專利名稱：基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是涉及一種基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法 的技術(shù)。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)潮流計(jì)算(Dispatch Flow，DF)是電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(Energy Management SyStem，EMS)的重要組成部分，大型電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以達(dá)到上萬個(gè)，迭代逆矩陣 元素的極端數(shù)量可以達(dá)到IO8個(gè)，使得迭代求解潮流需要花費(fèi)大量的時(shí)間，因此電網(wǎng)潮流計(jì) 算通常采用以下兩種方法求解1)將電網(wǎng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行求解，其簡(jiǎn)化方法通常采用 等值法，主要有word等值、擴(kuò)展word等值等；2)對(duì)大電網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，將其劃分成多個(gè)小電 網(wǎng)后進(jìn)行分別求解，其分區(qū)方法通常采用最大距離法、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)邏輯搜索法等。由于現(xiàn)有的分區(qū)方法采用了指定搜索初始點(diǎn)、拓?fù)溥B接關(guān)系，使得分區(qū)結(jié)果往往 和初始點(diǎn)有強(qiáng)耦合關(guān)系，而初始點(diǎn)的不同可能會(huì)導(dǎo)致分區(qū)結(jié)果不一樣，會(huì)不利于潮流計(jì)算 的復(fù)用求解。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以離 線分區(qū)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可以在線使用，利于潮流計(jì)算的復(fù)用求解，能提高潮流計(jì)算速度，保 證潮流計(jì)算實(shí)時(shí)性的基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方 法，其特征在于，具體步驟如下
1)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集，記為 Nd (n,br)；
其中，η為電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，br為電力網(wǎng)絡(luò)的支路數(shù)；
2)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集的節(jié)點(diǎn)中，選取發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)作為唯一平衡點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)作為PQ 點(diǎn)，并對(duì)發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下設(shè)置
Vg=I， θ =0 ；
其中，Vg為電壓標(biāo)幺值，θ為相角標(biāo)幺值；
將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值 設(shè)定為0 ；
3)計(jì)算電力網(wǎng)絡(luò)的有功潮流，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓，記為=Vi； 其中，i為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，i e (1,2,……，IihVi是節(jié)點(diǎn)i的電壓，η
為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
4)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，其計(jì)算公式為 ρ i= ViAg ；
得到=Pi = Vi ；其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的電壓靈敏度；
5)遍歷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，如果存在一個(gè)電壓靈敏度為1的節(jié) 點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)為靈敏度無效節(jié)點(diǎn)，將其電壓靈敏度賦值為0 ；
6)將步驟5所找到的靈敏度無效節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值 設(shè)定為0 ；
7)重復(fù)步驟3至步驟6，直至網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度不為0；
8)設(shè)定分區(qū)門檻限值，并根據(jù)分區(qū)門檻限值得到一個(gè)集合，將其記為2，則有 P a < δ , a e A, AaNd ；
其中，a為集合2中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，Pa為節(jié)點(diǎn)a的電壓靈敏度，δ為分區(qū)門檻限值； 其中，S =XLink X RrefflCtevol，XLink為電氣設(shè)備距離耦合系數(shù)，RrefflOtevcl為電壓采集誤差；
9)從集合』的補(bǔ)集中得到無發(fā)電機(jī)的離散子集31，將該離散子集合并入集合J
10)重復(fù)步驟9，直至無發(fā)電機(jī)的離散子集力"；
11)將集合2劃分為一個(gè)分區(qū)；
12)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集ΛΗ(n，br)中去掉步驟11所劃分的分區(qū)的所有節(jié)點(diǎn)，然后重復(fù) 步驟2至步驟11，直到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集廁中所有節(jié)點(diǎn)用完，即Nd (n, br)中的n=0。進(jìn)一步的，在步驟2中所設(shè)定的負(fù)荷有功值ε的值為0.01。進(jìn)一步的，在步驟8中，Xunk的強(qiáng)相關(guān)取值為10，Rremotevol的取值為2%，則δ
~\ink X Rremotevol_0 · 2。本發(fā)明提供的基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法，先獲取與實(shí)時(shí)負(fù)荷無關(guān)的節(jié) 點(diǎn)電壓，然后計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)相對(duì)平衡點(diǎn)的電壓靈敏度，計(jì)算出電壓靈敏度后再根據(jù)分區(qū)門 檻限值劃分分區(qū)，對(duì)離散的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸并，完成再對(duì)剩余節(jié)點(diǎn)重新劃分分區(qū)，由于采用網(wǎng)絡(luò) 電氣耦合系數(shù)和電壓采集精度作為分區(qū)門檻限值，且計(jì)算出的靈敏度為相對(duì)值，與實(shí)時(shí)負(fù) 荷無關(guān)，因此可以離線分區(qū)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可以在線使用；另外，由于采用了多次靈敏度計(jì) 算，能保證分區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)電氣之間是強(qiáng)聯(lián)系，利于潮流計(jì)算的復(fù)用求解，并根據(jù)是否存在發(fā)電 機(jī)電源對(duì)離散節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸并，減少劃分層數(shù)，能減少離線計(jì)算時(shí)間，提高潮流計(jì)算速度，保 證潮流計(jì)算實(shí)時(shí)性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法的分區(qū)流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限 制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法， 其特征在于，具體步驟如下
1)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集，記為-.腿(n,br)； 其中，η為電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，br為電力網(wǎng)絡(luò)的支路數(shù)；2)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集的節(jié)點(diǎn)中，選取發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)作為唯一平衡點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)作為PQ 點(diǎn)，并對(duì)發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下設(shè)置
Vg=I， θ =0 ；
其中，Vg為電壓標(biāo)幺值，θ為相角標(biāo)幺值；
將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值 設(shè)定為0 ；
其中，ε為一個(gè)較小的數(shù)，可以取值為0.01 (負(fù)荷有功標(biāo)幺值)；
3)計(jì)算電力網(wǎng)絡(luò)的有功潮流，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓，記為=Vi； 其中，i為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，i - (1,2,……，IihVi是節(jié)點(diǎn)i的電壓，η
為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
4)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，其計(jì)算公式為 ρ i= ViAg ；
由于Vg =1，得到=Pi = Vi ； 其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的電壓靈敏度；
5)遍歷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，如果存在一個(gè)電壓靈敏度為1的節(jié) 點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)非之前所設(shè)定的負(fù)荷有功值為ε的節(jié)點(diǎn)到發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)的有效路徑，該節(jié)點(diǎn)為 靈敏度無效節(jié)點(diǎn)，將其電壓靈敏度賦值為0 ；
6)將步驟5所找到的靈敏度無效節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值 設(shè)定為0 ；
7)重復(fù)步驟3至步驟6，直至網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度不為0；
8)設(shè)定分區(qū)門檻限值，并根據(jù)分區(qū)門檻限值得到一個(gè)集合，將其記為2，則有 P a < δ , a e A, Ac Nd ；
其中，a為集合2中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，Pa為節(jié)點(diǎn)a的電壓靈敏度，δ為分區(qū)門檻限值； 其中，S =XLillk χ RrefflCtevoi，XLink為電氣設(shè)備距離耦合系數(shù)，其強(qiáng)相關(guān)取值為10，Rremotevol 為電壓采集誤差，其取值通常為2%，則δ =X
Link X ^remotevol-2 ；
9)從集合j的補(bǔ)集中得到無發(fā)電機(jī)的離散子集31，將該離散子集合并入集合』
10)重復(fù)步驟9，直至無發(fā)電機(jī)的離散子集為O;
11)將集合2劃分為一個(gè)分區(qū)；
12)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集Mi(n，br)中去掉步驟11所劃分的分區(qū)的所有節(jié)點(diǎn)，然后重復(fù) 步驟2至步驟11，直到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集施中所有節(jié)點(diǎn)用完，即Nd (n, br)中的n=0。
權(quán)利要求
一種基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法，其特征在于，具體步驟如下1)根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集，記為 (n，br)；其中，n為電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，br為電力網(wǎng)絡(luò)的支路數(shù)；2)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集的節(jié)點(diǎn)中，選取發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)作為唯一平衡點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)作為PQ點(diǎn)，并對(duì)發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)進(jìn)行如下設(shè)置Vg=1，θ=0；其中，Vg為電壓標(biāo)幺值，θ為相角標(biāo)幺值；將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為0；3)計(jì)算電力網(wǎng)絡(luò)的有功潮流，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓，記為Vi；其中，i為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，i (1,2,,n)，Vi 是節(jié)點(diǎn)i的電壓，n為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量；4)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，其計(jì)算公式為ρi= Vi/Vg；得到ρi = Vi；其中，ρi為節(jié)點(diǎn)i的電壓靈敏度；5)遍歷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度，如果存在一個(gè)電壓靈敏度為1的節(jié)點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)為靈敏度無效節(jié)點(diǎn)，將其電壓靈敏度賦值為0；6)將步驟5所找到的靈敏度無效節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為ε，其余節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷有功值設(shè)定為0；7)重復(fù)步驟3至步驟6，直至網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)的電壓靈敏度不為0；8)設(shè)定分區(qū)門檻限值，并根據(jù)分區(qū)門檻限值得到一個(gè)集合，將其記為，則有ρa(bǔ) < δ，a ，；其中，a為集合中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，ρa(bǔ)為節(jié)點(diǎn)a的電壓靈敏度，δ為分區(qū)門檻限值；其中，δ =XLinkRremotevol ，XLink為電氣設(shè)備距離耦合系數(shù)，Rremotevol為電壓采集誤差；9)從集合的補(bǔ)集中得到無發(fā)電機(jī)的離散子集，將該離散子集合并入集合10)重復(fù)步驟9，直至無發(fā)電機(jī)的離散子集為；11)將集合劃分為一個(gè)分區(qū)；12)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集(n，br)中去掉步驟11所劃分的分區(qū)的所有節(jié)點(diǎn)，然后重復(fù)步驟2至步驟11，直到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集中所有節(jié)點(diǎn)用完，即(n，br)中的n=0。927136dest_path_image002.jpg,2010105080945100001dest_path_image004.jpg,2010105080945100001dest_path_image006.jpg,2010105080945100001dest_path_image008.jpg,592079dest_path_image004.jpg,496450dest_path_image008.jpg,891659dest_path_image008.jpg,2010105080945100001dest_path_image010.jpg,332130dest_path_image002.jpg,154592dest_path_image008.jpg,546259dest_path_image008.jpg,2010105080945100001dest_path_image014.jpg,374188dest_path_image008.jpg,2010105080945100001dest_path_image016.jpg,43067dest_path_image008.jpg,161064dest_path_image002.jpg,915394dest_path_image002.jpg,278504dest_path_image002.jpg
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟2中所設(shè)定的負(fù)荷有功值ε的值 為 0. 01。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟8中，Xunk的強(qiáng)相關(guān)取值為10， R_teTOl 的取值為 2%，則 δ =XLinkX Rlemotevol=O. 20
全文摘要
一種基于電壓靈敏度的電力網(wǎng)絡(luò)分區(qū)方法，涉及電力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是提高潮流計(jì)算速度的技術(shù)問題。該方法先根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系集，并選取發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)作為唯一平衡點(diǎn)，然后獲取與實(shí)時(shí)負(fù)荷無關(guān)的節(jié)點(diǎn)電壓，計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)相對(duì)平衡點(diǎn)的電壓靈敏度，計(jì)算出電壓靈敏度后再根據(jù)分區(qū)門檻限值劃分分區(qū)，對(duì)離散的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸并，歸并完成后再對(duì)剩余節(jié)點(diǎn)重新劃分分區(qū)。本發(fā)明提供的方法，適用于對(duì)節(jié)點(diǎn)規(guī)模較大的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電氣分區(qū)。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101958546SQ20101050809
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者劉恩鴿, 李昌 申請(qǐng)人:上海申瑞電力科技股份有限公司