基于并行计算模式的关联输电断面极限功率计算方法技术

本发明专利技术属电力系统计算与分析技术领域，适用于计算考虑静态、暂态和动态安全稳定约束的关联输电断面的极限功率。在估算出考虑设备过载安全的各断面功率增加量基础上，先计算静态安全极限，再计算暂态和动态安全稳定极限。依据考核故障数和并行处理平台的算例计算能力，分轮次对各断面的功率增加空间进行分档，并对各断面不同输电功率组合的运行方式进行按算例并行的安全稳定计算，待本轮所有算例计算结束后，依据极限计算精度要求，判断是否需要进行下一轮安全稳定计算，在每轮计算之前需要对考核故障集进行筛选。最后，通过对极限计算过程信息进行分析，计算出各断面极限功率之间的相互影响因子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统计算与分析

技术介绍
输电断面功率是电力系统调度运行人员监视电网安全稳定运行水平的关键指标， 在大电网中各个输电断面的安全稳定水平可能不仅与本断面的输送功率密切相关，而且受其它断面输送功率大小的影响，本专利技术把存在相互影响的多个输电断面称为关联输电断面。目前，关联输电断面极限功率的计算缺乏有效的快速计算方法，仍依赖于系统分析人员通过大量的迭代计算来确定，花费的计算时间很长，无法满足在线安全稳定评估对计算速度的需求。大规模分布式并行处理技术已经在电力系统的安全稳定在线计算得到了成功应用，包括按故障算例并行的安全稳定时域仿真及基于时域仿真的裕度计算，故障临界切除时间计算，以及不考虑输电断面之间相互影响的极限功率计算等。
技术实现思路
本专利技术目的是实现考虑多种安全稳定约束的关联输电断面中单个或多个断面输送功率最大值，以及各断面极限功率相互影响因子的的快速计算，满足关联输电断面极限功率在线评估对于快速性的要求。本专利技术采用以下的技术方案来实现，包括下述步骤1)依据电力系统当前方式下输电断面总有功功率在其组成元件(线路、变压器)中的有功分布比例，以及断面的静态安全考核故障元件断开后其潮流转移到断面其它元件的比例，估算出该输电断面的静态安全极限功率；2)依据关联断面静态安全极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面静态安全极限功率估算值附近的设定范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行按故障算例并行的静态安全计算，通过迭代， 不断缩小静态安全极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的静态安全极限功率；3)依据关联断面暂态和动态安全稳定极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面的当前有功功率到静态安全极限功率的范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行小扰动稳定计算，以及按故障算例并行的暂态和动态安全稳定计算，通过迭代，不断缩小安全稳定极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的安全稳定极限功率；4)针对各关联输电断面输送功率之间的相互影响，通过对上述计算过程信息进行分析，计算出各断面极限功率之间的相互影响因子。效果和优点本专利技术基于大规模分布式并行处理技术，采用先静态、后暂态和动态安全稳定的分轮迭代计算，逐步缩小极限功率的搜索控制空间的计算策略，实现了考虑多种安全稳定约束的关联输电断面中单个或多个断面输送功率最大值，以及各断面极限功率相互影响因子的的快速计算，可满足关联输电断面极限功率在线评估对于快速性的要求，为大电网的安全稳定在线运行与控制提供非常重要的决策依据。附图说明 图1是本专利技术方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图1，对本专利技术方法进行详细描述。图1中步骤1描述的是基于电网当前运行方式估算关联输电断面中各断面的静态安全极限，首先，依据电网当前方式下各输电断面总有功功率在其组成元件(线路、变压器)中的有功分布比例，分别采用公式(1)估算出各断面组成元件中任一元件潮流达到其长期运行允许值时断面的总有功功率巧皿，其中为某一输电断面中第i个元件的当前有功功率，巧臓为该元件的潮流按恒定的当前功率因数增长到其长期运行允许值时的有功功率(假设元件两端的电压不变)，ι 为该断面的组成元件数。权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤1)依据电力系统当前方式下输电断面总有功功率在其组成元件中的有功分布比例，以及断面的静态安全考核故障元件断开后其潮流转移到断面其它元件的比例，估算出该输电断面的静态安全极限功率；所述组成原件为线路和变压器；2)依据关联断面静态安全极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面静态安全极限功率估算值附近的设定范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行按故障算例并行的静态安全计算，通过迭代， 不断缩小静态安全极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的静态安全极限功率；3)依据关联断面暂态和动态安全稳定极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面的当前有功功率到静态安全极限功率的范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行小扰动稳定计算，以及按故障算例并行的暂态和动态安全稳定计算，通过迭代，不断缩小安全稳定极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的安全稳定极限功率；4)针对各关联输电断面输送功率之间的相互影响，通过对上述计算过程信息进行分析，计算出各断面极限功率之间的相互影响因子。2.根据权利1要求所述的，其特征在于，步骤1)首先依据电网当前方式下各输电断面总有功功率在其组成元件中的有功分布比例，分别采用公式(1)估算出各断面组成元件中任一元件潮流达到其长期运行允许值时断面的总有功功率巧皿，其中为某一输电断面中第i个元件的当前有功功率，巧皿为该元件的潮流按恒定的当前功率因数增长到其长期运行允许值时的有功功率假设元件两端的电压不变，1为该断面的组成元件数；所述组成原件为线路和变压器；然后，分别针对断面静态安全极限的考核故障，采用补偿法或因子表修正算法进行当前运行方式下该故障元件j的开断潮流计算，计算出当前运行方式下该故障元件开断后其潮流转移到关联断面中各组成元件的比例，采用公式(2)和公式(3)估算出各断面组成元件中任一元件潮达到其短期运行允许值时断面的总有功功率巧皿』·；其中^Lk为断面组成元件i的潮流按恒定的当前功率因数增长到其短期运行允许值时的有功功率，假设元件两端的电压不变，为当前运行方式下故障元件j开断后其潮流转移到断面组成元件i的比例，为故障元件j开断后断面组成元件中任一元件潮流达到其短期运行允许值时元件j的有功功率；最后，先取巧中的最小值，见公式(4)，其中,为静态安全极限考核故障总数，作为考虑各故障元件开断后的静态安全极限功率巧胃，再以巧《^和/^·中的小者作为该输电断面的静态安全极限功率估算值只；^tmss. = m^ 巧.醒.1’ 巧應.2，…’巧MC 广、巧JIMEK/a )(4)。3.根据权利1要求所述的，其特征在于，步骤2)分为四步第一步，对于每个输电断面i，根据设定的比例Λ，以该断面的静态安全极限功率估算值/Ii为中心，并考虑该断面所有组成元件的潮流同时达到其长期运行允许值时断面的总有功功率i^U，假设元件两端的电压为额定值，潮流功率因数为1，确定出该断面的静态安全极限功率真值4的搜索范围，从而得到各断面的功率变化量Δ巧=mm(— (1—抓)；第二步，通过求解式(5)，其中目标函数大于等于0，M为并行处理平台的各计算节点的总核数，t为断面数，即可得到各断面的功率分档数,IVmaxC^，， ’ ’niη η^η.)小于等于2e，e为极限功率计算精度，则对于各断面的功率搜索空间进行从下限开Ht始按计算精度ε进行平均分档，最后一档的功率变化量为Δ巧—( — ，否则，对于各断面 Ai 的功率搜索空间按一i进行平均分档； ‘ MminJs (5) AP1 AP2 APi ΔΡ. si.- - S----fa -- ■-M1 H2 jMt第三步，采用并行处理平台，对各输电断面不同档位功率组合的运行方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于并行计算模式的关联输电断面极限功率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：１）依据电力系统当前方式下输电断面总有功功率在其组成元件中的有功分布比例，以及断面的静态安全考核故障元件断开后其潮流转移到断面其它元件的比例，估算出该输电断面的静态安全极限功率；所述组成原件为线路和变压器；２）依据关联断面静态安全极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面静态安全极限功率估算值附近的设定范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行按故障算例并行的静态安全计算，通过迭代，不断缩小静态安全极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的静态安全极限功率；３）依据关联断面暂态和动态安全稳定极限计算的考核故障数和并行处理平台的算例并行计算能力，在各个输电断面的当前有功功率到静态安全极限功率的范围内进行档位划分，并对各个输电断面不同档位功率组合的运行方式进行小扰动稳定计算，以及按故障算例并行的暂态和动态安全稳定计算，通过迭代，不断缩小安全稳定极限功率真值的搜索范围，直至计算出满足极限计算精度要求的安全稳定极限功率；４）针对各关联输电断面输送功率之间的相互影响，通过对上述计算过程信息进行分析，计算出各断面极限功率之间的相互影响因子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，彭慧敏，马明，姚海成，鲍颜红，李碧君，王胜明，徐伟，刘韶峰，郑亮，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：84