[發明專利]基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法

有效

• 申請號: 201610210425.4
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105762807B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 王方雨;劉文穎;王康;蔡萬通;夏鵬;惠建峰;魏澤田;史可琴;李亞龍;朱丹丹;郭鵬;錢乙衛;梁安琪;遲方德;李慧勇;葉湖芳;付熙瑋;張雨薇;田浩;郭紅林;呂思琦
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網陜西省電力公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

1.一種基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟101、對電網進行分區；

步驟102、將大規模網絡正常運行狀態下潮流值作為分塊牛頓法的迭代初值；

步驟103、根據步驟101對電網進行的分區形成節點導納矩陣，并根據節點導納矩陣寫出分塊形式的雅克比矩陣，然后將雅克比矩陣結合網絡分塊算法和牛頓法給出網絡的牛頓分塊形式；

步驟104、根據上述牛頓分塊形式得出邊界協調變量，作為牛頓分塊法中各子網間的聯系變量；

步驟105、由上述邊界協調變量得出各子網電壓相量，作為牛頓分塊法的最終返回值；

步驟106、根據網絡N-1靜態安全的特點研究網絡分塊牛頓法的弱收斂條件，作為牛頓迭代的結束標識；

步驟107、采用以邊界協調變量表征分塊形式，以弱收斂條件作迭代結束標志的迭代算法計算故障網絡重構后電力系統潮流新值。

2.根據權利要求1所述的基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，上述步驟101對電網進行分區具體為：

將電力系統劃分為以受端為核心且供電平衡的小區域，即小電力系統，這些小電力系統經過聯絡線相互連接，相互備用。

3.根據權利要求1所述的基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，

上述步驟103中，結合網絡分塊算法和牛頓法給出網絡的牛頓分塊形式，其具體公式為：

其中，

J_II為子網i的自雅克比矩陣；K為系統中子網絡的個數，J_TT為邊界節點的自雅克比矩陣，其計算方法與自雅克比矩陣相同，但要按照子網順序排列邊界節點，為矩陣J_IT的轉置矩陣，J_ii(i＝1,2...K)為子網i節點之間的自雅克比矩陣，J_iT(i＝1,2...K)為第i個子網與邊界節點間的互雅克比矩陣，為第i個子網的電壓列向量，為第i個子網的復功率列向量，ΔP_ji(j＝1,2...n,i＝1,2...K)為第i個子網中第j個節點的有功注入功率，ΔQ_ji(j＝1,2..n i,＝1,…2K)為第i個子網中第j個節點的無功注入功率，Δθ_ji(j＝1,2...n,i＝1,2...K)為第i個子網中第j個節點的電壓相角，ΔV_ji(j＝1,2...n,i＝1,2...K)為第i個子網中第j個節點的電壓幅值。

4.根據權利要求3所述的基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，

上述牛頓分塊形式中的其具體為：

其中，

5.根據權利要求4所述的基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，上述步驟106中網絡分塊牛頓法的弱收斂條件具體為：

結合網絡靜態安全N-1分析中網絡故障的特點提出的適用于網絡微構下潮流計算的快速收斂條件，其收斂特性忽略了網絡重構中潮流變化二次項，并由主導項決定收斂值，在迭代過程中若滿足精度要求則只參與迭代，其值不再更新，

即當：

時認為滿足精度要求；

上式中，為網絡故障前后相對初始運行狀態潮流變化量所滿足的賦定關系函數，為電網的初始運行電壓，代表了電網的初始運行狀態，Y_s為故障前網絡的節點導納矩陣，代表了電網的初始網絡結構狀態，該函數是一族函數，其規模等于網絡中的獨立節點數目，下標k代表了第k個節點的賦定關系函數式，每個節點的賦定關系函數式均與各節點的電壓變化量有關，其中ΔU_max為各節點電壓變化量中的最大值，稱為主導電壓變化量，其系數α_max為主導電壓變化量系數。

6.根據權利要求5所述的基于網絡分塊牛頓法的大規模電網靜態安全快速算法，其特征在于，

上述步驟107采用以邊界協調變量表征分塊形式，以弱收斂條件作迭代結束標志的迭代算法計算故障網絡重構后電力系統潮流新值，具體包括以下步驟：

步驟601、形成網絡節點導納矩陣，利用牛頓法計算網絡初始潮流分布，按分區形成各子網電壓列向量

步驟602、設置故障類型，計算各子網雅可比矩陣J_i，設置故障子網電壓偏移量；

步驟603、協調計算邊界雅克比矩陣以及邊界功率偏移量，并計算邊界電壓偏移量將計算得到的邊界電壓偏移量下傳到各子網；

步驟604、各子網根據下傳得到的邊界電壓偏移量，計算本網絡新的電壓偏移量，并依據弱收斂條件判斷偏移量是否滿足精度要求，若滿足要求，則結束迭代，否則將新得到的電壓偏移量做初值轉步驟603繼續迭代，迭代標號加1，對于已經滿足精度的節點，僅上傳信息不修改；

步驟605、根據故障前電壓狀態變量和故障后的電壓偏移量計算網絡故障后的電壓變量。