專利名稱：：一種多緩沖網自動識別方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中的識別方法，尤其涉及一種電力系統(tǒng)中的多緩沖網的自動識別方法。
背景技術：
：目前國內尚無完整的多緩沖網自動識別方法的應用，且國內現(xiàn)有類似工具面臨著三個方面的問題1、緩沖網采用固定廠站設備方法，導致緩沖網覆蓋范圍不準確，且不能追蹤系統(tǒng)模型和運行方式的實時變化；2、人工追蹤緩沖網變化方法，這需要運行維護人員經常地根據(jù)模型和方式的變化人為地維護一個子系統(tǒng)的緩沖網，維護工作繁瑣且容易出錯；3、多系統(tǒng)緩沖網覆蓋范圍同時確定面臨巨大困難。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種多緩沖網自動識別方法，可以追蹤系統(tǒng)模型和運行方式的實時變化，并能確定緩沖網覆蓋范圍。本發(fā)明的技術方案為本發(fā)明揭示了一種多緩沖網自動識別方法，包括(1)利用發(fā)電機設備節(jié)點無功出力對邊界節(jié)點電壓靈敏度結果及設定的靈敏度門檻自動確定緩沖網所包含的發(fā)電機設備；(2)對該緩沖網所包含的發(fā)電機設備與該邊界節(jié)點之間的路徑進行搜索，確定該緩沖網覆蓋的設備范圍，形成緩沖網系統(tǒng)；(3)將一個全網模型的多個子模型的緩沖網覆蓋的設備范圍同時自動識別。上述的多緩沖網自動識別方法，其中，步驟(1)進一步包括(1.1)對需要進行自動識別緩沖網的子模型進行遍歷，確定所有需要計算靈敏度的邊界節(jié)點；(1.2)查找該些邊界節(jié)點所對應的母線，確定所有邊界母線；(1.3)計算緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點對邊界母線電壓的靈敏度；(1.4)對于子模型，根據(jù)其邊界母線的內容及設定的靈敏度門檻，確定其緩沖網所包含的發(fā)電機設備。上述的多緩沖網自動識別方法，其中，步驟(2)中的搜索算法是廣度優(yōu)先搜索算法。上述的多緩沖網自動識別方法，其中，步驟(2)進一步包括(2.1)將緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點設置為初始節(jié)點集，所有邊界母線的節(jié)點設置為終止節(jié)點集，進行在線電網拓撲分析，將每條閉合的線路支路和變壓器支路進行編號并與各自的兩端端點進行關聯(lián)；(2.2)對各節(jié)點進行編號并記錄下每個節(jié)點通過支路連接的其它節(jié)點集，從初始節(jié)點集中的節(jié)點開始向下一層查找，記錄本節(jié)點為父節(jié)點并記錄與本節(jié)點相連的節(jié)點號，再從該相連的節(jié)點向下一層查找，直至找到終止節(jié)點集中的任何一個節(jié)點為止，記錄搜索路徑中所經過的設備為緩沖網設備，緩沖網設備所屬廠站為緩沖網廠站，在對每一個緩沖網發(fā)電機設備進行搜索后確定子系統(tǒng)的全部緩沖網廠站，最終確定緩沖網覆蓋的設備范圍。上述的多緩沖網自動識別方法，其中，步驟(3)進一步包括(3.1)確定所有需要進行計算靈敏度的邊界母線集合；(3.2)依次對每個子模型進行緩沖網自動識別。上述的多緩沖網自動識別方法，其中，步驟(3.2)進一步包括(a)根據(jù)靈敏度確定所有需要進行的邊界母線與發(fā)電機設備的對應關系；(b)依次對每一子模型進行在緩沖網覆蓋的設備范圍下的搜索。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果本發(fā)明的多緩沖網自動識別方法，可通過廣度優(yōu)先搜索算法對緩沖網發(fā)電機設備與邊界節(jié)點之間的路徑進行自動搜索，以確定緩沖網覆蓋的發(fā)電機設備的范圍，形成緩沖網系統(tǒng)，并對全網模型的多個子模型的緩沖網設備覆蓋范圍同時自動識別。圖1是本發(fā)明的多緩沖網自動識別方法的較佳實施例的總流程圖。圖2是圖1實施例的步驟S10的子流程圖。圖3是圖1實施例的步驟S12的子流程圖。圖4是圖1實施例的步驟S14的子流程圖。圖5是本發(fā)明的多緩沖網自動識別方法的實施例的流程圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖1示出了本發(fā)明的多緩沖網自動識別方法的實施例的流程。請參見圖l，下面是對本實施例的多緩沖網自動識別方法的各個步驟的詳細描述。步驟S10:利用發(fā)電機設備節(jié)點無功出力對邊界節(jié)點電壓靈敏度結果及設定的靈敏度門檻自動確定緩沖網所包含的發(fā)電機設備。本步驟包括如圖2所示的子步驟首先對需要進行自動識別緩沖網的子模型進行遍歷，確定所有需要計算靈敏度的邊界節(jié)點(步驟SIOO)然后查找這些邊界節(jié)點所對應的母線，確定所有的邊界母線(步驟S102)接著計算緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點對邊界母線電壓的靈敏度(步驟S104)最后對子模型，根據(jù)其邊界母線的內容以及設定的靈敏度門檻，確定其緩沖網所包含的發(fā)電機設備(步驟S106)。對于計算所有發(fā)電機設備的節(jié)點無功出力對邊界母線節(jié)點電壓靈敏度，可采取如下的方法通過研究邊界母線電壓變化量AU和發(fā)電機設備無功出率變化量AQ的關系，可以得出發(fā)電機設備無功出率對節(jié)點電壓的靈敏度，邊界母線電壓變化量AU和發(fā)電機設備無功出率變化量AQ的關系可以通過如下步驟獲得對快速解耦潮流的Q-V迭代方程-LAU=AQ(1)這是n-r階方程，L即為B〃，式(1)中AU和AQ都是對于PQ節(jié)點的，如果將發(fā)4電機母線增廣到上面的修正方程(1)中，并用下標D和G來區(qū)分PQ節(jié)點和PV節(jié)點，則有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>這是n階方程，和下標G對應的是PV節(jié)點，和下標D對應的是PQ節(jié)點，它們在快公式中不出現(xiàn)。式中L。D即為B〃。1^和L③是發(fā)電機母線和PQ節(jié)點之間的互導納，1^是發(fā)電機母線自導納。由式(2)得速分解潮流算法公式中不出現(xiàn)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>當發(fā)電機設備無功出率發(fā)生變化時，假定PQ節(jié)點母線無功不變，即AQD=O，于是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>由式(5)可知AUD=RDGAQG(6)l即為AU。和AQe之間的靈敏度，它有阻抗的量綱，它是將B〃增廣后的的矩陣的逆陣中的PV節(jié)點和PQ節(jié)點相關的部分子矩陣。通過將這些靈敏度與相應門檻值相比較，大于門檻值的外網發(fā)電機即為需要保留的緩沖網發(fā)電機設備。步驟S12:對該緩沖網所包含的發(fā)電機設備與邊界節(jié)點之間的路徑進行搜索，確定緩沖網覆蓋的設備范圍，形成緩沖網系統(tǒng)。本步驟中的搜索算法采用的是廣度優(yōu)先搜索算法。圖3示出了這一步驟的詳細過程先將緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點設置為初始節(jié)點集，所有邊界母線的節(jié)點設置為終止節(jié)點集，進行在線電網拓撲分析，將每條閉合的線路支路和變壓器支路進行編號并對各自的兩端端點進行關聯(lián)(步驟S120)。然后對各個節(jié)點進行編號并記錄下每個節(jié)點通過支路連接的其它節(jié)點集，從初始節(jié)點集中的節(jié)點開始向下一層查找，記錄本節(jié)點為父節(jié)點并記錄與本節(jié)點相連的節(jié)點號，再從相連的這一節(jié)點向下一層查找，直至找到終止節(jié)點集中的任何一個節(jié)點為止，記錄搜索路徑中所經過的設備為緩沖網設備，緩沖網設備所屬廠站為緩沖網廠站，在對每一個緩沖網發(fā)電機設備進行搜索后確定子系統(tǒng)的全部緩沖網廠站，最終確定緩沖網覆蓋的設備范圍(步驟S122)。利用廣度優(yōu)先搜索算法對緩沖網發(fā)電機設備與邊界節(jié)點之間的路徑進行自動搜索可按下面的方式進行。首先建立3個向量容器和一水《<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1、支路結構向量容器，稱為容器1。容器1包括支路號、支路類型、首節(jié)點號、末節(jié)點號共4個成員，分別稱為容器1的成員1、成員2、成員3、成員4。2、電氣節(jié)點結構向量容器，稱為容器2。容器2包括節(jié)點的邏輯母線號和該節(jié)點相連節(jié)點集的結構向量容器共2個成員，分別稱為容器2的成員1、成員2。對于每一個容器2的元素來說，成員2中的元素個數(shù)大于或等于1。對應的電力系統(tǒng)概念，一個活的電氣節(jié)點與1個或多個電氣節(jié)點相連。3、搜索路徑鏈表，稱為鏈表1。鏈表1包括節(jié)點的邏輯母線號、父節(jié)點邏輯母線號、與其父記錄邏輯母線相連的邏輯支路號共3個成員，分別稱為鏈表1的成員1、成員2、成員3。4、邊界節(jié)點與發(fā)電機關聯(lián)結構，稱為容器3。容器3包括邊界節(jié)點的物理節(jié)點號、邊界節(jié)點的邏輯母線號、對界節(jié)點電壓影響較大的發(fā)電機向量容器共3個成員，分別稱為容器3的成員1、成員2、成員3。對能量管理系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)斷面，進行全網拓撲分析。對模型中所有的閉合線路以及閉合變壓器支路作循環(huán)遍歷，對這些支路進行編號，并將每個支路的支路號、支路類型、首節(jié)點號、末節(jié)點號都分別存儲在容器1的成員1、成員2、成員3和成員4中。對每個支路結構向量的成員作循環(huán)遍歷，發(fā)現(xiàn)新的電氣節(jié)點后，建立一個新的容器2元素，將該節(jié)點的邏輯母線號放入容器2的成員1中，并將此遍歷支路對端的節(jié)點號加入容器2的成員2中，遍歷別的支路時如果發(fā)現(xiàn)此支路的首或末節(jié)點號等于已有的容器2中某一元素成員1的值，則將此遍歷支路的對端節(jié)點號加入容器2中該元素的成員2中。將容器3中的發(fā)電機對應的邏輯節(jié)點置為促使節(jié)點的節(jié)點號，并將其置為鏈表1第一個元素成員1的值和成員2的值，將容器3成員2的集合作為中止節(jié)點。然后利用廣度優(yōu)先搜索法，將從初始節(jié)點開始的搜索路徑中的節(jié)點信息存入鏈表1中，其中，鏈表1成員1存儲支路對端節(jié)點號，成員2存儲支路本端節(jié)點號，成員3存儲成員1與成員2相連的支路在容器l中的支路號。如果通過此搜索法無法找到終止節(jié)點中任一元素，則給出搜索出錯信息；如果通過此搜索法能夠找到終止節(jié)點，則由終止節(jié)點起，尋找上層父節(jié)點直至初始節(jié)點，由鏈表1中的信息獲得節(jié)點號，支路類型和支路號，再由這些信息最終確定緩沖廠站的覆蓋范圍。步驟S14:將一個全網模型的多個子模型的緩沖網覆蓋的設備范圍同時自動識別。如圖4所示，本步驟進一步包括確定所有需要進行計算靈敏度的邊界母線集合(步驟S140)以及依次對每個子模型進行緩沖網自動識別(步驟S142)。在步驟S142中，可先根據(jù)靈敏度確定所有需要進行的邊界母線與發(fā)電機設備的對應關系，然后依次對每一子模型進行在緩沖網覆蓋的設備范圍下的搜索。多緩沖網自動識別方法的流程請參見圖5，請結合圖5，下面是對方法中各個步驟的詳細描述。步驟S200:緩沖網自動識別開始。步驟S201:查找子模型邊界節(jié)點，形成所有邊界節(jié)點集合。步驟S202:計算所有發(fā)電機設備無功出力對邊界節(jié)點電壓的靈敏度。步驟S203:設所有需要搜索緩沖網的子模型總數(shù)目為Sub_area_num，并設置循環(huán)標記i=1。步驟S204:判斷循環(huán)標記i是否大于子模型總數(shù)目Sub_area_num。如果大于則搜索結束，否則進入步驟S205。步驟S205:獲得此子模型中所有緩沖發(fā)電機設備，設其總數(shù)為buff—gn—皿m，將所有邊界節(jié)點設置為目標節(jié)點集，設置循環(huán)標記j=1。步驟S206:判斷循環(huán)標記j是否大于緩沖發(fā)電機設備總數(shù)buff_gn_num。如果大于則進入步驟S207，否則進入步驟S208。步驟S207:將循環(huán)標記i遞增1，返回步驟S204。步驟S208:獲得搜索上層節(jié)點。步驟S209:搜索所有與其相連的節(jié)點作為下次節(jié)點，標記為已搜索。步驟S210:判斷是否搜索到目標節(jié)點，如果沒有搜索到則進入步驟S212，如果已經搜索到則進入步驟S211。步驟S211:將循環(huán)標記j遞增1，并返回步驟S206。步驟S212:將下層節(jié)點作為下次搜索的上層節(jié)點，返回步驟S208。本發(fā)明的多緩沖網自動識別方法的發(fā)明點在于1、利用外網發(fā)電機節(jié)點無功出力對邊界節(jié)點電壓靈敏度結果及設定的靈敏度門檻自動確定緩沖網所包含的發(fā)電機設備；2、利用廣度優(yōu)先搜索算法對緩沖發(fā)電機與邊界節(jié)點之間的路徑進行自動搜索，確定緩沖網覆蓋的設備范圍，形成緩沖網系統(tǒng)；3、一個全網模型的多個子模型的緩沖網覆蓋范圍同時自動識別。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領域普通技術人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。權利要求一種多緩沖網自動識別方法，包括(1)利用發(fā)電機設備節(jié)點無功出力對邊界節(jié)點電壓靈敏度結果及設定的靈敏度門檻自動確定緩沖網所包含的發(fā)電機設備；(2)對該緩沖網所包含的發(fā)電機設備與該邊界節(jié)點之間的路徑進行搜索，確定該緩沖網覆蓋的設備范圍，形成緩沖網系統(tǒng)；(3)將一個全網模型的多個子模型的緩沖網覆蓋的設備范圍同時自動識別。2.根據(jù)權利要求1所述的多緩沖網自動識別方法，其特征在于，步驟(1)進一步包括(1.1)對需要進行自動識別緩沖網的子模型進行遍歷，確定所有需要計算靈敏度的邊界節(jié)點；(1.2)查找該些邊界節(jié)點所對應的母線，確定所有邊界母線；(1.3)計算緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點對邊界母線電壓的靈敏度；(1.4)對于子模型，根據(jù)其邊界母線的內容及設定的靈敏度門檻，確定其緩沖網所包含的發(fā)電機設備。3.根據(jù)權利要求2所述的多緩沖網自動識別方法，其特征在于，步驟(2)中的搜索算法是廣度優(yōu)先搜索算法。4.根據(jù)權利要求3所述的多緩沖網自動識別方法，其特征在于，步驟(2)進一步包括(2.1)將緩沖網發(fā)電機設備的節(jié)點設置為初始節(jié)點集，所有邊界母線的節(jié)點設置為終止節(jié)點集，進行在線電網拓撲分析，將每條閉合的線路支路和變壓器支路進行編號并與各自的兩端端點進行關聯(lián)；(2.2)對各節(jié)點進行編號并記錄下每個節(jié)點通過支路連接的其它節(jié)點集，從初始節(jié)點集中的節(jié)點開始向下一層查找，記錄本節(jié)點為父節(jié)點并記錄與本節(jié)點相連的節(jié)點號，再從該相連的節(jié)點向下一層查找，直至找到終止節(jié)點集中的任何一個節(jié)點為止，記錄搜索路徑中所經過的設備為緩沖網設備，緩沖網設備所屬廠站為緩沖網廠站，在對每一個緩沖網發(fā)電機設備進行搜索后確定子系統(tǒng)的全部緩沖網廠站，最終確定緩沖網覆蓋的設備范圍。5.根據(jù)權利要求4所述的多緩沖網自動識別方法，其特征在于，步驟(3)進一步包括(3.1)確定所有需要進行計算靈敏度的邊界母線集合；(3.2)依次對每個子模型進行緩沖網自動識別。6.根據(jù)權利要求5所述的多緩沖網自動識別方法，其特征在于，步驟(3.2)進一步包括(a)根據(jù)靈敏度確定所有需要進行的邊界母線與發(fā)電機設備的對應關系；(b)依次對每一子模型進行在緩沖網覆蓋的設備范圍下的搜索。全文摘要本發(fā)明公開了一種多緩沖網自動識別方法，可以追蹤系統(tǒng)模型和運行方式的實時變化，并能確定緩沖網覆蓋范圍。其技術方案為方法包括(1)利用發(fā)電機設備節(jié)點無功出力對邊界節(jié)點電壓靈敏度結果及設定的靈敏度門檻自動確定緩沖網所包含的發(fā)電機設備；(2)對緩沖網所包含的發(fā)電機設備與邊界節(jié)點之間的路徑進行搜索，確定緩沖網覆蓋的設備范圍，形成緩沖網系統(tǒng)；(3)將一個全網模型的多個子模型的緩沖網覆蓋的設備范圍同時自動識別。本發(fā)明應用于電力系統(tǒng)。文檔編號H02J3/00GK101771276SQ20091004480公開日2010年7月7日申請日期2009年1月4日優(yōu)先權日2009年1月4日發(fā)明者馮樹海,張亮,張磊,於益軍,朱晟,畢曉亮,汪德星,葛敏輝,高伏英,高宗和申請人:華東電網有限公司;國電南瑞科技股份有限公司;上海涌能電力科技發(fā)展有限公司