一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法技术

本发明专利技术公开了一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，涉及电力系统仿真分析技术领域，所述方法包括：对QS文件潮流相关数据表段进行目标电网筛选和对目标电网进行边界等值处理；剔除位于次岛和死岛上的冗余数据；对目标电网数据进行拓扑校验和节点功率平衡验证；对空充线路和三绕组变压器进行预处理；将预处理后的QS文件映射至Matpower或Pypower数据格式；基于映射生成的Matpower或Pypower潮流计算数据，开展交流潮流计算，本方法可自动同时实现目标电网筛选与边界等值、冗余数据剔除、拓扑校验及状估结果验证以及QS文件数据与Matpower或Pypower数据格式的映射转换，同时提供潮流初始化方法，可提高转换后潮流计算数据的收敛性。

A method of converting QS file to the tidal current calculation data of Matpower or pypower

【技术实现步骤摘要】
一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法
本专利技术涉及电力系统仿真分析
，具体地，涉及一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法。
技术介绍
QS文件是根据电力系统实际运行的量测信息经过状态估计后生成的结果文件，其对部分测量信息错误、测点信息不全做了理论修正与估计，不仅包含电网运行状态量结果，也包含电网稳态模型参数，是用于推演和模拟电网实际运行情况的重要基础。近年来，随着电力系统在线仿真技术的不断进步，包含省级电网、全国电网模型的QS文件在各类在线电网分析应用中得到广泛应用。同时，借助已有成熟的电力系统仿真程序软件对电网实际运行状态进行复现与多样化分析、推动成熟电力系统仿真程序软件的在线化应用，是推进在离线仿真融合的发展趋势。其中，QS文件与离线仿真程序软件之间灵活可靠的数据自动转换接口是实现在离线仿真融合的关键基础。Matpower是通用的基于Matlab语言的电力系统稳态分析与优化开源软件包，其数据格式简洁、程序修改灵活，在潮流计算及优化分析领域得到广泛应用，是用于开展个性化电网稳态与优化分析与研究的重要工具。Pypower是Matpower的Python版本，其功能与数据格式与Matlab一致。目前在本领域中尚无关于QS文件至Matpower或Pypower的潮流计算数据转换方法的技术方案。
技术实现思路
本专利技术针对电网在线运行数据仿真复现与精细化分析的应用需求，提出一种QS文件至Matpower/Pypower的潮流计算数据转换方法，本方法可自动实现QS文件数据与Matpower或Pypower数据格式的自动映射转换，同时实现目标电网筛选与边界等值、冗余数据剔除、拓扑校验及状估结果验证，并提供潮流初始化方法，提高转换后潮流计算数据的收敛性。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，所述方法包括：步骤1：对QS文件潮流相关数据表段进行目标电网筛选，并对目标电网进行边界等值处理；步骤2：对步骤1处理后的QS文件中的位于次岛和死岛上的冗余数据进行剔除；步骤3：对剔除冗余数据后的目标电网数据进行拓扑校验，对于通过拓扑校验的目标电网数据进行节点功率平衡验证；步骤4：对通过验证的QS文件中空充线路和三绕组变压器进行预处理；步骤5：将预处理后的QS文件映射至Matpower或Pypower数据格式；步骤6：将映射后的数据中的孤岛节点进行处理，基于映射后的数据获得电压初值，基于映射生成的Matpower或Pypower潮流计算数据，开展交流潮流计算。其中，本专利技术的原理为：由于QS文件数据往往涵盖QS文件描述的全部电力网络，而实际分析中可能只需选取其中一部分，因而首先需进行目标电网的筛选与边界等值，根据不同应用需求，实现分电压等级筛选、分地区筛选及二者联合筛选功能，同时保留全网转换的功能。由于应用于稳态与优化分析，边界等值为静态等值，其中，本专利技术中的全网为QS文件描述的全部电力网络。由于QS文件中可能存在部分在主电气岛状态估计中等值的数据，需按照其等值逻辑筛选出不在主电气岛上的数据并进行删除，并对余下数据进行拓扑校验及功率平衡校验，以保证用以转换的数据基本满足功率平衡方程，否则转换后的数据难以计算收敛。在进入数据格式映射之前，需对空充线路、三绕组变压器等特殊情况进行预处理，以适应Matpower或Pypower的数据结构风格。处理逻辑为：对于单端开关闭合的线路，在另一侧新增悬空节点，以仿真线路充电无功及对侧电压；对于三绕组变压器，新增中心节点，拆分为三个支路模型；对于变压器的励磁支路，根据变压器投退状态，对于投运的变压器，将励磁支路参数添加至Matpower或Pypower节点表中。在上述基础上，可根据QS文件和Matpower或Pypower数据字段自动实现数据映射。数据完成之后，需进一步对转换后的数据进行拓扑分析，找出孤岛节点并修改其节点类型；转换后数据中各节点电压幅值和相角的初值保持与QS文件拓扑节点电压幅值和相角一致，转换过程中新增节点采用平启动；最后需对转换后的数据开展一次直流潮流计算，并用直流潮流计算出的电压相角结果更新节点电压相角的初值，是交流潮流计算初值更靠近最终解，以提高潮流计算的收敛性。优选的，目标电网的筛选方式为以下方式中的一种：1)分区域筛选：筛选特定区域电网数据，特定区域电网与外网通过联络线相连；2)分电压等级筛选：筛选指定一个或多个电压等级电网，指定的电网与外网通过联络变压器相连；3)分区分压联合筛选：筛选特定区域内指定电压等级电网，特定区域内指定电压等级电网与外网通过联络线及变压器相连；4)自定义接口筛选：自定义目标区域与外网的联络接口，联络接口形成割集。优选的，判断目标电网是否为全网，若是，则不对QS文件数据进行边界等值处理，若否，则将目标电网与外网之间进行边界静态等值处理；目标电网与边界的接口包括：I类接口：与高一级电压等级电网相连的联络变压器；II类接口：与低一级电压等级电网相连的联络变压器；III类接口：与外部电网相连接的交流或直流联络线；分别按以下方式进行等值：对于I类接口，在变压器高压侧等值为虚拟发电机，初始出力为变压器原高压侧下网功率状态估计值；对于II类接口，根据实际功率情况，在低压侧或中压侧等值为虚拟负荷，初始功率为变压器原低压侧或中压侧下网功率状态估计值；对于III类接口，在联络线的对侧等值为虚拟负荷，虚拟负荷功率等于该侧线路潮流的状态估计值。优选的，所述步骤5具体包括：基于预处理后的QS文件，形成目标电网节点集合，确定系统基准容量；根据预处理后的QS文件中的拓扑节点表段、并联补偿装置表段和负荷表段信息，生成Matpower或Pypower节点数据表bus；根据预处理后的QS文件中的交流线表段、串联补偿装置表段、变压器表段生成Matpower或Pypower支路数据表branch；根据预处理后的发电机表生成Matpower或Pypower发电机数据表gen。优选的，对通过验证的QS文件中空充线路进行预处理包括：1)针对线路I侧节点在主岛和J侧节点在死岛，同时线路I侧运行和J侧停运的情况：在J侧新增一个节点K，将线路J侧开关投至K处，线路I-K参数与线路I-J相同，均按照上述方式进行处理，使得线路I-K两端开关均闭合，同时删除原线路I-J，以模拟线路空充情况；2)针对线路I侧在死岛和J侧在主岛，同时线路I侧停运和J侧运行的情况：在I侧新增一个节点K，将线路I侧开关投至K处，线路J-K参数与线路I-J相同，均按照上述方式进行处理，使得线路J-K两端开关均闭合，同时删除原线路I-J，以模拟线路空充情况；3)针对线路I侧和J侧均在主岛，同时线路I侧运行和J侧停运的情况：在J侧新增一个节点K，将线路J侧开关投至K处，线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1：对QS文件潮流相关数据表段进行目标电网筛选，并对目标电网进行边界等值处理；/n步骤2：对步骤1处理后的QS文件中的位于次岛和死岛上的冗余数据进行剔除；/n步骤3：对剔除冗余数据后的目标电网数据进行拓扑校验，对于通过拓扑校验的目标电网数据进行节点功率平衡验证；/n步骤4：对通过验证的QS文件中空充线路和三绕组变压器进行预处理；/n步骤5：将预处理后的QS文件映射至Matpower或Pypower数据格式；/n步骤6：将映射后的数据中的孤岛节点进行处理，基于映射后的数据获得电压初值，基于映射生成的Matpower或Pypower潮流计算数据，开展交流潮流计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：对QS文件潮流相关数据表段进行目标电网筛选，并对目标电网进行边界等值处理；
步骤2：对步骤1处理后的QS文件中的位于次岛和死岛上的冗余数据进行剔除；
步骤3：对剔除冗余数据后的目标电网数据进行拓扑校验，对于通过拓扑校验的目标电网数据进行节点功率平衡验证；
步骤4：对通过验证的QS文件中空充线路和三绕组变压器进行预处理；
步骤5：将预处理后的QS文件映射至Matpower或Pypower数据格式；
步骤6：将映射后的数据中的孤岛节点进行处理，基于映射后的数据获得电压初值，基于映射生成的Matpower或Pypower潮流计算数据，开展交流潮流计算。


2.根据权利要求1所述的将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，目标电网的筛选方式为以下方式中的一种：
1)分区域筛选：筛选特定区域电网数据，特定区域电网与外网通过联络线相连；
2)分电压等级筛选：筛选指定一个或多个电压等级电网，指定的电网与外网通过联络变压器相连；
3)分区分压联合筛选：筛选特定区域内指定电压等级电网，特定区域内指定电压等级电网与外网通过联络线及变压器相连；
4)自定义接口筛选：自定义目标区域与外网的联络接口，联络接口形成割集。


3.根据权利要求1所述的将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
设主岛标记为岛0，死岛标记为-1，次岛标记为非零整数m，m＝1,2,3,…,k,…；QS文件中的各数据表冗余数据剔除方式为：
(1)对于QS文件中的交流线表段：
1)若交流线两端节点位于死岛或次岛，则将该交流线删除；
2)若交流线有一端节点位于次岛，另一端节点位于主岛，则将该交流线删除；
(2)对于QS文件中的变压器表段：
1)对于两绕组变压器，若其两端节点均位于死岛或次岛，则将该变压器删除；若两绕组变压器有一端节点为于次岛，另一端节点位于主岛，则将该两绕组变压器删除；
2)对于三绕组变压器，若其同时有两个及以上端点的节点位于死岛或次岛，则将该变压器删除；
(3)对于QS文件中的发电机/负荷/并联补偿装置表段：
删除节点位于死岛或次岛上的发电机/负荷/并联补偿装置；
(4)对于QS文件中的串联补偿装置表段：
删除1个及以上端点的节点位于死岛或次岛上的串联补偿装置。


4.根据权利要求1所述的将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：
基于预处理后的QS文件，形成目标电网节点集合，确定系统基准容量；
根据预处理后的QS文件中的拓扑节点表段、并联补偿装置表段和负荷表段信息，生成Matpower或Pypower节点数据表bus；
根据预处理后的QS文件中的交流线表段、串联补偿装置表段、变压器表段生成Matpower或Pypower支路数据表branch；
根据预处理后的发电机表生成Matpower或Pypower发电机数据表gen。


5.根据权利要求1所述的将QS文件转换至Matpower或Pypower潮流计算数据的方法，其特征在于，对通过验证的QS文件中空充线路进行预处理包括：
1)针对线路I侧节点在主岛和J侧节点在死岛，同时线路I侧运行和J侧停运的情况：在J侧新增一个节点K，将线路J侧开关投至K处，线路I-K参数与线路I-J相同，均按照上述方式进行处理，使得线路I-K两端开关均闭合，同时删除原线路I-J，以模拟线路空充情况；
2)针对线路I侧在死岛和J侧在主岛，同时线路I侧停运和J侧运行的情况：在I侧新增一个节点K，将线路I侧开关投至K处，线路J-K参数与线路I-J相同，均按照上述方式进行处理，使得线路J-K两端开关均闭合，同时删除原线路I-J，以模拟线路空充情况；
3)针对线路I侧和J侧均在主岛，同时线路I侧运行和J侧停运的情况：在J侧新增一个节点K，将线路J侧开关投至K处，线路J-K参数与线路I-J相同，均按照上述方式进行处理，使得线路I-K两端开关均闭合，同时删除原线路I-J，以模拟线路空充情况；
4)针对线路I侧和J侧，同时线路I侧停运和J侧运行的情况，在I侧新增一个节点K，将线路I侧开关投至K处，线路J-K参数与线路I-J相同，均按照上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伦，靳旦，高剑，苏学能，李建，滕予非，叶希，张华，魏巍，唐伟，王彪，李春艳，范成围，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51