[發(fā)明專利]基于低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型的用于潮流計算的初值估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810921611.8
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108899909B9
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊知方;鐘海旺;夏清;陸春凌;賴曉文;汪洋
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);國網(wǎng)北京市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發(fā)明涉及一種基于低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型的用于潮流計算的初值估計方法，屬于電力系統(tǒng)潮流計算技術(shù)領(lǐng)域。輸電網(wǎng)全部節(jié)點注入的向量形式表示，計算向量中的常數(shù)矩陣，分別對常數(shù)矩陣的行和列進(jìn)行重排，得到用于初值估計的線性方程組的系數(shù)矩陣和常數(shù)項，得到用于初值估計的線性方程組的系數(shù)矩陣和常數(shù)項，求解該線性方程組，得到PQ節(jié)點的電壓幅值，以及PV和PQ節(jié)點的電壓相角，實現(xiàn)用于潮流計算的初值估計。本發(fā)明的初值估計方法，無需電網(wǎng)先驗知識，只需求解一次線性方程組，方法簡單、魯棒性高，給出的初值質(zhì)量高；同時，本發(fā)明中提供的計算方法不依賴于當(dāng)前的系統(tǒng)運行狀態(tài)，對不同的輸電網(wǎng)絡(luò)有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型的用于潮流計算的初值估計方法，屬于電力系統(tǒng)潮流計算技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

潮流計算是電力系統(tǒng)中最基本、應(yīng)用最廣泛的一種電氣計算。它的任務(wù)是對給定的運行條件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ)。

潮流計算需要求解潮流方程，而潮流方程高度非線性，通常需要通過牛頓拉夫遜法、快速分解法等數(shù)值方法迭代求解，而算法收斂與否與初值密切相關(guān)，初值太差會導(dǎo)致迭代次數(shù)過多或無法收斂。由于上述的非線性數(shù)值算法都有成熟的商業(yè)軟件，因此對操作人員來說，估計初值成為最為關(guān)鍵的一步。

已有方法對初值的估計往往依靠電網(wǎng)的先驗知識，即基于歷史電壓數(shù)據(jù)確定初值。如果歷史信息無法獲取或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如何能迅速得到一個高質(zhì)量初值成為重要課題。而目前現(xiàn)有的方法有的過于復(fù)雜；有的并不健壯，給出的初值估計無法保證非線性數(shù)值算法在絕大多數(shù)情況下收斂性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型的用于潮流計算的初值估計方法，以給出質(zhì)量較高的PQ節(jié)點電壓幅值和PV、PQ節(jié)點電壓相角的初值估計。

本發(fā)明提出的基于低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型的用于潮流計算的初值估計方法，包括以下步驟：

(1)用表示輸電網(wǎng)中的所有節(jié)點，節(jié)點共分三類：Vθ節(jié)點、PV節(jié)點和PQ節(jié)點；

在低非線性度網(wǎng)絡(luò)模型中，輸電網(wǎng)全部節(jié)點注入的向量形式表示為：

P＝G_P·Vs-B_P·θ

Q＝-B_Q·Vs-G_Q·θ

其中，P為輸電網(wǎng)中全部節(jié)點的有功功率注入組成的向量，Q為輸電網(wǎng)中全部節(jié)點的無功功率注入組成的向量，Vs為輸電網(wǎng)中全部節(jié)點的電壓幅值平方組成的向量，θ為輸電網(wǎng)中全部節(jié)點的電壓相角組成的向量，G_P為有功功率注入向量P關(guān)于Vs的系數(shù)矩陣，B_P為P關(guān)于θ的系數(shù)矩陣，G_P和B_P均為常數(shù)矩陣，B_Q為有無功率注入向量Q關(guān)于Vs的系數(shù)矩陣，G_Q為Q關(guān)于θ的系數(shù)矩陣，B_Q和G_Q均為常數(shù)矩陣；

(2)利用下式計算得到上述步驟(1)的常數(shù)矩陣G_P,B_P,B_Q和G_Q：

B_P＝-diag(B*e)+B

G_Q＝-diag(G*e)+G (6)

其中，G為輸電網(wǎng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣的實部，B為輸電網(wǎng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣的虛部,e為全部元素為1的列向量，diag(a)表示以向量a為對角線的對角矩陣；