一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法技术方案

本发明专利技术公开一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法：S10，待处理电力系统网络中包括有至少一个待消去节点，化简方案为消去N个待消去节点，其中N为正整数，对N个待消去节点的定阻抗负荷值加以归并，再做转移处理；S20，对不含定阻抗负荷的待处理电力系统网络进行网络化简，得到标准形式电力系统网络；S30，分别对待处理电力系统网络和标准形式电力系统网络进行潮流计算和暂态稳定性计算；S40，比较两者的潮流结果和暂态曲线；若潮流误差或暂态误差都小于设定阈值，则完成网络化简；否则改变归并方案，即待消去节点排列组合后，重复S10。本发明专利技术方法运用了CSR网络化简方法和负荷转移的思路，实现高效实用的网络化简，又能够有效的避免负电阻产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统仿真领域，具体涉及一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法。
技术介绍
随着现代电力工业的迅速发展，电力系统迅速向多机(上千台机)、大电网(几千条线路、几千条母线)、交直流联合输电及大区域联网运行发展，当进行电力系统实时仿真或动模实验时，由于仿真规模和硬件设备的限制，必须对原有系统做合理简化才能进行。实际上，对一个大电力系统的动态性能研究一般只对某一个区域最感兴趣，该区域称之为研究系统，而与此区域较远的区域，研究中只要计及其对研究区域的影响，其内部不必详细描写，往往可做降阶及简化，以节省研究的人力和物力，该拟作简化的区域称为外部系统。通过系统简化可以突出主要矛盾，对于掌握研究系统的主要特征，是十分必要的。对于网络化简，CSR法是最为常用的方法，其基本思路是对非线性负荷中的定阻抗负荷、定电流负荷和定阻抗负荷进行分别处理，对于定阻抗负荷，是将其转化为等值阻抗，对于定电流负荷和定功率负荷是将其转化为等值电流移置于保留母线上，并分别计算为等值的汲取电流，或称等值电流沟，然后通过列写节点导纳矩阵并通过高斯消去法，形成新网络的各线路参数及各节点的注入功率。但由于定阻抗负荷的等值阻抗的影响，导致新生成线路的电阻值可能为负值，即出现负电阻。对电力系统的等值化简能够在保持一定的精确度前提下，加快对系统暂态稳定性仿真速度，减少计算量，能够极大的节省人力和物力；而且电力系统的化简能够突出主要矛盾，有助于掌握研究系统的主要特征。但由于网络化简过程中，新生成线路的电阻为负值，导致计算出的线路有功损耗为负值，与真实电力系统的线路有功损耗实际值相违背，从而降低了仿真结果的可信度；而且当前许多电磁暂态仿真软件无法对负电阻进行建模，进而无法对含负电阻的网络进行仿真计算。当前有相关文献对负电阻产生原因进行研究阐述，但缺乏避免产生负电阻的网络化简方法。目前，对于线路负电阻的研究仅仅停留于分析产生原因的层面上，提出了一种逐点线性化的分析方法。该方法是将网络化简过程中非线性模型进行逐点线性化处理，基于潮流计算对等值参数进行跟踪，对不同的节点结构进行分析，即着重分析PV节点和PQ节点的产生负电阻的机理。但由于该方法未考虑消去节点处的非线性负荷的移置问题，导致分析出产生负电阻的原因是相对片面的，而且该方法只是从数学公式推导上，分析出产生负电阻的原因，而未联系实际电力系统的特殊情况，如线路电阻与电抗的大小关系，节点处联接负荷的有功部分与无功部分的关系。且未明确提出如何解决负电阻问题，即如何处理负电阻，从而无法满足仿真软件的建模问题，达到电力系统电磁暂态仿真的需求。因此，急需一种避免产生负电阻的网络化简方法，能够满足仿真软件的建模要求和仿真需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种可避免产生负电阻，并能够有效提高网络化简精确度的电力系统网络简化方法。为达到上述专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法，包括如下步骤：步骤S10，待处理电力系统网络中包括有至少一个待消去节点，对N个待消去节点的定阻抗负荷值加以归并再做转移处理，其中N为正整数；步骤S20，对不含定阻抗负荷的待处理电力系统网络进行网络化简，得到标准形式电力系统网络；通过步骤S10和步骤S20的操作，在保证一定精度的前提下，能够有效避免产生负电阻线路；步骤S30，分别对待处理电力系统网络和标准形式电力系统网络进行潮流计算和暂态稳定性计算；步骤S40，比较两者的潮流结果和暂态曲线；若潮流误差和暂态误差都小于设定阈值，则完成网络化简；否则改变待消去节点负荷的归并方案，即改变N个待消去节点的排列组合后，重复步骤S10；在完成一次网络化简后，对等值后的电力系统进行潮流计算和暂态稳定仿真，根据误差大小改变消去节点注入功率的归并方案，能够明显的提高网络化简精度。进一步，所述对N个待消去节点的定阻抗负荷值加以归并再做转移处理，是将N个待消去节点归类为M个组合，分别转移到外部电力系统网络的M个节点上，所述M是外部电力系统网络的节点数，其值为至少为1的整数。进一步，所述对待处理电力网络系统的网络化简为：电流沟简化法CSR进行等值化简。进一步，所述待消去节点是从待处理电力系统网络中通过高斯消去法消去的节点。进一步，所述方法还包括有步骤S41，计算定电流负荷和定功率负荷的等值电流，并计算出移置到保留母线上的等值电流沟。本专利技术的一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法，不同于传统的常用的CSR网络化简方法，传统方法对消去节点的定阻抗负荷进行转化成等值阻抗处理，该处理方式可能由于定阻抗负荷过重导致新生成线路的电阻为负值。本专利技术的改进方法是将消去节点的定阻抗负荷进行归并和转移处理，即将定阻抗负荷加以归并，移到外部的一个或者少数几个节点上，然后其他的网络化简过程按照CSR法进行等值，最后通过比较等值前后的系统潮流结果及暂态稳定曲线，根据误差大小决定是否要改变消去节点定阻抗负荷归并方案，若误差较大，则适当的改变归并方案，重新等值。该专利技术灵活的运用了CSR网络化简方法和负荷转移的思路，很好的利用了两者方法的优势，即CSR法高效实用的网络化简，负荷转移能够有效的避免负电阻产生。而且通过仿真误差，适当的改变消去节点的注入定阻抗负荷的归并方案，这样极大的减小了等值前后的系统误差，达到了等值化简的目的，即在保持一定的精确度条件下，加快仿真速度。该专利技术也为研究和设计人员提供一种简单而实用的避免产生负电阻的网络化简方法，对于提高电力系统的动态等值精确度有着重要意义。附图说明图1为本专利技术的避免负电阻出现的电力系统网络化简方法的步骤图。图2为本专利技术的避免负电阻出现的电力系统网络化简方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。从产生负电阻的原因分析，在形成节点导纳矩阵过程中，在电力系统网络中，设节点a为待消去节点，与之关联的节点为b1，b2，…br。则待消去节点a与节点b1，b2，…br的节点导纳矩阵为：其中y11为待消去节点a的自导纳，y22，y33，…y(r+1)(r+1)为保留节点自导纳，yij为节点i与节点j互导纳。对于待消去节点a的自导纳y11，还需要将节点a处的定阻抗负荷Sza转化成等值导纳yz1并计入y11中，即：Sza＝Pa×fza+jQa×gza(2)...

【技术保护点】
一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，待处理电力系统网络中包括有至少一个待消去节点，对N个待消去节点的定阻抗负荷值加以归并再做转移处理，其中N为正整数；步骤S20，对不含定阻抗负荷的待处理电力系统网络进行网络化简，得到标准形式电力系统网络；步骤S30，分别对待处理电力系统网络和标准形式电力系统网络进行潮流计算和暂态稳定性计算；步骤S40，比较两者的潮流结果和暂态曲线；若潮流误差和暂态误差都小于设定阈值，则完成网络化简；否则改变待消去节点负荷的归并方案，即改变N个待消去节点的排列组合后，重复步骤S10。

【技术特征摘要】
1.一种避免负电阻出现的电力系统网络化简方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，待处理电力系统网络中包括有至少一个待消去节点，对N个待消去节点
的定阻抗负荷值加以归并再做转移处理，其中N为正整数；
步骤S20，对不含定阻抗负荷的待处理电力系统网络进行网络化简，得到标准形式
电力系统网络；
步骤S30，分别对待处理电力系统网络和标准形式电力系统网络进行潮流计算和暂
态稳定性计算；
步骤S40，比较两者的潮流结果和暂态曲线；若潮流误差和暂态误差都小于设定阈
值，则完成网络化简；否则改变待消去节点负荷的归并方案，即改变N个待消去节点的
排列组合后，重复步骤S10。
2.根据权利要求1所述的避免负电阻出现的电力系统网络化简方法，其特征在于，
所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利刚，付东，涂亮，王长香，朱林，武志刚，甄鸿越，黄冠标，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44