一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法及系统，涉及配电网潮流计算技术领域，包括：将安装于配电网各个节点上的智能量测终端进行组网，建立智能量测终端分别与其上游和下游的其他智能量测终端的通信连接；对各个智能量测终端进行初始化；重复执行如下计算，直到各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛：从配电网下游到上游，智能量测终端依次计算流过各条馈线段首端的功率，从配电网上游到下游，智能量测终端依次计算各条馈线段的末端电压；各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛之后，各个智能量测终端将最后一次的计算结果发送至配电网主站。该方法能够有效减小配电网主站的运行压力。站的运行压力。站的运行压力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法及系统


[0001]在本专利技术涉及配电网潮流计算
，尤其涉及一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法及系统。

技术介绍

[0002]配电网处于电力系统的末端，直接影响电力用户的用电体验。随着分布式可再生能源的大量接入，配电网潮流的不确定性增加，需要通过高频率的潮流计算获取配电网实时的潮流状态，确保配电网的安全稳定经济运行。
[0003]专利文献（CN102593823B）提供一种基于叠加原理的配电网在线潮流计算方法，利用离线潮流计算的结果和线性系统的叠加原理进行在线潮流计算；配电网的网络结构和运行方式一定时,利用离线潮流计算结果，先计算出各负荷节点单位负荷电流在各支路引起的电压降相量，进行在线潮流计算时，根据各负荷节点负荷电流和所述计算出的各负荷节点单位负荷电流在各支路引起的电压降相量，利用线性系统的叠加原理计算出各支路电压降相量，进而计算出各节点电压、各支路损耗和各节点/支路功率；或者利用离线潮流计算结果，先计算出各负荷节点单位负荷电流在各支路引起的电流相量，进行在线潮流计算时，根据各负荷节点负荷电流和所述计算出的各负荷节点单位负荷电流在各支路引起的电流相量，利用线性系统的叠加原理计算出各支路通过的电流相量，进而计算出各支路电压降、各节点电压、各支路损耗和各节点/支路功率。
[0004]上述潮流计算方法复杂，配电网主站的计算能力与通信带宽是有限的，对于含分布式可再生能源的大规模配电网，高频的潮流计算可能会给主站带来过大的计算和通信压力，进而影响潮流计算的实时性和准确性，无法满足高频率潮流计算的实际需求，甚至会对配电网主站承担的其它业务造成影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了基于边缘计算的配电网潮流计算方法及系统，能够满足高频的潮流计算需求，并减轻配电网主站的运行压力。
[0006]一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法，包括：将安装于配电网各个节点上的智能量测终端进行组网，建立智能量测终端分别与其上游和下游的其他智能量测终端的通信连接；对各个智能量测终端进行初始化；重复执行如下计算，直到各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛：从配电网下游到上游，智能量测终端依次计算流过各条馈线段首端的功率，从配电网上游到下游，智能量测终端依次计算各条馈线段的末端电压；各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛之后，各个智能量测终端将最后一次的计算结果发送至配电网主站。
[0007]进一步地，每个智能量测终端设置有唯一标识，且每个智能量测终端预先存储有
其上游和下游相邻节点上的智能量测终端的唯一标识；将安装于配电网各个节点上的智能量测终端进行组网，包括：配电主站向配电网最上游的节点上的智能量测终端发送组网指令；最上游的节点上的智能量测终端根据所述组网命令以及预先存储的其下游相邻节点上智能量测终端的唯一标识，查找对应的智能量测终端，并以电力载波的方式建立与对应智能量测终端的通信连接；与上游建立通信连接的智能量测终端生成组网指令发送至其下游相邻节点上的智能量测终端，以电力载波的方式建立与对应智能量测终端的通信连接，直到所有的智能量测终端均与其上游和下游节点的智能量测终端建立通信连接。
[0008]进一步地，各个智能量测终端预先存储有其所在节点的上游相邻馈线段的电阻和电抗；对各个智能量测终端进行初始化，包括：各个智能量测终端建立所在节点的电压幅值变量、电压相角变量、其上游相邻馈线段首端流过的有功功率变量、其上游相邻馈线段首端流过的无功功率变量，并对所述的电压幅值变量和电压相角变量赋初值。
[0009]进一步地，从配电网下游到上游，智能量测终端依次计算流过各条馈线段首端的功率，包括：下游的智能量测终端将计算获得的功率数据发送至相邻的上游智能量测终端；各个智能量测终端接收到下游发送的功率数据之后，将自身所在节点的负荷功率与接收到的功率数据进行相加，获得相应的智能量测终端所在节点及其下游的功率和；智能量测终端根据所在节点及其下游的功率和、上游相邻馈线段的电阻和电抗以及节点的电压幅值，计算智能量测终端上游相邻馈线段的功率损耗；智能量测终端根据所述功率损耗，计算获得的功率数据，并发送至相邻的上游智能量测终端。
[0010]进一步地，所述功率数据包括有功功率和无功功率，所述负荷功率包括负荷的有功功率和无功功率；智能量测终端所在节点及其下游的功率和通过以下公式进行计算：；其中，P
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和，Q
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的无功功率和，为第i个智能量测终端下游所有智能量测终端的集合，P
j,line
为第i个智能量测终端下游的智能量测终端j的有功功率，Q
j,line
为第i个智能量测终端下游的智能量测终端j的无功功率，P
i,load
为第i个智能量测终端所在节点负荷的有功功率，Q
i,load
为第i个智能量测终端所在节点负荷的无功功率；所述功率损耗通过以下公式进行计算：；其中，P
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和，Q
i
表示第i个智
能量测终端所在节点及其下游的无功功率和，P
i,loss
表示第i个智能量测终端上游相邻馈线段的有功功率损耗，Q
i,loss
表示第i个智能量测终端上游相邻馈线段的无功功率损耗，V
i
表示第i个智能量测终端所在节点的电压幅值，R
i
表示第i个智能量测终端所在节点上游相邻馈线段的电阻，X
i
表示第i个智能量测终端所在节点上游相邻馈线段的电抗；第i个智能量测终端的有功功率和无功功率通过以下公式进行计算：；其中，P
i,line
为第i个智能量测终端的有功功率，Q
i,line
为第i个智能量测终端的无功功率。
[0011]进一步地，从配电网上游到下游，智能量测终端依次计算各条馈线段的末端电压，包括：智能量测终端从上游相邻的智能量测终端接收电压相量；智能量测终端根据所在节点及其下游的功率和，以及上游相邻馈线段的电阻和电抗，计算上游相邻馈线段上的电压降；智能量测终端根据所述电压降和接收到的电压相量，计算所在节点的上游相邻馈线段末端的电压相量并存储。
[0012]进一步地，智能量测终端根据所在节点及其下游的功率和包括智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和以及无功功率和；所述电压降通过以下公式进行计算：；其中，为当前次的计算中第i个智能量测终端所在节点上游相邻馈线段上的电压降，P
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和，Q
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的无功功率和，为上一次计算中第i个智能量测终端所在节点的电压相量的计算结果，R
i
表示第i个智能量测终端所在节点上游相邻馈线段的电阻，X
i
表示第i个智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的配电网潮流计算方法，其特征在于，包括：将安装于配电网各个节点上的智能量测终端进行组网，建立智能量测终端分别与其上游和下游的其他智能量测终端的通信连接；对各个智能量测终端进行初始化；重复执行如下计算，直到各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛：从配电网下游到上游，智能量测终端依次计算流过各条馈线段首端的功率，从配电网上游到下游，智能量测终端依次计算各条馈线段的末端电压；各条馈线段末端电压的幅值和相角收敛之后，各个智能量测终端将最后一次的计算结果发送至配电网主站。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个智能量测终端设置有唯一标识，且每个智能量测终端预先存储有其上游和下游相邻节点上的智能量测终端的唯一标识；将安装于配电网各个节点上的智能量测终端进行组网，包括：配电主站向配电网最上游的节点上的智能量测终端发送组网指令；最上游的节点上的智能量测终端根据所述组网命令以及预先存储的其下游相邻节点上智能量测终端的唯一标识，查找对应的智能量测终端，并以电力载波的方式建立与对应智能量测终端的通信连接；与上游建立通信连接的智能量测终端生成组网指令发送至其下游相邻节点上的智能量测终端，以电力载波的方式建立与对应智能量测终端的通信连接，直到所有的智能量测终端均与其上游和下游节点的智能量测终端建立通信连接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个智能量测终端预先存储有其所在节点的上游相邻馈线段的电阻和电抗；对各个智能量测终端进行初始化，包括：各个智能量测终端建立所在节点的电压幅值变量、电压相角变量、其上游相邻馈线段首端流过的有功功率变量、其上游相邻馈线段首端流过的无功功率变量，并对所述的电压幅值变量和电压相角变量赋初值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从配电网下游到上游，智能量测终端依次计算流过各条馈线段首端的功率，包括：下游的智能量测终端将计算获得的功率数据发送至相邻的上游智能量测终端；各个智能量测终端接收到下游发送的功率数据之后，将自身所在节点的负荷功率与接收到的功率数据进行相加，获得相应的智能量测终端所在节点及其下游的功率和；智能量测终端根据所在节点及其下游的功率和、上游相邻馈线段的电阻和电抗以及节点的电压幅值，计算智能量测终端上游相邻馈线段的功率损耗；智能量测终端根据所述功率损耗，计算获得的功率数据，并发送至相邻的上游智能量测终端。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功率数据包括有功功率和无功功率，所述负荷功率包括负荷的有功功率和无功功率；智能量测终端所在节点及其下游的功率和通过以下公式进行计算：；
其中，P
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和，Q
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的无功功率和，为第i个智能量测终端下游所有智能量测终端的集合，P
j,line
为第i个智能量测终端下游的智能量测终端j的有功功率，Q
j,line
为第i个智能量测终端下游的智能量测终端j的无功功率，P
i,load
为第i个智能量测终端所在节点负荷的有功功率，Q
i,load
为第i个智能量测终端所在节点负荷的无功功率；所述功率损耗通过以下公式进行计算：；其中，P
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的有功功率和，Q
i
表示第i个智能量测终端所在节点及其下游的无功功率和，P
i,loss
表示第i个智能量测终端上游相邻馈线段的有功功率损耗，Q
i,loss
表示第i个智能量测终端上游相邻馈线段的无功功率损耗，V
i
表示第i个智能量测终端所在节点的电压幅值，R
i

【专利技术属性】
技术研发人员：符瑞，季昆玉，袁栋，贾俊，刘利国，姚建光，翁蓓蓓，程力涵，王健，吴昊，钱晖，韩俊，鞠玲，郭亮，冯卫东，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：