基于潮流模块交替迭代的互联电网分布式潮流计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于潮流模块交替迭代的互联电网分布式潮流计算方法。该方法中，首先进行内网和外网的潮流计算模型数据的初始化。在内网调度控制中心的潮流计算任务计算机中，进行内网潮流计算模块和外网潮流计算模块的交替迭代以体现内、外网电气关系的联系，从而使得两个独立的潮流收敛于统一的目标潮流解。本方法采用集中计算模式，避免了原始模型拼接或计算模型拼接的繁复工作；计算结果准确，集成性强，避免了对潮流计算模型和算法的特殊要求，因此可广泛应用在电网分析的各个应用领域，如ＥＭＳ、ＤＴＳ以及离线电网运行分析计算等，具有较强的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向互联电网的分布式潮流计算方法，尤其涉及一 种针对所管辖电网具有电气连接关系的多个调度控制中心的潮流计算问 题，，属于电网 调度自动化

技术介绍
电力系统是一个由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一 调度和运行的复杂大系统。在电力系统中，由于电源点与负荷中心多数 处于不同地区，电能也无法大量储存，因此电能生产必须时刻保持与消 费平衡。电力系统需要在各个环节和不同层次设置相应的调度系统，以 确保用户获得优质安全的电能供应。现代的电网调度自动化系统是以计算机为核心的控制系统，包括实 时信息收集和显示系统，以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。 信息收集和显示系统具有数据采集、安全检测、潮流计算和实时控制的 功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端，位于调度控制中 心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优 潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视 与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。在我国，电网调度运行管理具有分层分布、垂直调度的特点。各调 度控制中心所管辖电网是整体互联的，相互影响的。随着电网的发展， 电网间的电气联系越来越紧密，相互的影响日益增强。因此，在电网调度领域的各种在线分析控制系统，如EMS (能量管理系统)和DTS (调度 员培训仿真系统)中，已经需要考虑解决所管辖电网具有电气连接关系 的多个调度控制中心的潮流计算问题。为了准确计算外网影响下的全网统一潮流，现在主要有以下几种技 术实现方法l)"分散建模、全模型拼接、集中计算"。该方法保证了集中计算的 正确性，缺点是模型拼接需要进行模型的标准化导出、导入，工作量大、效率较低，同时集中计算的计算量大。例如在申请号为200610166302.1 的中国专利申请"电力系统多区域网络模型拼接方法"中，描述了如何 将各调度控制中心模型拼接成集中式的全模型，但是并不涉及如何进行 电力系统的潮流分析计算。在申请号为200710191542. 1的中国专利申请 "基于计算模型拼接的互联系统分布式潮流计算方法"中，在某个调度 控制中心侧进行基于潮流非线性求解方程的拼接，在集中统一求解后将 结果送回相应的各个调度控制中心。这种方法保留了集中计算的优点， 避免了繁复的系统性模型拼接和维护工作；但其缺点是1)拼接方法与 算法高度耦合，只有多调度控制中心均采用相同的算法时，最好是采用 同一供货商的产品时才能方便地进行拼接；2)不适合DTS等需要各调度 控制中心连续交互潮流方式的应用场景。2) "分散建模、模型等值拼接、集中计算"。在张海波等发表的论文 《不同外网等值模型对EMS应用效果影响的试验研究》(载于《电网技术》2006年第30巻第3期)中，推荐了一种采用基于缓冲网叠加等值网的外 网等值方法。该方法对外部电网模型进行了等值简化，减少了计算量， 但其缺点是1)需要进行模型拼接，模型导出、导入，维护工作量大； 2)等值简化计算带来一定的计算精度误差；3)在DTS等应用场景下， 需要连续进行在线等值结果的发布，效率较低。3) "分散建模、分布计算"。在张伯明等发表的论文《多调度控制中 心之间分解协调计算模式研究》(载于《中国电机工程学报》2006年第 26巻22期)中，对多调度控制中心的分布式潮流的同步/异步计算模式 进行了研究，并给出了相应的计算模型。在张海波等发表的论文《分布 式潮流计算异步迭代模式的补充和改进》(载于《电力系统自动化》2007 年第31巻第2期)中，着重对异步迭代的收敛特性进行了解析，并提供 了计算模式和协调层代理机制。上述方法的共性是1)按照管理区域对 电网计算进行分块，各个调度控制中心只进行本区域内的块计算；建立 协调层实现块计算之间的协调统一；2)非线性方程的求解计算分布于网 络上各个计算中心。此类方法的优点是信息的交互量较小，但其缺点在 于要求基于潮流计算的应用程序必须进行本质性改造，而潮流计算是电 网分析计算的基础模块，应用面很广，因此要推广这项技术的代价相当 大。虽然在申请号为200710099082.X的中国专利申请"省、地两级电力6系统的联合反事故演习方法"中，给出了一种潮流跟踪匹配算法。但这 种算法的实质是利用两个电网的分层分布特性，设计了一种连续动态相 互匹配、跟踪的算法，不能得到某一给定时刻、给定求解条件下的严格潮流解，不能应用于常规的潮流计算，只适用于DTS等基于连续潮流的仿真应用，且不能解决地区电网间的串供问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术所存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于 提供一种面向互联电网的分布式潮流计算方法，该方法针对所管辖电网 具有电气连接关系的多个调度控制中心的潮流计算问题，基于潮流模块 交替迭代予以实现。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案 一种，用在包括内网调度控制中心和外网调度控制中心的互联电网中，其特征在于包括如下的步骤.-(1) 所述内网调度控制中心从所述外网调度控制中心获得外网潮流 计算模型和潮流计算给定条件，并对外网潮流计算模块进行初始化；(2) 所述内网调度控制中心形成内网潮流计算模型和潮流计算给定 条件，并对内网潮流计算模块进行初始化；(3) 定义内网潮流计算模块和外网潮流计算模块的潮流交互协调接 口信息，计算内、外网潮流交互协调的接口潮流偏差量；(4) 如果接口潮流偏差量符合计算精度要求，则转入步骤(5)，否则， 人工调整内网潮流计算模块的潮流计算给定条件，启动内部潮流计算模 块重新进行计算，直至接口潮流偏差量符合计算精度要求；(5) 将内网潮流之外网等值机组机端节点的计算节点类型设为节点 电压和相角为已知条件，节点电压和相角分别取外网潮流之交互接口节 点的电压和相角；(6) 启动所述内网潮流计算模块进行一次潮流计算，如果潮流计算不 收敛，则退出整个计算；否则转入步骤(7);(7) 将外网潮流之内网等值机组机端节点的计算节点类型设为节点 有功、无功注入为已知条件，且有功、无功值分别取内网潮流之交互接 口设备的有功和无功(8) 启动所述外网潮流计算模块进行一次潮流计算，如果潮流计算不 收敛，则退出整个计算；否则转入步骤(9);(9) 重新计算内、外网潮流交互协调的接口潮流偏差量；GO)如果接口潮流偏差量符合计算精度要求，则输出潮流计算结果， 退出整个计算；否则，转回步骤(5)继续计算。在步骤(仰中，如果交替迭代的次数大于预定次数，则表明计算呈发 散状态，需要退出整个计算。其中，所述潮流计算给定条件包括发电机的有功出力、无功出力或 机端电压负荷的有功大小和无功大小母线的电压和相角以及母线在潮流 计算中的节点类型。所述潮流交互协调接口信息包括所述内网潮流计算模块中外网等值 机组与所述外网潮流计算模块中的设备的映射关系；所述内网潮流计算 模块中外网等值机组的拓扑节点与所述外网潮流计算模块中对应同一物 理位置的拓扑节点的映射关系；所述外网潮流计算模块中内网等值机组 与所述内网潮流计算模块中的设备的映射关系；所述外网潮流计算模块 中内网等值机组的拓扑节点与所述内网潮流计算模块中对应同一物理位 置的拓扑节点的映射关系。所述接口潮流偏差量为内网潮流之外网等值机组与外网潮流之交互接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于潮流模块交替迭代的互联电网分布式潮流计算方法，用在包括内网调度控制中心和外网调度控制中心的互联电网中，其特征在于包括如下的步骤：　（１）所述内网调度控制中心从所述外网调度控制中心获得外网潮流计算模型和潮流计算给定条件，并对外网潮流计算模块进行初始化；　（２）所述内网调度控制中心形成内网潮流计算模型和潮流计算给定条件，并对内网潮流计算模块进行初始化；　（３）定义内网潮流计算模块和外网潮流计算模块的潮流交互协调接口信息，计算内、外网潮流交互协调的接口潮流偏差量；　（４）如果接口潮流偏差量符合计算精度要求，则转入步骤（５），否则，人工调整内网潮流计算模块的潮流计算给定条件，启动内部潮流计算模块重新进行计算，直至接口潮流偏差量符合计算精度要求；　（５）将内网潮流之外网等值机组机端节点的计算节点类型设为节点电压和相角为已知条件，节点电压和相角分别取外网潮流之交互接口节点的电压和相角；　（６）启动所述内网潮流计算模块进行一次潮流计算，如果潮流计算不收敛，则退出整个计算；否则转入步骤（７）；　（７）将外网潮流之内网等值机组机端节点的计算节点类型设为节点有功、无功注入为已知条件，且有功、无功值分别取内网潮流之交互接口设备的有功和无功；　（８）启动所述外网潮流计算模块进行一次潮流计算，如果潮流计算不收敛，则退出整个计算；否则转入步骤（９）；（９）重新计算内、外网潮流交互协调的接口潮流偏差量；　（１０）如果接口潮流偏差量符合计算精度要求，则输出潮流计算结果，退出整个计算；否则，转回步骤（５）继续计算。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢培元，盛鵾，陈伟，周帆，夏骏，袁启海，林昌年，高平，赵利，
申请(专利权)人：湖南省电力公司调度通信局，北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]