基于分布因子的在线可用输电能力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分布因子的在线可用输电能力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：１）基础断面获取、生成；２）基础断面潮流计算：３）支路有功对节点有功注入灵敏度计算；４）开断线路故障集形成；５）计算考虑调频特性的支路有功对发电机有功灵敏度：在计算发电机Ｎ－１开断下的ＡＴＣ时，计算支路有功对发电机有功的灵敏度，并对步骤３）计算的支路有功对发电机有功灵敏度按照调频特性进行修正；６）计算点对点的可用输电能力；７）计算重要断面的可用输电能力。本发明专利技术的方法计算量小、提高了计算速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电力系统
，更准确地说本专利技术涉及一种应用于在线网络分析中 基于分布因子的可用输电能力计算方法。
技术介绍
电力市场改革在带来巨大经济效益和社会效益的同时，对电力系统的安全性和稳 定性也提出了严峻的挑战。美加大停电使得越来越多的人意识到，必须在满足电网运行安 全稳定的前提下提高电网的经济性。电力系统可用输电能力(ATC)是在已有输电协议基础 上可以用于进一步商业活动的富裕输电能力。ATC的在线计算对于整个电力系统的安全可 靠性有着很大的影响，其计算出的区域间输电能力是系统调度员调度时的一个重要参考信 息，它能够使调度员了解系统目前运行状态距离各种约束的距离，防止支路过负荷、断面暂 态稳定越限等情况的发生。ATC的计算包含两大类方法随机性求解方法和确定性求解方法。所谓随机性求 解方法，也称基于概率性模型的计算方法，即利用概率论和数理统计的相关知识分析和求 解电力系统区域间的可用输电能力。具体计算过程分为以下三步1、通过概率方法模拟发 输电设备的随机故障及负荷分布；2、利用优化算法分别求解各运行状态下的ATC ；3、利用 统计分析方法计算各运行状态下ATC的期望值及其概率分布，并由此确定考虑经济效益最 大的最优ATC值。概率性模型能合理、有效地计及各种不确定因素对ATC的影响，但计算过 程复杂、计算速度慢，不适合在线应用。确定性求解方法，也称基于确定性模型的ATC计算 方法，即以已知的系统状态为基础，通过故障筛选，然后应用适当的方法计算满足各种故障 状态约束条件下的ATC。确定性模型易于实现、计算速度较快，适合ATC的在线计算。确定 性求解方法一般分为分布因子法、连续潮流法、最优潮流法、灵敏度法等。文献一《计算电网可用输电能力的方法述评》(继电器2003年第31卷第10期45 页)中对ATC计算的线性分布因子法进行了简单论述，但没有对分布因子的具体计算方法、 设备开断后在线灵敏度的修正方法、开断故障集的筛选方法、发电机开断时考虑调频特性 的处理方法进行充分研究，显得过于粗略。文献二《输电系统可用输电能力研究》(电力系统及其自动化学报2005年第17卷 第5期42页)从实用化的模型、更快的计算速度、更多的不确定因素的考虑三个方向对可 用输电能力计算进行了阐述，但对使用线性分布因子方法进行在线ATC计算讨论较少。文献三《基于直流分布因子的可用输电能力灵敏度分析》(电网技术2006年第30 卷第18期45页)通过基于直流分布因子的可用输电能力计算过程的分析，根据决定可用 输电能力的关键约束线路或约束断面潮流在节点功率变化后的变化情况得到可用输电能 力与节点功率之间的灵敏度，该灵敏度能给出节点功率变化后可用输电能力的变化趋势， 进而用于计算节点功率变化后交易的可用输电能力。该文着重论述了线路N-I开断后利用 分布因子修正支路对发电机注入灵敏度的方法，但对故障集的筛选方法、发电机N-I开断 后的ATC计算方法、分布因子的快速求取方法没有具体提及。4文献四《基于直流灵敏度法的节点间可用输电能力计算》(华北电力技术2008年 No. 10第1页)对使用线性分布因子法进行ATC计算进行了详细的描述，推导了功率传输分 布系数、支路开断分布系数、支路开断传输分布系数的计算公式，为使用线性分布因子法进 行ATC计算提供了必要的技术基础，但在文章中使用算例仅为IEEE5节点算例，在计算过程 中没有考虑故障筛选，因而对于大型系统计算速度是否能够满足要求没有提及，同时，对于 发电机N-I开断后的ATC计算方法也没有具体提及。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种在线可用输电能力计算方法，可减小计算量、提高 计算速度，并可提高发电机N-I的ATC计算精度。为了实现上述目的，本专利技术采取了以下的技术方案来实现一种，包括以下步骤1)基础断面获取、生成从调度中心的能量管理系统中取得实时或研究方式下的 数据断面，在线获得的信息包括电网设备参数、电网的运行方式和量测，形成ATC计算的基 础断面；2)基础断面潮流计算对基础断面进行潮流计算，只有收敛的基础断面才进行 ATC计算，如果基础断面不收敛，则给出告警信息，提示初始断面不合理，不再进行以下计 算；3)支路有功对节点有功注入灵敏度计算利用潮流计算中PQ解耦法生成的B'矩 阵进行支路有功对节点有功注入灵敏度的计算；4)开断线路故障集形成对需要进行ATC计算的发电机节点和负荷节点(断面 ATC、区域间ATC可以同样处理)，利用广度优先搜索方法搜索其最短逻辑通路，设为故障集 A，利用步骤3)中的支路有功对节点有功注入灵敏度求取故障集A中每条线路对系统其余 线路的开断分布因子，将分布因子大于给定门槛的线路设为故障集B，故障集A和故障集B 的并集即为所求的开断线路故障集；5)计算考虑调频特性的支路有功对发电机有功灵敏度在计算发电机N-I开断下 的ATC时，需要计算发电机开断时各支路潮流的变化，这就需要计算支路有功对发电机有 功的灵敏度；在实际运行时，发电机开断后，发电机潮流并不是转移到设定的平衡机上，而 是按照调频特性在系统的多台发电机和负荷中分摊，所以对步骤3)计算的支路有功对发 电机有功灵敏度按照调频特性进行合理修正；6)计算点对点的可用输电能力计算指定节点间ATC的过程，即是寻找影响节点 间可用传输能力瓶颈支路的过程；设供电节点为A，受电节点为B，对系统中所运行的任意 一条输电支路，计算当其上的功率潮流处于容许传输容量限值时，指定节点(A，B)上所允 许的功率变化量即为可用输电能力，在考虑线路N-I时，只需对步骤4)中获得的故障集中 线路逐条开断，分别计算其可用输电能力，最后取最小值，在求取ATC的过程中，同时得考 虑发电机的最大可调节能力；7)计算重要断面的可用输电能力根据断面的组成，自动确定供电端A'和受电 端B'发电机的组成，确定发电机集合A'和B'的最大可调节能力，参照步骤6)，计算从断 面供电端到受电端的允许的功率变化量，最后将节点注入的功率变化量转化为稳定断面的5功率变化量，即为稳定断面的可用输电能力；8)计算区域间可用输电能力根据区域的定义，自动确定供电区域A"和受电区 域B"及他们之间联络线的组成，参照步骤7)，计算从区域A"到区域B"的允许功率变化 量，即为区域间的可用输电能力。本专利技术所达到的有益效果本专利技术利用基态潮流断面，使用线性分布因子方法实现ATC在线计算。在进行ATC 在线计算时，通过在快速供电路径搜索及分布因子快速计算方法确定关联故障集，只对故 障集中的线路进行N-I处理，以达到减小计算量、提高计算速度的目的。在进行发电机N-I 的ATC计算时，考虑发电机开断时系统调频特性的影响，提高发电机N-I的ATC计算精度。附图说明图1为本专利技术的支路开断补偿法示意图。 具体实施例方式在本专利技术中，披露了利用灵敏度信息计算线路开断分布因子的方法。在所述步骤 4)中，在进行考虑线路N-I的ATC计算时，需要计算线路开断对其它线路潮流的影响，以及 开断后原有灵敏度数值的变化。而在计算开断分布因子前，灵敏度计算已经完成，这样，可 以利用已有的灵敏度分析结果进行开断分布因子的计算。由直流潮流方程凡 将式(1)写成矩阵形式P = B θ (2)式(2)中，P-节点注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布因子的在线可用输电能力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：１）基础断面获取、生成：从调度中心的能量管理系统中取得实时或研究方式下的数据断面，在线获得的信息包括电网设备参数、电网的运行方式和量测，形成ＡＴＣ计算的基础断面；２）基础断面潮流计算：对基础断面进行潮流计算，只有收敛的基础断面才进行ＡＴＣ计算，如果基础断面不收敛，则给出告警信息，提示初始断面不合理，不再进行以下计算；３）支路有功对节点有功注入灵敏度计算：利用潮流计算中ＰＱ解耦法生成的Ｂ′矩阵进行支路有功对节点有功注入灵敏度的计算；４）开断线路故障集形成：对需要进行ＡＴＣ计算的发电机节点和负荷节点，利用广度优先搜索方法搜索其最短逻辑通路，设为故障集Ａ，利用步骤３）中的支路有功对节点有功注入灵敏度求取故障集Ａ中每条线路对系统其余线路的开断分布因子，将分布因子大于给定门槛的线路设为故障集Ｂ，故障集Ａ和故障集Ｂ的并集即为所求的开断线路故障集；５）计算考虑调频特性的支路有功对发电机有功灵敏度：在计算发电机Ｎ－１开断下的ＡＴＣ时，计算支路有功对发电机有功的灵敏度，并对步骤３）计算的支路有功对发电机有功灵敏度按照调频特性进行修正；６）计算点对点的可用输电能力：计算指定节点间ＡＴＣ的过程，即是寻找影响节点间可用传输能力瓶颈支路的过程；设供电节点为Ａ，受电节点为Ｂ，对系统中所运行的任意一条输电支路，计算当其上的功率潮流处于容许传输容量限值时，指定节点（Ａ，Ｂ）上所允许的功率变化量即为可用输电能力，在考虑线路Ｎ－１时，只对步骤４）中获得的故障集中线路逐条开断，分别计算其可用输电能力，最后取最小值；７）计算重要断面的可用输电能力：根据断面的组成，自动确定供电端Ａ′和受电端Ｂ′发电机的组成，确定发电机集合Ａ′和Ｂ′的最大可调节能力，参照步骤６），计算从断面供电端到受电端的允许的功率变化量，最后将节点注入的功率变化量转化为稳定断面的功率变化量，即为稳定断面的可用输电能力；８）计算区域间可用输电能力：根据区域的定义，自动确定供电区域Ａ″和受电区域Ｂ″及他们之间联络线的组成，参照步骤７），计算从区域Ａ″到区域Ｂ″的允许功率变化量，即为区域间的可用输电能力。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：於益军，冯树海，高宗和，戴则梅，石飞，王礼文，刘俊，王毅，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]