大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法

摘要

一种大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法，涉及电网稳态分析技术领域，所解决的是提高潮流计算速度及计算精度的技术问题。该方法把大型电网分成互通互联的多个子区域，再对每个子区域进行word等值，计算出各子区域的等值网络及边界节点等值负荷值，然后根据子区域负荷类型预测出各子区域等值网络的边界节点等值负荷值，然后再将各子区域的等值网络合并，各预测值作为节点注入合并区域，形成大型电网的等值网络，最后计算出大型电网的实时潮流。本发明提供的方法，计算速度快，且计算精度高。

说明书

技术领域

本发明涉及大型电网稳态分析技术，特别是涉及一种大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法的技术。

背景技术

智能电网的出现，及特高电压电网和智能设备的出现，打破了传统电网的独立运行，使各个孤立的电网能互联互通，组成大型电网。为保证大型电网安全、稳定的运行，在电网运行时需要对输、配电网中的各种电气设备的状态信息进行实时监控，对电网的未来运行状态进行提前预警，因此大型电网对潮流计算的计算速度及计算精度的要求都要高。

常规的电网潮流计算方法在计算电网潮流时，计算花费的时间和互联电网规模成平方关系，例如由10个孤立电网互联而成的大型电网采用常规潮流计算方法计算电网潮流时，其计算时间会比单个孤立电网的计算时间增加100倍左右；因此，常规潮流计算方法已难以满足当前智能电网的实时监控需求，对电网的未来运行状态也难以进行提前预警。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种潮流计算的计算速度快、计算精度高的大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）采用最大阻抗距离法对大型电网进行分区，得到互通互联的多个子区域；

2）根据最大阻抗距离法生成各子区域的雅可比矩阵；

3）对每个子区域进行word等值，并保持边界节点不变，得到各子区域的等值网络及边界节点等值负荷值；

4）根据子区域负荷类型预测各子区域等值网络的边界节点等值负荷值；

5）将各子区域的等值网络合并为一合并区域，步骤4中所预测的各子区域等值网络的边界节点等值负荷作为节点注入该合并区域；

6）采用牛顿法计算合并区域的趋势潮流，将计算结果作为大型电网的实时潮流，具体计算公式为：

其中，为等值后的边界负荷，为等值后的大电源微分，为等值后的节点电压相角，、为等值后的幅值微分，为有功对电压相角微分，为有功对电压幅值微分与电压幅值乘积，为无功对电压相角微分，为无功对电压幅值微分与电压幅值乘积。

进一步的，步骤4中预测各子区域等值网络的边界节点等值负荷值的方法如下：

a）对负荷类型单一的子区域采用同类型日预测法；

b）对负荷类型为综合性负荷的子区域，采用多因数相关预测法；

c）对随机负荷比重大于10%的子区域，采用智能神经网络预测法；

d）对负荷类型众多且随机负荷比例较大的子区域，采用多阶插值预测法。

本发明提供的大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法，把大型电网分成互通互联的多个子区域，再对每个子区域进行word等值，计算出各子区域的等值网络及边界节点等值负荷值，然后根据子区域负荷类型预测出各子区域等值网络的边界节点等值负荷值，然后再将各子区域的等值网络合并，各预测值作为节点注入合并区域，形成大型电网的等值网络，最后计算出大型电网的实时潮流，具有计算速度快及计算精度高的特点。 

附图说明

图1是本发明实施例的大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法的计算流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种大型电网实时在线趋势潮流的分区计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）采用最大阻抗距离法对大型电网进行分区，得到互通互联的多个子区域，记为：

，其中为大型电网，m为子区域数量，至为各个子区域，至为各子区域的编号；

2）根据最大阻抗距离法生成生成大型电网的导纳雅可比矩阵，记为：

其中，为大型电网的导纳雅可比矩阵，该矩阵为对称矩阵，为大型电网中的节点数量，位于矩阵主对角线上的各元素为自导纳（包含大量0元素），其它元素为互导纳；

则子区域的雅可比矩阵为：

其中，为一个子区域，为子区域的雅可比矩阵，为子区域中的节点数量，其值小于子区域的数量m；

得到：；

3）对每个子区域进行word等值，并保持边界节点不变，得到各子区域的等值网络及边界节点等值负荷值；

其中，各等值网络的雅可比矩阵仅保留边界节点和内部个别节点，例如一个子区域为，其等值网络为，其雅可比矩阵为，其边界节点为1、2，其内部没有电源，则该子区域的等值网络的雅可比矩阵为：

；

将子区域的边界节点等值负荷值记为：

；

其中，为子区域的编号，是编号为的子区域的等值网络的边界节点等值负荷值，为该子区域的等值网络中的节点数量，至为该子区域的等值网络中的各个节点，至为各节点的编号；

其中，编号为的子区域的等值网络中最多有（+1）/2个支路，其节点数量和支路数量远小于其对应子区域的节点数量和支路数量，有<<，同时出现个边界等值负荷和有限几个内部的大电源点；

4）根据子区域负荷类型预测各子区域等值网络的边界节点等值负荷值，具体预测方法如下：

a）对负荷类型单一的子区域采用同类型日预测法；

b）对负荷类型为综合性负荷的子区域，采用多因数相关预测法；

c）对随机负荷比重大于10%的子区域，采用智能神经网络预测法；

d）对负荷类型众多且随机负荷比例较大的子区域，采用多阶插值预测法，该预测法与负荷类型无关，其精度稍低；

5）将各子区域的等值网络合并为一合并区域，步骤4中所预测的各子区域等值网络的边界节点等值负荷作为节点注入该合并区域，将该合并区域记为：

，其中为合并区域，至为各个子区域的等值网络；

得到：

；

其中，为合并区域中的节点数量，由于<<，所以<<；

6）采用牛顿法计算合并区域的趋势潮流，将计算结果作为大型电网的实时潮流，具体计算公式为：

其中，为等值后的边界负荷，为等值后内部保留的大电源微分，为等值后的节点电压相角，、为等值后的幅值微分，为有功对电压相角微分，为有功对电压幅值微分与电压幅值乘积，为无功对电压相角微分，为无功对电压幅值微分与电压幅值乘积。

本发明实施例中，所采用的最大阻抗距离法、对子区域进行word等值、同类型日预测法、多因数相关预测法、智能神经网络预测法、多阶插值预测法及牛顿法均为现有技术。