一种电力系统潮流计算方法、系统及电子设备技术方案

本申请涉及一种电力系统潮流计算方法、系统及电子设备。所述方法包括：步骤a：基于大数据技术Spark对电网拓扑状态进行并行解析，得到电力系统拓扑信息；步骤b：根据所述电力系统拓扑信息构建电力拓扑图，并基于大数据技术Spark对所述电力拓扑图进行并行迭代，生成所述电力拓扑图的电气岛；步骤c：根据所述电力拓扑图的电气岛计算电力系统的平衡节点功率和线路功率，得到潮流计算结果。本申请支持多个区域互相连接电力系统的集成分析，减少了拓扑信息的集中管理所带来的管理问题与通信开销，具有可拓展性、便于维护等特点；并能有效提高数据的利用率与计算效率，实现大型复杂电力系统的实时在线潮流计算。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统潮流计算方法、系统及电子设备
本申请属于智能电网信息
，特别涉及一种电力系统潮流计算方法、系统及电子设备。
技术介绍
潮流计算是电力系统风险评估的关键部分，当前潮流计算已广泛服务于电网的状态评估、风险评价等应用。电力系统拓扑分析是潮流计算的前提条件，因此要进行潮流计算，需先在已构建好的拓扑结构上进行。但是随着电网设备增加，电网拓扑结构中的节点数逐步增长，电网的规模、复杂性也日益冗杂。大规模电力系统潮流方程快速的求解，是互联的区域大电网实时、超实时稳定性分析、可靠性评估和潮流跟踪等的关键基础，也是影响这些应用在线服务能力的关键因素。潮流计算中关键部分是对形如Ax＝b的高维稀疏线性修正方程组的反复求解，这一部分极其耗时。在传统应用中，以牛顿法潮流计算较为常用，利用该方法其高维正方程组的求解时间占居了八成时间。其中还会由于矩阵的不规则，导致大量非零元素，增加了方程求解的计算量，同时也增加了内存的占用。以上缺陷导致该潮流计算方法很难满足大规模的复杂电网实时在线计算需求。潮流计算的发展初期采取较多的是根据节点导纳进行计算的高斯-塞德尔法，高斯-塞德尔法原理比较简单，编程方便并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：基于大数据技术Spark对电网拓扑状态进行并行解析，得到电力系统拓扑信息；步骤b：根据所述电力系统拓扑信息构建电力拓扑图，并基于大数据技术Spark对所述电力拓扑图进行并行迭代，生成所述电力拓扑图的电气岛；步骤c：根据所述电力拓扑图的电气岛计算电力系统的平衡节点功率和线路功率，得到潮流计算结果。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：基于大数据技术Spark对电网拓扑状态进行并行解析，得到电力系统拓扑信息；步骤b：根据所述电力系统拓扑信息构建电力拓扑图，并基于大数据技术Spark对所述电力拓扑图进行并行迭代，生成所述电力拓扑图的电气岛；步骤c：根据所述电力拓扑图的电气岛计算电力系统的平衡节点功率和线路功率，得到潮流计算结果。2.根据权利要求1所述的电力系统潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述电网状态信息包括电力E文件格式和CIM文件格式以及电网状态传感器消息队列形式。3.根据权利要求2所述的电力系统潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述基于大数据技术Spark对电网拓扑状态进行并行解析具体包括：步骤a1：Streaming接收电网状态信息，判断是否到达设定时间段的时间截断点，如果到达设定时间段的时间截断点，执行步骤a2；步骤a2：将所述设定时间段内接收到的电网状态信息重组为spark的DStream，所述Dstream包含所述设定时间段内所有区域拓扑信息组成的RDD；步骤a3：对所述所有区域拓扑信息组成的RDD进行flatMap操作，将所有区域中的拓扑信息提取成为(key,value)形式，key和value分别表示电力系统节点和相邻节点；步骤a4：采用reduceByKey聚合(key,value)形式的拓扑信息中的所有节点，并去除重复节点，获得包含所有节点信息的电力系统拓扑信息DStream；步骤a5：以所述电力系统拓扑信息DStream为基础，通过map操作构建节点表RDD，并通过节点连接关系构建边表RDD。4.根据权利要求3所述的电力系统潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述生成电力拓扑图的电气岛具体包括：步骤b1：根据所述节点表RDD和边表RDD构建电力拓扑图；步骤b2：利用GraphX的连通图划分方法对所述电力拓扑图进行并行迭代，划分出电力拓扑图的连通片，得到电力拓扑图的电气岛；步骤b3：将不含有发电机以及注入电源的无用电气岛剔除，提取剩余电气岛的电气岛参数，并为所述电气岛参数添加时间戳后存储到SparkSQL。5.根据权利要求4所述的电力系统潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述根据所述电力拓扑图的电气岛计算电力系统的平衡节点功率和线路功率具体包括：步骤c1：从所述SparkSQL中提取电气岛参数；步骤c2：更新节点表RDD，对节点表RDD进行操作，计算出节点导纳矩阵与功率，并以RDD方式进行存储；步骤c3：根据所述节点导纳矩阵与功率RDD计算雅克比矩阵；步骤c4：采用SparkMlib框架中的Breeze库对所述雅克比矩阵进行求逆得到逆矩阵，并采用矩阵乘法求解修正方程，得到电压不平衡量，并根据所述电压不平衡量修正电压值；步骤c5：判断修正后的电压值是否大于原数据库中的电压阈值，如果修正后的电压值小于原数据库中的电压阈值，计算电力系统的平衡节点功率以及线路功率，潮流计算结束。6.一种电力系统潮流计算系统，其特征在于，包括：拓扑解析模块：用于基于大数据技术Spark对电网拓扑状态进行并行解析，得到电力系统拓扑信息；电气岛生成模块：用于根据所述电力系统拓扑信息构建电力拓扑图，并基于大数据技术Spark对所述电力拓扑图进行并行迭代，生成所述电力拓扑图的电气岛；潮流计算模块：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兵，刘晟东，胡金星，郭媛君，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44