專利名稱：一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中非常重要的分析計(jì)算。在輸電網(wǎng)規(guī)劃中，需通過(guò)潮流計(jì)算檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求，主要包括系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施
坐寸ο目前，國(guó)內(nèi)廣泛采用的輸電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算軟件為PSD-BPA。PSD-BPA建立了大量適合我國(guó)實(shí)際的設(shè)備模型，并提供了較為豐富的計(jì)算方法。但該軟件并沒(méi)有預(yù)留用戶程序接口，在特殊情況下，其應(yīng)用并不靈活，包括難以按照用戶比較高級(jí)的實(shí)際需求分析計(jì)算結(jié)果、難以和其他軟件連接和交互調(diào)用等。在批量計(jì)算方面，該軟件能通過(guò)N-1開(kāi)斷模擬來(lái)檢查指定區(qū)域中每一元件故障后的系統(tǒng)狀態(tài)，指出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為電網(wǎng)規(guī)劃提供依據(jù)。但在輸電網(wǎng)規(guī)劃中，有時(shí)候僅進(jìn)行N-1開(kāi)斷模擬是不夠的。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，線路同塔雙回N-2故障和檢修方式下的N-1故障也時(shí)有發(fā)生?！峨娏Π踩鹿蕬?yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》(中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第599號(hào))的頒布，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提出了更高的要求。因此，在輸電網(wǎng)規(guī)劃中，線路同塔雙回N-2故障以及檢修方式下的N-1故障仿真變得非常必要。對(duì)于以上類型的故障，PSD-BPA無(wú)法進(jìn)行批量計(jì)算。如因規(guī)劃需要進(jìn)行潮流計(jì)算，則計(jì)算量非常巨大。特別是檢修方式下的N-1掃描，檢修方式的多樣性導(dǎo)致計(jì)算量呈爆炸性增長(zhǎng)趨勢(shì)。 目前，國(guó)外廣泛采用的電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算軟件為PSS/E。PSS/E為美國(guó)PTI公司開(kāi)發(fā)的被廣泛采用的大型電力系統(tǒng)計(jì)算軟件，其豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)、靈活的計(jì)算方式已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被認(rèn)可。這其中最值得稱道的是其預(yù)留的用戶程序接口，使用戶能夠非常靈活的修改數(shù)據(jù)參數(shù)、調(diào)用計(jì)算程序、設(shè)置仿真參數(shù)以及和外部程序鏈接等。PSS/E為國(guó)外公司開(kāi)發(fā)，在數(shù)據(jù)格式上和國(guó)內(nèi)主流軟件不一致，在計(jì)算模型上也和國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)模型不兼容，需編制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，工作量非常巨大，且難以實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)進(jìn)行結(jié)果分析，不僅可以提高電網(wǎng)規(guī)劃效率、簡(jiǎn)化流程，而且可以為電網(wǎng)規(guī)劃決策提供參考。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。本發(fā)明意在開(kāi)發(fā)一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)，利用已有電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)，編制程序來(lái)自動(dòng)計(jì)算電網(wǎng)潮流并根據(jù)實(shí)際需要顯示計(jì)算結(jié)果，所述輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助程序主要包括調(diào)潮流輔助模塊、潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊、同塔雙回N-2掃描模塊以及檢修方式下的N-1掃描模塊。
(I)調(diào)潮流輔助模塊。電網(wǎng)越大，潮流越難以收斂。目前常用的潮流計(jì)算方法為牛頓-拉夫遜方法。它是牛頓于17世紀(jì)在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域提出的一種近似方程求解方法，在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用。此方法的收斂性與計(jì)算初值關(guān)系密切，在PSD-BPA程序中只能采用平啟動(dòng)方式計(jì)算。在電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)中，可通過(guò)編程先不限制發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功功率，給予系統(tǒng)充足的無(wú)功儲(chǔ)備，使潮流容易收斂。采用多次潮流計(jì)算，每次計(jì)算都取上次計(jì)算結(jié)果作為計(jì)算初值(不采用平啟動(dòng)方式)，同時(shí)按比例減少系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率限值，直至發(fā)電機(jī)無(wú)功限值為實(shí)際值，得到收斂的潮流。(2)潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊。該模塊能夠很好的分析電網(wǎng)潮流狀態(tài)，為規(guī)劃決策提供依據(jù)，主要包括以下幾個(gè)方面:I)將某地區(qū)元件(線路和主變)的負(fù)載率排序，根據(jù)需要，可輸出任意一個(gè)負(fù)載率區(qū)間的元件名稱。2)可以將元件的負(fù)載率進(jìn)行綜合分析。首先對(duì)該地區(qū)的元件負(fù)載率進(jìn)行均值計(jì)算，體現(xiàn)元件的總體利用情況；然后進(jìn)行方差分析，體現(xiàn)元件的利用率均衡情況，也即是體現(xiàn)潮流分布的均衡性。3)可以將元件的負(fù)載率進(jìn)行規(guī)整。主要為指出該地區(qū)高負(fù)載率或者低負(fù)載率元件占該地區(qū)同類型元件的比例，這可以反映該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的合理性。如某個(gè)地區(qū)主變重載和輕載占比均較大，則說(shuō)明該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，需通過(guò)合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來(lái)降低重載主變的負(fù)荷，增加輕載主變的負(fù)荷。(3)同塔雙回N-2掃描模塊。即模擬電網(wǎng)中的同塔雙回線路發(fā)生異名相故障后跳閘其他元件是否過(guò)載。(4)檢修方式下的N-1掃描模塊。即電網(wǎng)中一個(gè)元件(主變或線路)檢修，隨機(jī)另一個(gè)元件因故障退出運(yùn)行后 其他元件的運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果:相比于已有電力系統(tǒng)計(jì)算軟件，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是可輔助大電網(wǎng)潮流的調(diào)節(jié)，在當(dāng)下電網(wǎng)越來(lái)越大，元件越來(lái)越多，潮流調(diào)節(jié)越來(lái)越困難的形勢(shì)下，可大大減少調(diào)節(jié)潮流所需時(shí)間；二是可根據(jù)用戶需要分析潮流計(jì)算結(jié)果，為規(guī)劃決策提供依據(jù)；二是可進(jìn)行同塔雙回N_2掃描和檢修方式下的N-1掃描，大大減少電網(wǎng)規(guī)劃中進(jìn)行潮流計(jì)算的時(shí)間。綜上，通過(guò)本發(fā)明，不僅可大大減少電網(wǎng)規(guī)劃中潮流計(jì)算時(shí)間，而且通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)果分析可以較好的為規(guī)劃決策提供依據(jù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明意在開(kāi)發(fā)一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)，利用已有電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)，編制程序來(lái)自動(dòng)計(jì)算電網(wǎng)潮流并根據(jù)實(shí)際需要顯示計(jì)算結(jié)果，所述輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助程序主要包括調(diào)潮流輔助模塊、潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊、同塔雙回N-2掃描模塊以及檢修方式下的N-1掃描模塊。(I)調(diào)潮流輔助模塊。電網(wǎng)越大，潮流越難以收斂。目前常用的潮流計(jì)算方法為牛頓-拉夫遜方法。它是牛頓于17世紀(jì)在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域提出的一種近似方程求解方法，在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中得到了廣泛的應(yīng)用。此方法的收斂性與計(jì)算初值關(guān)系密切，在PSD-BPA程序中只能采用平啟動(dòng)方式計(jì)算。在電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)中，可通過(guò)編程先不限制發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功功率，給予系統(tǒng)充足的無(wú)功儲(chǔ)備，使潮流容易收斂。采用多次潮流計(jì)算，每次計(jì)算都取上次計(jì)算結(jié)果作為計(jì)算初值(不采用平啟動(dòng)方式)，同時(shí)按比例減少系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率限值，直至發(fā)電機(jī)無(wú)功限值為實(shí)際值，得到收斂的潮流。(2)潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊。該模塊能夠很好的分析電網(wǎng)潮流狀態(tài)，為規(guī)劃決策提供依據(jù)，主要包括以下幾個(gè)方面:I)將全省(地區(qū))元件(線路和主變)的負(fù)載率排序，根據(jù)需要，可輸出任意一個(gè)負(fù)載率區(qū)間的元件名稱。2)可以將元件的負(fù)載率進(jìn)行綜合分析。首先對(duì)全省(地區(qū))的元件負(fù)載率進(jìn)行均值計(jì)算，體現(xiàn)元件的總體利用情況；然后進(jìn)行方差分析，體現(xiàn)元件的利用率均衡情況，也即是體現(xiàn)潮流分布的均衡性。3)可以將元件的負(fù)載率進(jìn)行規(guī)整。主要為指出全省(地區(qū))高負(fù)載率或者低負(fù)載率元件占該地區(qū)同類型元件的比例，這可以反映全省(地區(qū))網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的合理性。如某個(gè)地區(qū)主變重載和輕載占比均較大，則說(shuō)明該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，需通過(guò)合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來(lái)降低重載主變的負(fù)荷，增加輕載主變的負(fù)荷。(3)同塔雙回N-2掃描模塊。即模擬電網(wǎng)中的同塔雙回線路發(fā)生異名相故障后跳閘其他元件是否過(guò)載。

(4)檢修方式下的N-1 掃描模塊。即電網(wǎng)中一個(gè)元件(主變或線路)檢修，隨機(jī)另一個(gè)元件因故障退出運(yùn)行后其他元件的運(yùn)行狀態(tài)。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)，其特征是，包括調(diào)潮流輔助模塊、潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊、同塔雙回N-2掃描模塊以及檢修方式下的N-1掃描模塊； 所述調(diào)潮流輔助模塊，通過(guò)編程先不限制發(fā)電機(jī)發(fā)出無(wú)功功率，給予系統(tǒng)充足的無(wú)功儲(chǔ)備，使潮流容易收斂；采用多次潮流計(jì)算，每次計(jì)算都取上次計(jì)算結(jié)果作為計(jì)算初值，同時(shí)按比例減少系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率限值，直至發(fā)電機(jī)無(wú)功限值為實(shí)際值，得到收斂的潮流； 所述潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊，能夠很好的分析電網(wǎng)潮流狀態(tài)，為規(guī)劃決策提供依據(jù)，主要包括以下幾個(gè)方面: 1)將某地區(qū)元件的負(fù)載率排序，根據(jù)需要，輸出任意一個(gè)負(fù)載率區(qū)間的元件名稱； 2)將元件的負(fù)載率進(jìn)行綜合分析；首先對(duì)該地區(qū)的元件負(fù)載率進(jìn)行均值計(jì)算，體現(xiàn)元件的總體利用情況；然后進(jìn)行方差分析，體現(xiàn)元件的利用率均衡情況，也即是體現(xiàn)潮流分布的均衡性； 3)將元件的負(fù)載率進(jìn)行規(guī)整；主要為指出該地區(qū)高負(fù)載率或者低負(fù)載率元件占該地區(qū)同類型元件的比例，這可以反映該地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的合理性； 所述同塔雙回N-2掃描模塊，模擬電網(wǎng)中的同塔雙回線路發(fā)生異名相故障后跳閘其他元件是否過(guò)載； 所述檢修方式下的N-1掃描模塊，即電網(wǎng)中一個(gè)元件檢修，隨機(jī)另一個(gè)元件因故障退出運(yùn)行后其他元件的運(yùn)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輸電網(wǎng)規(guī)劃潮流計(jì)算輔助系統(tǒng)，包括調(diào)潮流輔助模塊、潮流計(jì)算結(jié)果分析模塊、同塔雙回N-2掃描模塊以及檢修方式下的N-1掃描模塊。本發(fā)明相比于已有電力系統(tǒng)計(jì)算軟件，可輔助大電網(wǎng)潮流的調(diào)節(jié)，在當(dāng)下電網(wǎng)越來(lái)越大，元件越來(lái)越多，潮流調(diào)節(jié)越來(lái)越困難的形勢(shì)下，可大大減少調(diào)節(jié)潮流所需時(shí)間；可根據(jù)用戶需要分析潮流計(jì)算結(jié)果，為規(guī)劃決策提供依據(jù)；可進(jìn)行同塔雙回N-2掃描和檢修方式下的N-1掃描，大大減少電網(wǎng)規(guī)劃中進(jìn)行潮流計(jì)算的時(shí)間。通過(guò)本發(fā)明，不僅可大大減少電網(wǎng)規(guī)劃中潮流計(jì)算時(shí)間，而且通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)果分析可以較好的為規(guī)劃決策提供依據(jù)。
文檔編號(hào)H02J3/00GK103236696SQ201310182379
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者劉曉明, 牛新生, 王艷, 賈善杰, 張 杰, 朱毅 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山東電力集團(tuán)公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院