[發(fā)明專利]一種電網穩(wěn)態(tài)模型的可視化構建方法

有效

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• 申請日: 2014-02-15
• 公開（公告）號: CN103823969B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 吳丹;陳志堅;解文艷;吉小恒;吳潤東;盛斌;馮冬涵
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司44261
• 代理人: 張文雄

技術領域

本發(fā)明涉及一種電網穩(wěn)態(tài)模型的可視化構建方法，屬于電力系統(tǒng)中電網設計及設備配置技術領域。

背景技術

智能電網就是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的，以實現(xiàn)電網的安全可靠、高效的目的。

在現(xiàn)代智能電網中，電力系統(tǒng)運行需要人員密切監(jiān)視并調整電網潮流分布，在監(jiān)控系統(tǒng)中，繪制電力系統(tǒng)網絡拓樸結構圖與電網潮流分布圖，由維護人員根據實際運行的電網拓樸結構，利用高度系統(tǒng)繪圖工具，手動繪制出來，用基于物理接線的圖形來描述電網拓樸結構。通過在圖形上標注數據，將數據和圖形結合起來，能清晰明了地表達出電網的潮流分布情況。

但是，靠人工繪制電網潮流圖的這種方式存在以下缺點：1、隨著通信技術的發(fā)展，電網拓樸結構越來越復雜，需要投入巨大的人力和時間，且容易出現(xiàn)錯誤；2、廠站擴容時，需要重新進行潮流圖布局，二次維護極其不方便；因此，尋求一種電網模型潮流計算的可視化構建方法成為供電企業(yè)共同的需求，給電網的運行和高度帶來極大的幫助。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的，是為了解決上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種電網模型潮流計算的可視化構建方法，能明確地對三機九節(jié)點電網模型進行可視化顯示，圖形顯示清晰、穩(wěn)定，且能準確反映電網的潮流分布，直觀觀察到潮流的動態(tài)流動效果，能全面對電網監(jiān)控。

在較短的運行時間內取得最優(yōu)電力調度方案，能高效準確對電網進行檢測配送，通過顯示窗口進行調試狀態(tài)直觀顯示。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案達到：

一種電網穩(wěn)態(tài)模型的可視化構建方法，其特征在于包括以下步驟：

1）對電網進行圖像建模，構建三機九節(jié)點的電網圖像模型；

2）采用函數封裝對電網模型進行搭建，為每一種電力設備模型建立一個封裝函數；

3）確定三機九節(jié)點的電網圖像模型的阻抗值等基本參數，形成節(jié)點導納矩陣參數和發(fā)電機功率負荷參數，并通過所述節(jié)點導納矩陣參數和發(fā)電機功率負荷參數得到在潮流計算中需要使用的計算參數值；

4）采用牛頓-拉弗森算法，通過C語言對步驟1）所述三機九節(jié)點的電網圖像模型進行潮流分布計算，包括對九處母線電壓幅值、相角、負載百分比、母線功率和線路損耗的計算，求得電網模型參數；

5）將步驟4）計算得出的電網模型參數，融入到步驟1）建立的電網圖像模型，通過OpenGL圖形庫在電腦屏幕上搭建和顯示，形成參數的數值顯示和潮流的動態(tài)流動效果；

6）當數據更新后，重新執(zhí)行步驟1）－步驟4），如此不斷循環(huán)，構成可視化電網穩(wěn)態(tài)模型。

本發(fā)明的目的還可以通過以下技術方案達到：

作為一種優(yōu)選方案，步驟1）所述三機九節(jié)點是指三個發(fā)電機和九條母線，用圓形表示發(fā)電機組，矩形表示變壓器，豎條結構表示母線，兩條直線以及直線范圍內的小圓形表示線路，用箭頭表示負荷。

作為一種優(yōu)選方案，步驟3）所述節(jié)點導納矩陣參數包括電導值和電納值，所述發(fā)電機功率負荷參數包括發(fā)電機負荷值和運算功率值，具體數值如表說明書表1、表2所示。

作為一種優(yōu)選方案，步驟4）所述通過C語言對步驟1）所述三機九節(jié)點的電網圖像模型進行潮流分布計算，具體步驟如下：

4-1）給定各節(jié)點電壓的初值U⁽⁰⁾，δ⁽⁰⁾

4-2）求取修正方程式中的誤差函數值ΔP⁽⁰⁾及ΔQ⁽⁰⁾；

在含有n個節(jié)點的系統(tǒng)中，設PQ節(jié)點有m個，平衡節(jié)點有1個，PU節(jié)點則有n-(m+1)個。由于各節(jié)點已知量不同，則相應的節(jié)點方程也有所不同，

對于PQ節(jié)點，Pi及Qi是給定的，記為P_iF和Q_iF，則有