时在外网等值网络中保留等值发电机、等值支路和等值负荷元件,提出了基于等值元件全面性的多端口外网等值网络。本文根据该等值网络推导了待求等值参数的通用量测方程,利用外网典型运行方式数据和基于元件特性与灵敏度一致性的拓扑法计算等值参数的典型值并以此设置物理约束,进而建立基于等值元件全面性的非拓扑优化模型并分析该模型的可估条件。该模型适用于外网含有较多对地支路的情况,能较为全面地反映外网对内网的影响。
　　本文在新英格兰39节点系统中构造算例对本文所提方法进行了验证,所提方法均适用于单端口和多端口的互联电网,其等值参数估计值稳定合理,能够较为全面的反映外网对内网的影响,能够在内网运行方式发生变化时向内网提供适当的电压和功率支撑,提高了互联电网中内网静态安全分析的精度。