一种电力系统等值方法技术方案

本发明专利技术提供一种电力系统等值方法，包括S1、将电力系统划分为内部系统、外部系统和缓冲系统；S2、建立外部系统中发电机组的机群的等值模型，并建立外部系统中所有负荷节点的负荷的等值负荷模型；S3、消去外部系统所有节点，并将所有负荷节点上的负荷相加得到等值负荷模型初始参数；S4、以外部系统等值前后边界节点注入功率偏差最小构建目标函数，依据等值负荷模型初始参数，设置粒子群解空间，通过迭代调整等值负荷参数，使得等值前后边界节点潮流一致，进而得到等值负荷模型的最优参数；S5、使用并行粒子群算法辨识发电机组模型参数；S6、评估等值结果，并根据评估结果优化等值模型和参数；采用设立简化缓冲系统和核心机组的方法，减少等值难度。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统等值方法
本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种电力系统等值方法。
技术介绍
随着城市经济的不断发展,以及配电网络结构的不断发展,城市配电网络中线路的走向以及配电设施和用户的分布具有明显的地理特征。因地域和配电设施比较集中,城市配电网络与其他地物交叉跨越较多。为提高供电可靠性,除了建设可靠的电源点外,配电网络的常用结构多采用图的环型网络,或者是图的双端电源链网及图的多电源供电网络,即将原先独立的辐射式配电网改变为运行灵活的链环式配电网。电磁环网是在电力发展过程中产生的，其目的是为了增加电网运行的可靠性。随着500kV电网的不断投入，为了限制短路电流，要求220kV电磁环网开环运行。这样就造成了110kV及以下电力网络的合环问题。由于合环通常在两条母线或馈线间进行，这将涉及输电网和配电网络。对于配电网合环操作判断，目前国内有两种主流观点：1)凭借运行管理经验，根据配电网络的负荷水平、分布状况及运行方式，给出配电网是否能够合环的一般结论；2)在配电网合环前先进行计算分析或者模拟仿真，根据结果来判断配电网是否能够合环。第一种观点，由于缺少严格的数学模型及理论推导，所得结论大多针对特定网络，不具有普遍性与代表性。第二种观点具有广泛的代表性，基本采用建立统一的数学模型，对网络合环前、合环后进行稳态分析或暂态分析，以评估合环后网络的运行情况。因此，取得相关输电网络部分的拓扑信息，并建立统一网络模型，可以为合环电流的计算精度提供了保障。在配电网合环计算时，往往难以在地方调度中心获得整个系统的全部实时信息，而系统数学模型的规模又必须与所得到的实时信息相一致，以致也不得不把对合环电流影响较小的部分或系统中某些不可观察部分通过等值方法来处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电力系统等值方法，根据电网的特点和条件，建立可靠的电网模型和设备模型，等值合理，建立外网等值模型为合环调电计算提供模型支持。本专利技术提供了如下的技术方案：一种电力系统等值方法，包括以下步骤：S1、将电力系统划分为内部系统、外部系统和缓冲系统，内部系统和缓冲系统一起组成研究系统；S2、建立外部系统中发电机组的机群的等值模型，并建立外部系统中所有负荷节点的负荷的等值负荷模型；S3、消去外部系统所有节点，并将所有负荷节点上的负荷相加得到等值负荷模型初始参数；S4、以外部系统等值前后边界节点注入功率偏差最小构建目标函数，依据等值负荷模型初始参数，设置粒子群解空间，通过迭代调整等值负荷参数，使得等值前后边界节点潮流一致，进而得到等值负荷模型的最优参数；S5、使用并行粒子群算法辨识发电机组模型参数；S6、评估等值结果，并根据评估结果优化等值模型和参数。优选的，根据等值网络应用目的将电力系统划分为内部系统和外部系统，并将内部系统和外部系统之间的边界节点构成边界节点集合；所述边界节点在内部系统设置短路点，从内部系统外联支路开始考察短路电流是否衰减；若衰减，则继续考察相临的外部支路，直至被考察支路短路电流不衰减，该支路端点即为外部系统边界节点；从内部系统边界节点到外部系统边界节点间是缓冲系统。优选的，所述建立外部系统中发电机组的机群的等值模型包括：利用k-means算法对所述外部系统中的发电机节点进行聚类，获取聚类结果；获取聚类结果中聚类中心中的发电机节点的励磁系统模型的传递函数加和，将聚类中心中的发电机节点的励磁系统模型的传递函数加和作为研究系统的等效发电机节点的传递函数。优选的，所述建立外部系统中发电机组的机群的等值模型包括：将所有机组划分为多个同调机群，确定同调机群中的核心机组，并基于核心机组确定等值发电机模型，根据核心等值发电机模型，将同调机群中剩余机组的容量和动能按等值机类型分别聚合，容量和动能之外的参数采用核心机组参数，确定等值升压变压器与负荷参数。优选的，所述使用并行粒子群算法识别发电机组模型参数包括：在外部系统等值前，测量研究系统在扰动信号激励下的暂态响应数据，包括联络线功率、研究系统母线频率及发电机有功功率；以研究系统中的某一母线频率及发电机有功功率的偏差最小构建目标函数；初始化发电机组模型的待辨识参数和并行粒子群算法参数，通过分配子线程，将种群体划分为多个子种群，并给多个子种群分配粒子个数，计算每一子种群的适应值；输入激励信号，计算发电机组模型的目标变量值，并计算在激励信号下的研究系统相应位置的母线频率及发电机有功功率；计算步骤中构建的目标函数的值，在子线程中依据粒子群的进化规则，更新多个子种群中粒子速度和位置，获得种群当前最优解，即为发电机组模型参数。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种电力系统等值方法，在内外部系统划分时增加缓冲系统，将解耦层与内部系统合并形成扩展内部系统，实现后续外部子系统的解耦及接入设计；外部系统等值中采用核心机组概念形成等值发电机模型，在凸显同调机群特征的同时简化等值计算步骤。机群建模与辨识等值法结合，避免了同调等值法中发电机参数难以获取和聚合复杂的问题。同时，通过提出的并行优化技术动态辨识等值精细化模型参数，显著提高了等值精度和等值效率；在并行辨识等值阶段，通过构建以等值前后研究系统中母线电压频率和发电机有功功率偏差最小为目标函数的辨识模型，提出基于并行粒子群算法的等值模型参数辨识法，解决了传统辨识方法耗时长的问题。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术方法流程示意图。具体实施方式如图1所示，一种电力系统等值方法，包括以下步骤：S1、将电力系统划分为内部系统、外部系统和缓冲系统，内部系统和缓冲系统一起组成研究系统；根据等值网络应用目的将电力系统划分为内部系统和外部系统，并将内部系统和外部系统之间的边界节点构成边界节点集合；边界节点在内部系统设置短路点，从内部系统外联支路开始考察短路电流是否衰减；若衰减，则继续考察相临的外部支路，直至被考察支路短路电流不衰减，该支路端点即为外部系统边界节点；从内部系统边界节点到外部系统边界节点间是缓冲系统。S2、建立外部系统中发电机组的机群的等值模型，并建立外部系统中所有负荷节点的负荷的等值负荷模型；建立外部系统中发电机组的机群的等值模型包括：将所有机组划分为多个同调机群，确定同调机群中的核心机组，并基于核心机组确定等值发电机模型，根据核心等值发电机模型，将同调机群中剩余机组的容量和动能按等值机类型分别聚合，容量和动能之外的参数采用核心机组参数，确定等值升压变压器与负荷参数。建立外部系统中发电机组的机群的等值模型包括：利用k-means算法对外部系统中的发电机节点进行聚类，获取聚类结果；获取聚类结果中聚类中心中的发电机节点的励磁系统模型的传递函数加和，将聚类中心中的发电机节点的励磁系统模型的传递函数加和作为研究系统的等效发电机节点的传递函数。S3、消去外部系统所有节点，并将所有负荷节点上的负荷相加得到等值负荷模型初始参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统等值方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将电力系统划分为内部系统、外部系统和缓冲系统，内部系统和缓冲系统一起组成研究系统；/nS2、建立外部系统中发电机组的机群的等值模型，并建立外部系统中所有负荷节点的负荷的等值负荷模型；/nS3、消去外部系统所有节点，并将所有负荷节点上的负荷相加得到等值负荷模型初始参数；/nS4、以外部系统等值前后边界节点注入功率偏差最小构建目标函数，依据等值负荷模型初始参数，设置粒子群解空间，通过迭代调整等值负荷参数，使得等值前后边界节点潮流一致，进而得到等值负荷模型的最优参数；/nS5、使用并行粒子群算法辨识发电机组模型参数；/nS6、评估等值结果，并根据评估结果优化等值模型和参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力系统等值方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将电力系统划分为内部系统、外部系统和缓冲系统，内部系统和缓冲系统一起组成研究系统；
S2、建立外部系统中发电机组的机群的等值模型，并建立外部系统中所有负荷节点的负荷的等值负荷模型；
S3、消去外部系统所有节点，并将所有负荷节点上的负荷相加得到等值负荷模型初始参数；
S4、以外部系统等值前后边界节点注入功率偏差最小构建目标函数，依据等值负荷模型初始参数，设置粒子群解空间，通过迭代调整等值负荷参数，使得等值前后边界节点潮流一致，进而得到等值负荷模型的最优参数；
S5、使用并行粒子群算法辨识发电机组模型参数；
S6、评估等值结果，并根据评估结果优化等值模型和参数。


2.根据权利要求1所述的一种电力系统等值方法，其特征在于，根据等值网络应用目的将电力系统划分为内部系统和外部系统，并将内部系统和外部系统之间的边界节点构成边界节点集合；所述边界节点在内部系统设置短路点，从内部系统外联支路开始考察短路电流是否衰减；若衰减，则继续考察相临的外部支路，直至被考察支路短路电流不衰减，该支路端点即为外部系统边界节点；从内部系统边界节点到外部系统边界节点间是缓冲系统。


3.根据权利要求1所述的一种电力系统等值方法，其特征在于，所述建立外部系统中发电机组的机群的等值模型包括：利用k-means算法对所述外部系统中的发电机节点进行聚类，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，孙幸立，王剑，陈晓宇，葛陈刚，吴顺风，陈凯，唐飞龙，钟念，伍和军，
申请(专利权)人：南京能迪电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32