[發(fā)明專利]一種基于多斷面潮流控制的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210174254.6
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102709955A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱健;吳淘;丁平;王天琪;陸俊;劉宇星;牛玲玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06F19/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬電力系統(tǒng)仿真與計(jì)算分析領(lǐng)域，具體講涉及一種基于多斷面潮流控制的方法。

背景技術(shù)

流計(jì)算一直都是電力系統(tǒng)所關(guān)心的問題。一個(gè)準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算結(jié)果可以反映出電網(wǎng)在一個(gè)時(shí)刻斷面的整體情況。這不僅為以后的暫態(tài)計(jì)算，小干擾計(jì)算留下好的計(jì)算基礎(chǔ)，更能反映出電網(wǎng)在擾動(dòng)情況下的穩(wěn)定裕度。隨著大電網(wǎng)互聯(lián)的趨勢下，電力系統(tǒng)在可預(yù)見的未來將會(huì)變得更加龐大和復(fù)雜，電網(wǎng)規(guī)模的增大也將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)事故的嚴(yán)重化。這些事故大多是因?yàn)轭A(yù)警和監(jiān)控的不及時(shí)所造成的。目前智能電網(wǎng)的建設(shè)，對電力系統(tǒng)潮流計(jì)算也提出的更高的要求。

目前已近用于多個(gè)省市的在線動(dòng)態(tài)安全評估和預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)以E格式語言作為載體，該系統(tǒng)用來計(jì)算的數(shù)據(jù)源分為在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)。離線數(shù)據(jù)模型對電力系統(tǒng)規(guī)劃，歷史故障及暫態(tài)穩(wěn)定分析的建立參數(shù)較為詳細(xì)。參數(shù)不僅包括穩(wěn)態(tài)參數(shù)，還包括較詳細(xì)的零序參數(shù)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的詳細(xì)模型，但由于模型建立在離線的基礎(chǔ)上，所以無實(shí)時(shí)的開關(guān)、刀閘模型數(shù)據(jù)。在線數(shù)據(jù)是調(diào)度自動(dòng)化部門對電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀況分析的依據(jù)，主要應(yīng)用于SCADA及PAS的高級應(yīng)用。在線數(shù)據(jù)建立一般僅包含轄區(qū)內(nèi)高壓主網(wǎng)，包括詳細(xì)的低壓部分模型。此外，在線數(shù)據(jù)僅包含穩(wěn)態(tài)參數(shù)，來源于實(shí)時(shí)采集的SCADA，它支持拓?fù)涔δ懿⒂虚_關(guān)及刀閘模型數(shù)據(jù)信息。但因?yàn)樵诰€數(shù)據(jù)無暫態(tài)參數(shù)，無法對全網(wǎng)進(jìn)行暫態(tài)性分析。

基于在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，要算出準(zhǔn)確的潮流就需要將區(qū)域內(nèi)部的在線運(yùn)行數(shù)據(jù)和離線分析計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理。將外網(wǎng)的潮流與內(nèi)網(wǎng)的潮流進(jìn)行匹配。最后可以對在線暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定等多種穩(wěn)定進(jìn)行分析。

目前由于進(jìn)行潮流斷面調(diào)整的方法有：

1)預(yù)分配功率法。該方法是基本潮流算法功能的擴(kuò)展。做法是先不考慮斷面約束計(jì)算潮流，潮流收斂后，檢查斷面功率和目標(biāo)值的差，若大于預(yù)先設(shè)定值，則將該差值分配到指定的機(jī)組中去，重新計(jì)算潮流，直至所有斷面功率和目標(biāo)值的偏差小于允許誤差。該方法原理清晰、容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是計(jì)算精度不能保證，斷面功率與目標(biāo)值偏差比較大時(shí)難收斂。

2)最優(yōu)潮流法。最優(yōu)潮流是指當(dāng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及負(fù)荷情況給定時(shí)，通過控制變量的優(yōu)選，所找到的能滿足所有指定的約束條件，并使系統(tǒng)的某一個(gè)性能指標(biāo)或目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)時(shí)的潮流分布。最優(yōu)潮流算法按照所采用的優(yōu)化方法的不同大致可分為經(jīng)典優(yōu)化法和智能優(yōu)化法。經(jīng)典優(yōu)化法主要指傳統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化方法，這類算法的特點(diǎn)是以一階或二階梯度作為尋找最優(yōu)解的主要信息。其缺點(diǎn)是：對目標(biāo)函數(shù)和約束條件有一定的限制，如連續(xù)、可微等；很多情況下會(huì)陷入局部最小解或接近最優(yōu)解時(shí)難以收斂；對離散控制變量的處理不理想。智能優(yōu)化法基于各種人工智能方法，而不是精確的數(shù)學(xué)模型，通過對人類智能的模擬、延伸和擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)功能。最優(yōu)潮流中常用的智能方法為啟發(fā)式搜索。從處理斷面功率約束的角度看，智能優(yōu)化算法計(jì)算時(shí)間較長，在大規(guī)模電網(wǎng)應(yīng)用較困難，而且其特長是尋優(yōu)，對于確定的約束并沒有特別對策。當(dāng)斷面功率和目標(biāo)值偏差較大時(shí)，若沒有理想的方法使潮流收斂，后繼的遺傳操作、退火過程、演化計(jì)算等都無法進(jìn)行。

3)網(wǎng)絡(luò)拆分法。該方法為一種系統(tǒng)擾動(dòng)后維持聯(lián)絡(luò)線功率為設(shè)定值的方法。將電網(wǎng)拆分成送端和受端兩個(gè)子網(wǎng)，先在送端將聯(lián)絡(luò)線當(dāng)作負(fù)荷解潮流，再推算出受端電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線端點(diǎn)的電壓，最后解受端系統(tǒng)潮流。該算法需要在受端系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線端點(diǎn)進(jìn)行功率補(bǔ)償，而且沒有提出聯(lián)絡(luò)線功率設(shè)定值改變后的算法。分布式潮流計(jì)算中使用的支路分割法，可以實(shí)現(xiàn)斷面功率約束下的潮流計(jì)算，但該方法沒有提及斷面功率變化較大時(shí)保證收斂的措施。所有基于網(wǎng)絡(luò)拆分的方法，在電網(wǎng)規(guī)模不是太大的情況下，會(huì)浪費(fèi)計(jì)算資源。

綜上所述，目前缺乏一種有效的潮流算法控制多斷面功率至目標(biāo)值，而給出一套使各斷面功率符合給定目標(biāo)的潮流對分析電網(wǎng)有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于多斷面潮流控制的方法，簡稱之為多斷面控制法，該方法在基本潮流方程中增加斷面功率偏差方程，并在承擔(dān)控制或平衡任務(wù)的發(fā)電機(jī)功率方程中增加功率變化附加項(xiàng)建立控制多斷面潮流的模型；本方法利用發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，在某些情況下可推廣為用負(fù)荷實(shí)現(xiàn)控制，或發(fā)電機(jī)與負(fù)荷的混合控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于多斷面潮流控制的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括以下步驟：

(1).輸入原始數(shù)據(jù)，并對電壓進(jìn)行初始化；

(2).形成導(dǎo)納矩陣；

(3).設(shè)定各節(jié)點(diǎn)的初值