[發明專利]基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法

有效

• 申請號: 201710696694.0
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107480109B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張東院;朱英剛;劉曉亮;郭英杰;薛發明;高平
• 申請（專利權）人: 積成電子股份有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

本發明涉及一種基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法，包括以下步驟：高壓網絡等值；中低壓網絡等值；對高壓網絡進行串行狀態估計計算；對中低壓網絡進行并行狀態估計并行計算；計算結果修正。本發明提出的一種基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法是基于目前特高壓電網建設過程中電網結構的演變而提出的，是基于原始網絡的等值，而不是基于拓撲分析后形成的系數矩陣分塊，實現簡單；由于高壓網絡規模很小，因此串行計算耗時很小，幾乎可以忽略；不需要對原有串行狀態估計算法進行并行化改造即可大幅提高計算效率。

技術領域

本發明屬于電力系統調度自動化領域,給出了一種基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法。

背景技術

電力系統狀態估計是現代電網中能量管理系統的重要組成部分，隨著電網本身規模的擴大以及管理模式的變革，電網的規模越來越大，尤其隨著國(分)、省調的模型和數據中心的逐步建設，一個省級電網的模型中心包含10kV以上的電網，節點數有上萬個，狀態估計作為所有電網分析的基礎類應用，給其他應用提供分析計算用的熟數據。由于實時控制類應用對于熟數據的實時性要求很高，因此需要研究高性能的狀態估計方法。目前對于網絡的分塊主要有兩種技術，一種是支路切割法，主要是在各子網絡聯絡線間增加電流源以替代各子網狀態量之間耦合的相互影響，另一種是節點撕裂法，主要是將網絡分割成子網后增加電壓源以替代各子網狀態量之間的耦合影響，都是通過將反映電力系統網絡特性的系數矩陣分割為多個子矩陣，子矩陣之間進行協調互聯，各子矩陣可獨立求解，從而達到并行。上述的支路切割法和節點撕裂法是基于拓撲分析后形成的系數矩陣分塊，實現復雜，需要對原有的狀態估計算法做并行化改造，計算效率低。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種可根據電網的結構特點進行動態分區，不需要對原有的狀態估計算法做并行化改造、使用串行計算和并行計算相結合的方式極大提高計算效率的基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法。

為解決上述問題，本發明采取的技術方案為：基于網絡結構動態分區的狀態估計不完全并行實現方法，包括以下步驟：

步驟1、高壓網絡等值：以500kV母線為分界，對于500kV及以上的高壓網絡進行處理，將500kV變壓器高壓側處理成等值負荷，因此構成了和220kV網絡隔離的獨立的高壓網絡。

步驟2、中低壓網絡等值：將500kV變電站的500kV進線和出線等值成發電機；從而構成與500kV的環網解環的中低壓網絡。

步驟3、對高壓網絡進行串行狀態估計計算：基于步驟1形成的高壓網絡利用已有的串行狀態估計算法進行計算。

在步驟1中形成的高壓網絡規模非常小，一個省級電網500kV以上的變電站一般不會超過100個，因此計算的節點也不會超過100個，計算耗時很小，幾乎可以忽略，對于此高壓網絡先進行狀態估計。

步驟4、對中低壓網絡進行并行狀態估計并行計算：基于步驟2形成的多個中低壓網絡，使用多線程技術利用已有的串行狀態估計算法進行并行計算，計算時，以步驟3中計算的500kV母線的計算電壓、相角為參考電壓和參考相角。

步驟5、計算結果修正：將步驟4中計算所得的各中低壓網絡的各母線的電壓相角加上步驟3中計算所得的500kV母線的電壓相角，歸算全網的電壓參考節點。

由于步驟4中各中低壓網絡計算時的電壓參考點為步驟3中計算的結果，因此步驟4中得到的整個計算結果中的電壓和傳統全網計算得到的結果是一致的，由于步驟4中各節點電壓相角的參考點是500kV母線，因此需要根據步驟3中的計算結果歸算到全網的電壓參考點。

本發明主要解決大規模省級電網的狀態估計計算效率低的問題，為其它高級應用軟件提供及時、可靠的計算數據，首先通過對省級電網的動態分區，實現計算任務的解耦，然后使用并行計算技術完成整個電網的計算。