一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法技术

一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法。该方法将配网短支路合并，降低了潮流计算时雅克比矩阵的维数，提升了求解速度；利用全网分区主从组合的方式，将发输配系统一体化考虑，每次潮流计算时，数据模型都既包括主网系统也包括配网系统，可以满足全局控制决策的需求，并且对配网的环网结构无需特殊处理，算法简单，降低了算法维护工作的人力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法
本专利技术属于电力系统计算领域，特别涉及一种适用于发输配一体化潮流计算的全局分区主从逐一组合的拓扑分析方法。
技术介绍
发输配一体化潮流计算的数据规模很大，模型数据全部参与计算，将导致潮流计算的雅克比矩阵的迭代求解速率明显降低，而且主配网网络参数存在差异，配网短支路(小阻抗支路)较多。传统潮流计算将主网、配网完全独立分开拓扑，边界处利用等值，对全网进行了拆分。该算法的本质仍是将主网与配网割裂开来，在主网计算潮流时，配网等值成PQ节点；而在配网计算潮流时，主网等值成PV或者平衡节点，导致边界处的潮流计算存在差异，无法同时看到主配网潮流的真实分布情况，不能满足主配网一体化全局控制决策的需要，具有很大的局限性。
技术实现思路
为了解决传统潮流算法主配网拓扑完全独立分开计算，无法进行全局控制决策；一体化潮流计算数据规模大，求解速率明显降低。本申请提出了适用于发输配一体化潮流计算的全局分区主从逐一组合的拓扑分析方法。本专利技术具体采用以下技术方案：一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于：对于配网中的短支路利用阻抗叠加的方式等值为长支路，利用拓扑分析对全网进行分区，然后以主网为核心，逐一与配网各分区进行组合计算，当次不参与计算的配网区域将等值为广义负荷；潮流计算结束后，再将等效长支路上的潮流值等效到各短支路上。一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于：首先根据当前主配网的遥信状态，利用物理节点生成拓扑节点，状态为合的开关设备两端合并为同一个拓扑节点；然后以馈线段首开关所在拓扑节点开始深度优先递归搜索，当前支路阻抗标幺值小于0.001，则合并短支路，并更新合并后支路的拓扑节点关系；利用深度优先搜索拓扑节点和支路连接关系，将连接在一起的拓扑节点及支路划分在同一个拓扑岛中；最后划分区域，针对每个拓扑岛，以馈线首开关为边界，将主配网进行全局分区，划分为主网系统及各馈线的1+N个区域，潮流计算时以主网分区为基础，每次与一个配网分区实现主从组合，其他非本次组合的配网区域将等值成广义负荷参与潮流计算，直到所有配网分区都与主网分区组合一遍，然后将合并支路上的潮流计算值分摊到原始支路上，计算结束。一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：步骤1：生成拓扑节点，根据当前主配网的遥信状态、支路与物理节点的连接关系，生成拓扑节点及电力设备与拓扑节点的映射关系；步骤2：合并短支路，重新计算等值长支路与拓扑节点的映射关系；步骤3：生成拓扑岛，采用深度优先搜索法，根据拓扑节点和支路的连接关系，将连接在一起的拓扑节点及支路划分在同一个拓扑岛中；步骤4：全局分区，针对每个拓扑岛，以馈线首开关为边界，高压侧为主网分区，低压侧为配网分区。对于配网分区，每条馈线所包含的有电气联系的馈线段、配变、开关设备继续划分为一个区。对于配网中的环网，按照电气拓扑自动划分在同一个区。全局分区将全网划分为主网分区及各馈线的1+N个区域，主网系统的区域编号为0，配网的N个分区编号为1～N；步骤5：主从分区逐一组合计算，针对每个拓扑岛，以主网系统为基础，分别与各配网分区逐一进行组合计算，其他未在当次计算的配网分区，则等值成广义负荷；步骤6：等效长支路恢复为原始短支路，在潮流计算结束后，将等效长支路上的有功、无功值利用均分网损的方法分摊到原始短支路的首末端。本专利技术进一步包括以下优选方案：在步骤1中，单端设备为一个拓扑节点TopoNode0，两端设备为两个拓扑节点TopoNode0及TopoNode1，三卷变为四个拓扑节点分别是高压侧TopoNode_H，中压侧TopoNode_M，低压侧TopoNode_L及中性点TopoNode_Star；其中，所述单端设备包括发电机、负荷、并补装置；所述两端设备包括线路、两卷变、串补装置；开关设备根据遥信状态，状态为开时为两个拓扑节点，状态为合时为一个拓扑节点。在步骤2中，采用深度优先搜索法，以馈线段首开关所在拓扑节点为起点，搜索支路阻抗标幺值小于门槛值的短支路，门槛值默认为0.001，并将短支路阻抗叠加到长支路Branch_Long中，直到拓扑节点上包含的支路的数大于2或者含有负荷设备时停止本次搜索；并更新长支路Branch_Long的拓扑节点关系，首端为本次搜索的起始拓扑节点，末端为本次搜索结束时支路的末端拓扑节点。本申请具有以下有益的技术效果：该方法将发输配系统一体化考虑，每次潮流计算时，数据模型都既包括主网系统也包括配网系统，可以满足全局控制决策的需求，并且对配网的环网结构无需特殊处理，算法简单，降低了维护工作的人力成本。附图说明图1是依据本专利技术的适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法的流程图。图2是等效长支路与各短支路的关系示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细介绍。如图1所示为适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法的流程图。依据本专利技术所提出的拓扑分析方法适用于EMS高级应用的潮流计算模块。解决了当电网模型需要发输配一体化考虑时，数据规模很大，潮流计算的雅克比矩阵的迭代求解速率明显降低的问题，解决了主配网网络参数存在差异，配网短支路(小阻抗支路)较多的问题。该算法的具体实施步骤如下：步骤1：生成拓扑节点。遍历物理节点ConnectivityNode，如果该物理节点已经被搜索过，则进行下一个物理节点的搜索；反之，则创建一个拓扑节点TopoNode，并按照物理节点与电力设备的连接关系，搜索本物理节点对侧节点是否已经被搜索过，重复上述步骤进行递归搜索，直到所有ConnectivityNode都被搜索完成。其中遇到开关设备时，需要根据当前的遥信状态，状态为开时，开关设备两端生成两个拓扑节点，状态为合时则合并为一个拓扑节点。更新设备与拓扑节点的映射关系。单端设备为一个拓扑节点TopoNode0，两端设备为两个拓扑节点TopoNode0及TopoNode1，三卷变为四个拓扑节点分别是高压侧TopoNode_H，中压侧TopoNode_M，低压侧TopoNode_L及中性点TopoNode_Star；其中，所述单端设备包括发电机、负荷、并补装置；所述两端设备包括线路、两卷变、串补装置；步骤2：合并短支路，重新计算等值长支路与拓扑节点的映射关系。采用深度优先搜索法，以馈线段首开关所在拓扑节点为起点，搜索支路阻抗标幺值小于门槛值的短支路，门槛值默认为0.001，并将短支路阻抗叠加到长支路Branch_Long中，直到拓扑节点上包含的支路的数大于2或者含有负荷设备时停止本次搜索。并更新长支路Branch_Long的拓扑节点关系，首端为本次搜索的起始拓扑节点，末端为本次搜索结束时支路的末端拓扑节点。以附图2,为例，以节点1为起点开始搜索，L12、L23、L34、L4N均为短支路，搜索到节点N的时，该节点包含3条支路，支路数大于2因此停止所搜，此时，等效长支路为L1N，原始短支路分别为L12、L23、L34、L4N。步骤3：生成拓扑岛。采用深度优先搜索法，遍历拓扑节点TopoNode，如果该拓扑节点已经被搜素过，则进行下一个拓扑节点的搜索；反之，则创建一个拓扑岛，并根据拓扑节点与设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于：对于配网中的短支路利用阻抗叠加的方式等值为长支路，利用拓扑分析对全网进行分区，然后以主网为核心，逐一与配网各分区进行组合计算，当次不参与计算的配网区域将等值为广义负荷；潮流计算结束后，再将等效长支路上的潮流值等效到各短支路上。

【技术特征摘要】
1.一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于：对于配网中的短支路利用阻抗叠加的方式等值为长支路，利用拓扑分析对全网进行分区，然后以主网为核心，逐一与配网各分区进行组合计算，当次不参与计算的配网区域将等值为广义负荷；潮流计算结束后，再将等效长支路上的潮流值等效到各短支路上。2.一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于：首先根据当前主配网的遥信状态，利用物理节点生成拓扑节点，状态为合的开关设备两端合并为同一个拓扑节点；然后以馈线段首开关所在拓扑节点开始深度优先递归搜索，当前支路阻抗标幺值小于0.001，则合并短支路，并更新合并后支路的拓扑节点关系；利用深度优先搜索拓扑节点和支路连接关系，将连接在一起的拓扑节点及支路划分在同一个拓扑岛中；最后划分区域，针对每个拓扑岛，以馈线首开关为边界，将主配网进行全局分区，划分为主网分区及各馈线的1+N个区域，其中N为配网分区数，潮流计算时以主网分区为基础，每次与一个配网分区实现主从组合，其他非本次组合的配网区域将等值成广义负荷参与潮流计算，直到所有配网分区都与主网系统组合一遍，然后将合并支路上的潮流计算值分摊到原始支路上，计算结束。3.一种适用于发输配一体化潮流计算的拓扑分析方法，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：步骤1：生成拓扑节点，根据当前主配网的遥信状态、支路与物理节点的连接关系，生成拓扑节点及电力设备与拓扑节点的映射关系；步骤2：合并短支路，重新计算等值长支路与拓扑节点的映射关系；步骤3：生成拓扑岛，采用深度优先搜索法，根据拓扑节点和支路的连接关系，将连接在一起的拓扑节点及支路划分在同一个拓扑岛中；步骤4：全局分区，针对每个拓扑岛，以馈线首开关为边界，高压侧为主网分区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，张晓晓，毛扬，孙玉恒，武二克，严耿，张梅，谢晓冬，刘刚，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11