交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力工程領(lǐng)域，尤其涉及一種交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的 獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，交流電力網(wǎng)不僅在正常狀態(tài)的實(shí)時調(diào)度中需要運(yùn)用線性有功潮流才能確保 實(shí)時經(jīng)濟(jì)性，而且在故障狀態(tài)的控制中需要運(yùn)用線性有功潮流才能確保安全穩(wěn)定控制的實(shí) 時性。因此，交流電力網(wǎng)的線性有功潮流是其安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要工具。
[0003] 現(xiàn)有的交流電力網(wǎng)的線性有功潮流的獲取方法需要人為指定電力網(wǎng)中的某一個 節(jié)點(diǎn)的電壓相位等于零，也就是將該節(jié)點(diǎn)指定為參考節(jié)點(diǎn)，這會導(dǎo)致在人為指定的參考節(jié) 點(diǎn)不同時，所獲取的交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓相位和各支路的有功潮流關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入 有功功率的線性函數(shù)關(guān)系不具有唯一性（也就是說不符合電路電磁場理論中的唯一性原 理），而且參考節(jié)點(diǎn)的電源激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)恒為零（也就是說參考節(jié)點(diǎn)的電源不遵循電 路規(guī)律）。因此，對于上述現(xiàn)有的交流電力網(wǎng)的線性有功潮流的獲取方法，其獲取結(jié)果不僅 不符合電路電磁場理論中的唯一性原理，而且不遵循電路規(guī)律，不能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng) 相位狀態(tài)變化的本質(zhì)特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方法，旨 在解決現(xiàn)有的交流電力網(wǎng)的線性有功潮流的獲取方法所存在的獲取結(jié)果不符合電路電磁 場理論中的唯一性原理、不遵循電路規(guī)律且不能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng)相位狀態(tài)變化的本質(zhì) 特征的問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方法，其 包括以下步驟：
[0006] 根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性及節(jié)點(diǎn)注入有功功率建立節(jié)點(diǎn) 注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系；
[0007] 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)電 壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最 小電壓相位；
[0008] 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系和已知 的支路非線性有功潮流、節(jié)點(diǎn)注入有功功率及交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性建立支路最小相位線性 有功潮流關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各支路的最小相位 線性有功潮流。
[0009] 在本發(fā)明中，通過根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性及節(jié)點(diǎn)注入 有功功率建立節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系，然后根據(jù)該節(jié)點(diǎn) 注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有 功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位，再根據(jù)該 節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系和已知的支路非線性有功 潮流、節(jié)點(diǎn)注入有功功率及交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性建立支路最小相位線性有功潮流關(guān)于節(jié)點(diǎn) 注入有功功率的線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各支路的最小相位線性有功潮流，獲 取結(jié)果都是唯一的，并遵循電路規(guī)律，且能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng)相位狀態(tài)變化的本質(zhì)特征， 從而解決了現(xiàn)有的交流電力網(wǎng)的線性有功潮流的獲取方法所存在的獲取結(jié)果不符合電路 電磁場理論中的唯一性原理、不遵循電路規(guī)律且不能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng)相位狀態(tài)變化的 本質(zhì)特征的問題。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方法的 實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電力網(wǎng)通用模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供了交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方法，其包括以 下步驟：
[0014] 根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性及節(jié)點(diǎn)注入有功功率建立節(jié)點(diǎn) 注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系；
[0015] 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)電 壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最 小電壓相位；
[0016] 根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系和已知 的支路非線性有功潮流、節(jié)點(diǎn)注入有功功率及交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性建立支路最小相位線性 有功潮流關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各支路的最小相位 線性有功潮流。
[0017] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通過根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性及節(jié) 點(diǎn)注入有功功率建立節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系，然后根據(jù) 該節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn) 注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位，再 根據(jù)該節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系和已知的支路非線 性有功潮流、節(jié)點(diǎn)注入有功功率及交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性建立支路最小相位線性有功潮流關(guān) 于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各支路的最小相位線性有功潮 流，獲取結(jié)果都是唯一的，并遵循電路規(guī)律，且能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng)相位狀態(tài)變化的本質(zhì) 特征，從而解決了現(xiàn)有的交流電力網(wǎng)的線性有功潮流的獲取方法所存在的獲取結(jié)果不符合 電路電磁場理論中的唯一性原理、不遵循電路規(guī)律且不能準(zhǔn)確反映交流電力網(wǎng)相位狀態(tài)變 化的本質(zhì)特征的問題。
[0018] 圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的交流電力網(wǎng)的最小相位線性有功潮流的獲取方 法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下：
[0019] 在步驟Sl中，根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性及節(jié)點(diǎn)注入有功 功率建立節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系。
[0020] 步驟Sl具體包括：
[0021] 根據(jù)已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)、交流電力網(wǎng)運(yùn)行特性（即交流電力網(wǎng)中各支路兩端 的節(jié)點(diǎn)電壓相位差0 0k總是接近于零）及節(jié)點(diǎn)注入有功功率，按照如下算式建立節(jié)點(diǎn)注 入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的線性函數(shù)關(guān)系式：
[0023] 其中，如圖2所示，Pi是節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)注入有功功率（電源或負(fù)載注入節(jié)點(diǎn)i的有 功功率），i是電力網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的編號，i是自然數(shù)且i= 1，2,…，n，n是交流電力網(wǎng)中不包括 大地節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)總個數(shù)，n是自然數(shù)且是已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)，k是電力網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的編號，k 是自然數(shù)且k= 1，2，…，n，9i是節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)電壓相位，0k是節(jié)點(diǎn)k的節(jié)點(diǎn)電壓相位， ik是連接在節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)k之間的支路，簡稱為支路ik，Xik是支路ik的電抗且是已知的 交流電力網(wǎng)參數(shù)。
[0024] 再根據(jù)上述節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的線性函數(shù)關(guān)系式，按照如下矩 陣算式組建立節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系：
[0025]
[0026] 其中，如圖2所示，（Cip是交流電力網(wǎng)的全節(jié)點(diǎn)電納矩陣，（^_是全節(jié)點(diǎn)電納矩陣 中第i行第j列的元素；j是電力網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的編號，j是自然數(shù)且j= 1，2,…，n，n是交流電 力網(wǎng)中不包括大地節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)總個數(shù)，n是自然數(shù)且是已知的交流電力網(wǎng)參數(shù)；ij是連接 在節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的支路，簡稱為支路ij 是支路ij的電抗且是已知的交流電力網(wǎng) 參數(shù)。
[0027] 在步驟S2中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān)系建 立節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系，并獲取交流電力網(wǎng)中各 節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位。
[0028] 步驟S2具體為：
[0029] 根據(jù)步驟Sl中所建立的節(jié)點(diǎn)注入有功功率關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓相位的對稱線性函數(shù)關(guān) 系，按照如下算式建立節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系：
[0031]其中，如圖2所示，0i是節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)電壓相位，0n是節(jié)點(diǎn)n的節(jié)點(diǎn)電壓相位，Pi是節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)注入有功功率，Pn是節(jié)點(diǎn)n的節(jié)點(diǎn)注入有功功率，i是自然數(shù)且i= 1， 2,…，n，n是交流電力網(wǎng)中不包括大地節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)總個數(shù)，n是自然數(shù)且是已知的交流電 力網(wǎng)參數(shù)；(Sij)是交流電力網(wǎng)的廣義節(jié)點(diǎn)電抗矩陣，（aj等于交流電力網(wǎng)的全節(jié)點(diǎn)電納矩 陣（CiP的加號廣義逆，上標(biāo)符號" + "是代數(shù)學(xué)中的加號廣義逆運(yùn)算符。
[0032]按照加號廣義逆常識，上述節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性 函數(shù)關(guān)系是在節(jié)點(diǎn)電壓相位取最小值時所得到的，因此稱之為最小相位線性函數(shù)關(guān)系，該 最小相位線性函數(shù)關(guān)系的建立不需要人為指定某一個節(jié)點(diǎn)的電壓相位等于零（即：不需要 參考節(jié)點(diǎn)），且根據(jù)該最小相位線性函數(shù)關(guān)系所獲取的結(jié)果具有唯一性。
[0033] 再根據(jù)上述的節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系和 已知的節(jié)點(diǎn)注入有功功率計(jì)算交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位。
[0034] 由于節(jié)點(diǎn)注入有功功率是已知的，所以可根據(jù)上述的節(jié)點(diǎn)電壓相位關(guān)于節(jié)點(diǎn)注入 有功功率的最小相位線性函數(shù)關(guān)系得到交流電力網(wǎng)中的各個節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位。由此便 可獲取到交流電力網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的最小電壓相位的