一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法技术

本发明专利技术公开一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，主要包括以下步骤：1)输入边界节点关联内网支路的拓扑信息、边界节点关联内网支路的状态信息和开断支路拓扑信息。2)计算支路开断后的边界节点电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S。3)判断开断支路两端节点中边界节点的个数h。4)根据边界节点的个数h计算两边界节点间的等值电纳之和b12。5)计算外网在两边界节点间的等值电纳值

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法
本专利技术属于电力系统调度自动化领域，具体是一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法。
技术介绍
随着电网建设的加强，电力系统已逐渐发展成为规模庞大的区域互联电网，在对内网进行分析决策时，必须考虑与之互联部分的网络对其系统运行特性的影响。但在电力市场环境下，由于技术或者涉及行业机密等原因，各电网公司之间只能按照规程共享一些基本信息，造成各区域的电网拓扑结构和运行状况信息彼此间无法实时共享，难以满足电网的日常仿真分析业务需求。因此，在没有任何外网信息的情况下，如何进行外网的合理等值并保证等值参数的估计精度，成为保证互联子网安全稳定运行的关键问题。在我国实际电力系统中，当外网信息完全未知时，调度部门的能量管理系统EMS常把外网处理为简单挂等值机的模型，其将相邻电网用悬挂在边界节点处的等值注入功率来代替，但无法反应内网出现扰动时联络线上的功率变化，因此在内网线路或发电机模拟开断操作时计算误差很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，主要包括以下步骤：1)输入边界节点关联内网支路的拓扑信息、边界节点关联内网支路的状态信息和开断支路拓扑信息。进一步，边界节点关联内网支路的拓扑信息主要包括边界节点编号、与边界节点直接相连的内网节点编号和边界节点关联支路的电纳参数。边界节点关联内网支路的状态信息主要包括内网支路开断前后边界节点电压相角和与内网支路开断前后边界节点关联的内网节点电压相角。所述电压相角通过PMU量测的电压相角进行量测或通过内网的实时状态进行估计。开断支路的拓扑信息主要包括开断支路两端节点的节点编号。2)计算支路开断后的边界节点电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S。进一步，支路开断后的电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S分别如下所示：式中，B表示边界节点集合。B＝1，2。S表示与边界节点相关联的内网节点集合。(θ0)B表示支路开断前边界节点的电压相角。(θ1)B表示支路开断后边界节点的电压相角。(θ0)S表示支路开断前与边界节点相关联的内网节点的电压相角。(θ1)S表示支路开断后与边界节点相关联的内网节点的电压相角。3)判断开断支路两端节点中边界节点的个数h。h＝0，1或2。4)根据边界节点的个数h计算两边界节点间的等值电纳之和b12。进一步，计算两边界节点间的等值电纳之和b12的主要方法为：当h＝0时，两边界节点间的等值电纳之和b12如下所示：式中，节点n∈S。n表示与边界节点关联的内网节点。S表示与边界节点相关联的内网节点集合。b1n表示边界节点1和与边界节点1相连的内网节点n之间的支路电纳之和。b2n表示边界节点2和与边界节点2相连的内网节点n之间的支路电纳之和。(Δθ)1表示边界节点1的电压相角增量。(Δθ)2表示边界节点2的电压相角增量。(Δθ)n表示与边界节点相关联的内网节点n的电压相角增量。当h＝1时，两边界节点间的等值电纳之和b12如下所示：式中节点n∈S。n表示与边界节点关联的内网节点。S表示与边界节点相关联的内网节点集合。节点i表示边界节点。节点i为边界节点1或边界节点2。节点f表示与边界节点i相连的内网节点。b1n表示边界节点1和与边界节点1相连的内网节点n之间的支路电纳之和。b2n表示边界节点2和与边界节点2相连的内网节点n之间的支路电纳之和。bif表示边界节点i和与边界节点i相连的内网节点f之间的支路电纳。(Δθ)1表示边界节点1的电压相角增量。(Δθ)2表示边界节点2的电压相角增量。(Δθ)i表示边界节点i的电压相角增量。(Δθ)n表示与边界节点i相关联的内网节点n的电压相角增量。(Δθ)f表示与边界节点i相连的内网节点f的电压相角增量。(θ0)i表示支路开断前边界节点i的电压相角。(θ0)f表示支路开断前与边界节点i相连的内网节点f的电压相角。当h＝2时，两边界节点间的等值电纳之和b12如下所示：式中，节点n∈S。n表示与边界节点关联的内网节点。S表示与边界节点相关联的内网节点集合。b1n表示边界节点1和与边界节点1相连的内网节点n之间的支路电纳之和。b2n表示边界节点2和与边界节点2相连的内网节点n之间的支路电纳之和。表示当开断支路ij的两端节点均为边界节点时，开断支路ij的电纳。(Δθ)1表示边界节点1的电压相角增量。(Δθ)2表示边界节点2的电压相角增量。(Δθ)n表示与边界节点相关联的内网节点n的电压相角增量。(θ0)1表示支路开断前边界节点1的电压相角。(θ0)2表示支路开断前边界节点2的电压相角。5)计算外网在两边界节点间的等值电纳值进一步，外网在两边界节点间的等值电纳值如下所示：式中，b12表示两边界节点间的支路电纳之和。k表示内网在两边界节点间的支路条数。表示内网在两边界节点间的第l条支路的电纳。6)计算外网在边界节点处的等值注入功率。边界节点i的等值注入有功功率和边界节点i的等值注入无功功率分别如下所示：式中，i代表边界节点编号。i＝1，2。代表与边界节点i直接相连的节点集合。集合还包括边界节点i。Gim和Bim分别为网络节点导纳矩阵中节点i和节点m之间的互电导和互电纳。Ui和Um分别为节点i和节点m的电压幅值。θi和θm分别为节点i和节点m的电压相角。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的。本专利技术提出了一种基于改进支路开断模拟直流法的黑箱外网静态等值方法。该方法将外网处理为双端口的简化Ward等值模型，在支路开断模拟直流法原有的增量潮流模型基础上，增加了网络电纳增量乘以电压相角增量的二次项关系，并以此来构建等值转移电纳与边界关联节点电压相角增量之间的线性关系，然后在上述线性关系基础上实现转移电纳的高效求解。与现有黑箱外网静态等值方法存在工程可实现性问题以及参数估计值的不稳定问题相比，本专利技术采用简化Ward等值来表示外部电网，且只考虑等值转移电纳作为待估计参数，不考虑边界节点的注入功率。这样既不影响外网等值状态的确定，又可以使等值参量的估计更容易实现。本专利技术只需要支路开断前后边界关联节点的电压相角量测和边界节点关联内网支路的电纳参数，在所需数据量和计算量方面都具有明显优势，且相对潮流的缓变状态，突变状态受量测误差的影响更小，由此可使等值参数的估计具有更强的鲁棒性。另外，本专利技术进行参数估计时，只需要一次操作的数据，工程实现也更加容易，同时还避免了非线性方程迭代求解的初值设置问题和计算收敛问题。本专利技术在支路开断模拟直流法原有的增量潮流模型基础上，增加了网络电纳增量乘以电压相角增量的二次项关系，当开断线路与边界节点有关时，极大的提高了等值参数的估计精度。本专利技术除直流法本身由于简化假设而存在的误差外，无其他误差产生，使等值参数与边界关联节点电压相角增量之间的线性关系严格成立，由此可以保证等值参数的估计具有足够的精度。附图说明图1为基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法的流程示意图；图2为双端口互联电网示意图；图3为基于支路开断模拟的外网静态等值模型；图4为IEEE39本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，其特征在于，主要包括以下步骤：1)输入边界节点关联内网支路的拓扑信息、所述边界节点关联内网支路的状态信息和开断支路拓扑信息；2)计算支路开断后的边界节点电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S；3)判断开断支路两端节点中边界节点的个数h；h＝0，1或2。3)根据边界节点的个数h计算两边界节点间的等值电纳之和b12；5)计算外网在两边界节点间的等值电纳值

【技术特征摘要】
1.一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，其特征在于，主要包括以下步骤：1)输入边界节点关联内网支路的拓扑信息、所述边界节点关联内网支路的状态信息和开断支路拓扑信息；2)计算支路开断后的边界节点电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S；3)判断开断支路两端节点中边界节点的个数h；h＝0，1或2。3)根据边界节点的个数h计算两边界节点间的等值电纳之和b12；5)计算外网在两边界节点间的等值电纳值6)计算外网在边界节点处的等值注入功率。2.根据权利要求1所述的一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，其特征在于：边界节点关联内网支路的拓扑信息主要包括边界节点编号、与边界节点直接相连的内网节点编号和边界节点关联支路的电纳参数；边界节点关联内网支路的状态信息主要包括内网支路开断前后边界节点电压相角和与内网支路开断前后边界节点关联的内网节点电压相角；所述电压相角通过PMU量测的电压相角进行量测或通过内网的实时状态进行估计；开断支路的拓扑信息主要包括开断支路两端节点的节点编号。3.根据权利要求1所述的一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，其特征在于，支路开断后的电压相角增量(Δθ)B和与支路开断后的边界节点关联的内网节点电压相角增量(Δθ)S分别如下所示：式中，B表示边界节点集合；B＝1，2；S表示与边界节点相关联的内网节点集合；(θ0)B表示支路开断前边界节点的电压相角；(θ1)B表示支路开断后边界节点的电压相角；(θ0)S表示支路开断前与边界节点相关联的内网节点的电压相角；(θ1)S表示支路开断后与边界节点相关联的内网节点的电压相角。4.根据权利要求1所述的一种基于改进支路开断模拟直流法的双端口黑箱外网静态等值方法，其特征在于，计算两边界节点间的等值电纳之和b12的主要方法为：当h＝0时，两边界节点间的等值电纳之和b12如下所示：式中，节点n∈S；n表示与边界节点关联的内网节点；S表示与边界节点相关联的内网节点集合；b1n表示边界节点1和与边界节点1相连的内网节点n之间的支路电纳之和；b2n表示边界节点2和与边界节点2相连的内网节点n之间的支路电纳之和；(Δθ)1表示边界节点1的电压相角增量；(Δθ)2表示边界节点2的电压相角增量；(Δθ)n表示与边界节点相关联的内网节点n的电压相角增量；当h＝1时...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜伟，王茜，黄德志，张超，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50