專利名稱：：基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)分布式潮流計算方法。技術(shù)背景隨著科技的發(fā)展和調(diào)度集中化的需要，電網(wǎng)日益互聯(lián)為一體，但是其和電力系統(tǒng)分層分區(qū)的調(diào)度和控制體制之間存在矛盾。目前各個電力調(diào)度中心的EMS多采用獨自計算潮流的方式，外網(wǎng)對內(nèi)網(wǎng)的影響不能準(zhǔn)確反映到內(nèi)網(wǎng)的計算中來，雖然采用了外網(wǎng)等值方法，但計算結(jié)果仍不夠準(zhǔn)確。因此，需要研究如何在潮流計算中將外網(wǎng)對內(nèi)網(wǎng)的影響準(zhǔn)確反映出來。其中一種思路是在多調(diào)度控制中心之間進行協(xié)調(diào)和組織，使用地理上廣域分布的各調(diào)度中心的數(shù)據(jù)來計算全網(wǎng)的一體化潮流，從而準(zhǔn)確反映外網(wǎng)的電氣變化對內(nèi)網(wǎng)的影響，這是分布式潮流計算的研究內(nèi)容。具體如何在調(diào)度中心之間進行分布式潮流的協(xié)調(diào)和組織有多種方法，根據(jù)分析計算時所采用的模型，可概括為采用集中式建模和采用分布式建模兩條思路。各電力調(diào)度中心EMS對各自所管轄或關(guān)心的電網(wǎng)均進行了建模采用集中式建模的協(xié)調(diào)和組織工作主要是在將各EMS的分散模型拼接起來建立一個全網(wǎng)統(tǒng)一的一體化模型；而采用分布式建模的協(xié)調(diào)和組織工作主要是在各EMS之間構(gòu)造某種與協(xié)調(diào)算法相對應(yīng)的外層迭代格式，并據(jù)其在各EMS之間進行計算數(shù)據(jù)的交互與迭代。文獻一《電力系統(tǒng)多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型拼接方法》(中國專利申請?zhí)?00610166302.1，公開日2007年7月25日)披露了一種電力系統(tǒng)多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型拼接方法。使用該方法，可以將各區(qū)域?qū)嶋H的網(wǎng)絡(luò)模型拼接成集中式的全模型。雖然文獻一并不涉及使用全模型來進行電力系統(tǒng)分析的內(nèi)容，但得到全模型的目的是使用其進行電力系統(tǒng)的監(jiān)控和一體化分析。若使用集中式全模型來計算各區(qū)域子網(wǎng)的潮流，即稱之為采用集中式建模的分布式潮流計算。該方法存在的主要問題是在進行實際網(wǎng)絡(luò)模型拼接時存在巨大的工作量。此外，由于電網(wǎng)模型變動頻繁，在維護中也存在同樣的問題。采用分布式建模思路目前所見有如下方法文獻二《發(fā)輸配全局電力系統(tǒng)分析》(電力系統(tǒng)自動化2000年第24巻第1期第17頁)在發(fā)輸配電網(wǎng)一體化分析背景下，披露了一種分布式潮流計算的"主從分裂算法"。在該算法中，各子網(wǎng)地位不平等，有主從(Master-Slave)之分。在外層迭代步中主網(wǎng)一般被看作是從網(wǎng)的廣義電源端，而從網(wǎng)一般被看作是主網(wǎng)的廣義負荷端。該算法視輸電網(wǎng)側(cè)為廣義電源端，視配電網(wǎng)側(cè)為廣義負荷端，進行了分布式潮流計算。文獻三《基于互聯(lián)網(wǎng)的DTS聯(lián)合培訓(xùn)仿真系統(tǒng)》(繼電器2006年第34巻第2期第70頁)披露了一種將如上"主從分裂算法"的思想運用到輸電網(wǎng)互聯(lián)分析中的分布式潮流算法。該算法在計算中將地調(diào)側(cè)視為省調(diào)側(cè)的廣義負荷端來進行輸電網(wǎng)背景下的分布式潮流計算。使用該算法求解輸電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流的主要問題有如下幾點①難以處理地調(diào)側(cè)110KV及以下系統(tǒng)合環(huán)操作的情況；②形成互聯(lián)系統(tǒng)潮流計算的統(tǒng)一初始條件時，地調(diào)側(cè)子DTS系統(tǒng)自身的不平衡功率難以處理；③該算法需對各子DTS系統(tǒng)核心潮流算法進行改動，從而降低了其對不同廠家平臺的適應(yīng)性。文獻四《聯(lián)合電力網(wǎng)潮流計算的分解協(xié)調(diào)法》(武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報1997年第19巻第1期第35頁)披露了一種基于無功和電壓的關(guān)系來構(gòu)造外層迭代格式的分布式潮流分解協(xié)調(diào)算法。文獻五《基于異步迭代的多區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)動態(tài)潮流分解協(xié)調(diào)計算》(電力系統(tǒng)自動化2003年第27巻第24期第1頁)及其補充文獻六《分布式潮流計算異步迭代模式的補充和改進》(電力系統(tǒng)自動化2007年第31巻第2期第12頁)披露了一種使用戴維南等值理論來構(gòu)造外層迭代格式的分布式潮流分解協(xié)調(diào)算法。有別于主從式算法，這兩種算法不從子網(wǎng)的特殊性質(zhì)和結(jié)構(gòu)出發(fā)去看問題，計算中各子網(wǎng)地位平等，其基本思路是各子網(wǎng)獨立進行潮流計算后，在外層迭代中構(gòu)造邊界點狀態(tài)變量的不動點迭代格式，迭代至子網(wǎng)間的邊界點狀態(tài)變量差值達到收斂精度，力圖使計算結(jié)果和一體化計算結(jié)果相同。其共同存在的主要問題是算法組織模式較復(fù)雜，且其計算結(jié)果存在一定誤差。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種既能避免集中式建?；蛘哌M行實際網(wǎng)絡(luò)模型拼接時的巨大工作量，又能得到和采用集中式建模計算時完全一致的計算結(jié)果，同時在分布式潮流計算中避免相互外網(wǎng)等值，不在子網(wǎng)間進行協(xié)調(diào)和迭代，簡化其組織模式，從而在工程上易于實施的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，包括下列步驟(1)、定義各區(qū)域電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)支路，所述的區(qū)域電網(wǎng)簡稱為子網(wǎng)，建立《聯(lián)絡(luò)支路定義表》，并定義各子網(wǎng)的邊界拼接節(jié)點集合、內(nèi)節(jié)點集合、外節(jié)點集合；(2)、各子網(wǎng)分別形成包括內(nèi)節(jié)點集合和邊界拼接節(jié)點集合的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量；(3)、選擇某一子網(wǎng)為計算主網(wǎng)，簡稱為主網(wǎng)，其余子網(wǎng)為計算從網(wǎng)，簡稱為從網(wǎng)；(4)、主網(wǎng)將自身的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量和各從網(wǎng)的相對應(yīng)的矩陣和向量拼接起來，分別得到全局節(jié)點導(dǎo)納矩陣，全局節(jié)點功率注入向量和全局節(jié)點類型信息向量，由這三種全局信息量得到全局潮流計算方程組；所述的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量稱為計算模型；(5)、各子網(wǎng)在計算模型拼接過程中生成各自的節(jié)點編號對照表，或者在主網(wǎng)側(cè)生成所有子網(wǎng)的節(jié)點編號對照表；(6)、統(tǒng)一選擇解算全局潮流計算方程組的電壓迭代初始值，或者伴隨計算模型的拼接過程，通過拼接各子網(wǎng)電壓迭代初始值向量的方法得到該值；(7)、在主網(wǎng)側(cè)完成全局潮流計算方程組的求解，得到全局一體化潮流結(jié)果；(8)、主網(wǎng)側(cè)按全傳送模式或者部分傳送模式將從網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)傳回；若所有子網(wǎng)的節(jié)點編號對照表都生成在主網(wǎng)側(cè)，本步驟中包括主網(wǎng)側(cè)將各從網(wǎng)的節(jié)點編號對照表傳回相對應(yīng)的從網(wǎng)。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于兩個子網(wǎng)間的全部聯(lián)絡(luò)支路恰能對兩個子網(wǎng)進行直接的電氣分割。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的聯(lián)絡(luò)支路選擇為在EMS的網(wǎng)絡(luò)模型中阻抗非零的線路或者變壓器。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于當(dāng)子網(wǎng)間的邊界設(shè)備為三巻變時，所述的聯(lián)絡(luò)支路選擇為其某一側(cè)的等值支路。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的各子網(wǎng)分別形成的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量中不包括外節(jié)點集合中的節(jié)點。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的全局導(dǎo)納矩陣的拼接，總體上分兩步進行先通過階數(shù)擴充將各子網(wǎng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣拼接起來，再在該矩陣中加入聯(lián)絡(luò)支路，根據(jù)加入聯(lián)絡(luò)支路對該矩陣的所產(chǎn)生的影響對該矩陣進行修正。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于各子網(wǎng)節(jié)點編號對照表，其中記錄了該子網(wǎng)除去外節(jié)點集合之外的所有節(jié)點在拼接過程中的不同編號之間的對應(yīng)關(guān)系。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于在所述的全傳送模式下，主網(wǎng)向從網(wǎng)傳送回全部所需潮流數(shù)據(jù)，包括節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角、節(jié)點注入功率、支路潮流，子網(wǎng)自身不進行任何潮流計算。前述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于在所述的部分傳送模式下，主網(wǎng)僅向從網(wǎng)傳送回節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角，支路潮流和其他電氣量計算由子網(wǎng)自己完成。本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點采用本發(fā)明的方法進行分布式潮流計算，解決了既有方法存在的問題。首先，采用本發(fā)明的算法無需全網(wǎng)一體化建模或進行實際的模型拼接，從而避免了由此帶來的大量的模型拼接和此后的維護工作。并且，采用本發(fā)明的算法計算分布式潮流在子網(wǎng)間也無任何外層協(xié)調(diào)迭代計算，從而避免了復(fù)雜的算法組織模式。最后，采用本發(fā)明的算法能得到和采用集中式建模時完全一致的計算結(jié)果。總之，本發(fā)明的算法將集中建模計算和目前所提出的各種分布式協(xié)調(diào)迭代算法的優(yōu)點結(jié)合起來，是一種準(zhǔn)集中式的分布式潮流算法，既不進行實際的模型拼接，也不在子網(wǎng)間進行協(xié)調(diào)與迭代，而其計算的結(jié)果和全網(wǎng)一體化計算完全一致。圖1是以主網(wǎng)S、從網(wǎng)&兩個子網(wǎng)為例的本發(fā)明采用的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算流程框圖。圖2是用于說明計算模型拼接方案的兩個子網(wǎng)模型拼接示意圖。圖3是以IEEE9節(jié)點系統(tǒng)為原型系統(tǒng)的計算模型拼接示意圖。圖4是忽略變壓器勵磁回路時的變壓器的等值電路圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體的介紹如下在本發(fā)明中，披露了將節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點注入功率向量和節(jié)點類型信息向量(稱這三種信息量為計算模型)拼接得到全局潮流計算方程組的方法和組織模式。極坐標(biāo)下的潮流方程組如式(l)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中"l，...,W，7'e/表示Z號后的標(biāo)號為/的節(jié)點必須直接和節(jié)點/相聯(lián)，并包括7=/的情況，f表示節(jié)點/的有功注入功率，0,表示節(jié)點/的無功注入功率，t/,表示節(jié)點/的電壓幅值，f/,表示節(jié)點/的電壓幅值，A和^表示節(jié)點Z和節(jié)點7在節(jié)點導(dǎo)納矩陣中對應(yīng)的互電導(dǎo)和互電納，是節(jié)點/和節(jié)點/兩節(jié)點電壓的相角差。用常見的Newton法或FastDecoupled法來求解潮流方程組時，所需全網(wǎng)信息矩陣可分為以下3種節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點初始注入功率列矩陣/向量、節(jié)點類型信息列矩陣/向量。已知這3個矩陣加上選定的迭代初值，即可求解常規(guī)潮流。在分布式建模的背景下，若能將各子網(wǎng)的這3個矩陣拼接起來，便得到可進行一體化解算的全局潮流計算方程組，其計算結(jié)果將和采用集中式建模時的結(jié)果完全一致。迭代初值可通過拼接得到，也可在全局潮流機算方程組拼接完成后再統(tǒng)一選擇。在分布式潮流計算中，一般選擇在具有最豐富計算資源的子網(wǎng)側(cè)來完成拼接與計算，稱為計算主網(wǎng)，簡稱為主網(wǎng)；其余子網(wǎng)稱為計算從網(wǎng)，簡稱為從網(wǎng)。計算模型拼接的實質(zhì)是將各子網(wǎng)潮流方程組拼接為全局潮流計算方程組，計算模型拼接方法包括節(jié)點導(dǎo)納矩陣拼接方法、節(jié)點編號對照表生成方法、節(jié)點功率注入向量拼接方法和節(jié)點類型信息向量拼接方法四方面的內(nèi)容。在一體化潮流計算完成后，由于拼接和計算在主網(wǎng)側(cè)完成，主網(wǎng)側(cè)潮流結(jié)果自然獲得，但從網(wǎng)潮流結(jié)果需要由主網(wǎng)傳送回去，設(shè)計有兩種模式①全傳送模式主網(wǎng)向從網(wǎng)傳送回全部所需潮流數(shù)據(jù)，主要包括節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角、節(jié)點注入功率、支路潮流，子網(wǎng)自身不進行任何潮流計算；②部分傳送模式主網(wǎng)僅向從網(wǎng)傳送回節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角，支路潮流和其他電氣量計算由子網(wǎng)自己完成。全傳送模式優(yōu)點在于子網(wǎng)無需計算，缺點在于數(shù)據(jù)傳輸量大；部分傳送模式優(yōu)缺點與之相反。傳送回從網(wǎng)的節(jié)點編號一般已還原為拼接前的編號，從網(wǎng)獲取后可直接使用，編號轉(zhuǎn)化工作亦可由從網(wǎng)自身完成。此外，從網(wǎng)和主網(wǎng)有重復(fù)建模的部分，這部分的潮流數(shù)據(jù)也要傳送回從網(wǎng)，其數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系用主、從網(wǎng)統(tǒng)一命名設(shè)備ID的辦法來解決。以子網(wǎng)S，為主網(wǎng)、以子網(wǎng)52從網(wǎng)為示例的算法組織模式見圖1。在本發(fā)明中，披露了將各子網(wǎng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣拼接起來得到全局節(jié)點導(dǎo)納矩陣的方法。雖然本發(fā)明中并不進行任何實際的網(wǎng)絡(luò)模型拼接，但為了直觀說明抽象的節(jié)點導(dǎo)納矩陣的拼接方案，這里首先對計算模型拼接的整體方案在實際網(wǎng)絡(luò)模型拼接這一層面上說明如下。圖2是兩個子網(wǎng)模型拼接示意圖。國內(nèi)各調(diào)度中心的電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件普遍存在著建模部分重復(fù)的情況，圖2表示了兩個子網(wǎng)存在重復(fù)建模時的一般情況，圖中S表示全網(wǎng)，S,、^為全網(wǎng)S的兩個子網(wǎng)，圖2(a)左、右圖分別表示子網(wǎng)&、A的完整模型，S。表示兩者重復(fù)建模的部分，n,、.、、為節(jié)點，L和是S。中的兩條支路且恰能將S和S2進行電氣分割，即/,,和是S和&的聯(lián)絡(luò)支路。本文以圖2為例，提出模型拼接方案如下(1)定義子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路，其應(yīng)恰能對子網(wǎng)進行電氣分割。圖2(a)中，假定/,,和被定義為聯(lián)絡(luò)支路。近些年來有關(guān)垂直通孔的研究R益引起人們重視的原因在于，隨著特征尺寸的減少，金屬線網(wǎng)的電阻在不斷增大，而其中增長速度最快的就是垂直通孔。在特征尺寸為90納米的芯片中，一個垂直通孔的電阻值可以相當(dāng)于IOO微米的金屬線。垂直通孔的電阻值在整個多層線網(wǎng)占據(jù)的比重越來越大，這對芯片設(shè)計的各個階段都提出了新的挑戰(zhàn)。特別地，這一現(xiàn)象對多層供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計具有尤其重要的影響。附圖1中顯示的是一種應(yīng)用廣泛的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)中，同一層的金屬線都是相互平行，而相鄰層的金屬線相互垂直，一般情況下，高層的金屬線具有較大的寬度(width)同時相鄰金屬線間的間距(pitch)也相對較大。在這種多層的供電網(wǎng)絡(luò)中，自然需要通孔來實現(xiàn)不同層間金屬線的互連。如附圖1所示，為了不占用額外的布線資源，對信號線的布線造成影響，通孔一般都設(shè)置在相鄰層間金屬線的交叉點(intersection)上。垂直通孔電阻值的增加必然也會帶來供電網(wǎng)絡(luò)上電壓降的增大。解決這一問題的基本方法就是增加垂直通孔的數(shù)目，如附圖1所示，在有些金屬線交叉點處就放置了多個通孔。當(dāng)然，放置太多的垂直通孔也會造成制造成本的增加，并且受幾何尺寸等因素影響，在各個交叉點處可以放置的通孔個數(shù)也有最大值限制。這樣，隨之而來的一個問題就是如何更好地在交叉點處配置通孔的數(shù)目。最簡單的方法自然是在同一層的交叉點處分配相同數(shù)目的通孔，但是很顯然，對大多數(shù)電路來講這種方法并不是一個最佳的方法。與線寬優(yōu)化類似，優(yōu)化配置通孔的問題也可以抽象為一個有約束的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題。但是由于各個交叉點處只能配置整數(shù)個通孔，該問題是一個離散的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，因此，直接用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法求解將非常困難。到目前為止，尚沒有提出一種成熟的方法解決這個問題。
發(fā)明內(nèi)容針對目前尚沒有一種能對多層供電網(wǎng)絡(luò)中的垂直通孔進行優(yōu)化配置以降低網(wǎng)絡(luò)中電壓波動的方法的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種快速高效的優(yōu)化配置垂直通孔的啟發(fā)式方法。其特征在于該方法是一種以靈敏度信息作為指導(dǎo)，采用循環(huán)累加的方式實現(xiàn)多層供電網(wǎng)絡(luò)中垂直通孔的優(yōu)化配置的啟發(fā)式方法，優(yōu)化的目標(biāo)是更加合理地配置各個金屬線交叉點處垂直通孔的數(shù)目，以消除多層供電網(wǎng)絡(luò)最底層節(jié)點中電壓降超過規(guī)定最大允許值的違規(guī)節(jié)點，減少最底層節(jié)點的最大電壓降。該方法是在計算機中依次按以下歩驟實現(xiàn)的-從網(wǎng)，拼接得到階數(shù)擴充后的導(dǎo)納陣(為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(2)式中zeros(m，n)表示^x"階的零矩陣，zeros(n，m)類推。易知，導(dǎo)納陣(是m+"階的方陣。需要說明，主網(wǎng)導(dǎo)納陣和從網(wǎng)導(dǎo)納陣在拼接時的位置不一定分別在左上角和右下角，可以任意放置，文中加以限制是為了能夠清楚加以表述。(3)在導(dǎo)納陣C中增加與聯(lián)絡(luò)支路對應(yīng)的互導(dǎo)納元素，并修正原各子網(wǎng)邊界拼接節(jié)點對應(yīng)的自導(dǎo)納如下a)在導(dǎo)納陣(中增加與聯(lián)絡(luò)支路對應(yīng)的互導(dǎo)納元素。圖3(c)中，以聯(lián)絡(luò)線/,為例，假定其兩端節(jié)點在導(dǎo)納陣(中對應(yīng)行號(亦即編號)為e、f，其導(dǎo)納為;v，對地導(dǎo)納為;v。，則在t中添加2個非對角元素如式(3)。聯(lián)絡(luò)線/2類同。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(3)b)在導(dǎo)納陣t中修正各邊界拼接節(jié)點對應(yīng)的自導(dǎo)納。以拼接后節(jié)點、",為例，對應(yīng)的自導(dǎo)納&_和",對應(yīng)的自導(dǎo)納rm。#有如下增量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(4)至此，.K。拼接完畢。c)對導(dǎo)納陣C各行所對應(yīng)節(jié)點進行編號優(yōu)化，即將導(dǎo)納陣《。進行相應(yīng)行列對調(diào)初等變換得到全局導(dǎo)納矩陣i;。。當(dāng)聯(lián)絡(luò)支路為聯(lián)絡(luò)變而非聯(lián)絡(luò)線時，拼接思路并無不同，只是式(3)、(4)或有所變化。忽略變壓器勵磁回路時，變壓器支路可用其漏抗串聯(lián)一個理想變壓器來模擬，如圖4(a)所示。其n型等值電路如圖4(b)所示。其中，^是變壓器漏抗，JV=l/^，尺為變壓器變比，節(jié)點e和節(jié)點/為變壓器等值電路兩側(cè)端點，^和^v分別是節(jié)點e和節(jié)點/的端電壓向量，h和)/分別是節(jié)點e和節(jié)點/的注入電流向量。據(jù)圖4，易知通過聯(lián)絡(luò)變拼接導(dǎo)納陣時，式(3)形式變化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>而式(4)中修正量變化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(6)在本發(fā)明中，披露了一種建立節(jié)點編號對照表的方法。伴隨著對導(dǎo)納陣C進行優(yōu)化編號得到全局導(dǎo)納矩陣L的過程，應(yīng)對每個子網(wǎng)都建立節(jié)點編號對照表,表中記錄了各子網(wǎng)除去外節(jié)點之外的所有節(jié)點在拼接過程中的編號對應(yīng)關(guān)系。以圖1中主網(wǎng)S,為例，表l(a)即其節(jié)點編號對照表。拼接前主網(wǎng)S,的節(jié)點編號自l遞增至w，形成與導(dǎo)納陣&的行號對應(yīng)的列向量A，放在第l歹!h拼接成導(dǎo)納陣(后，得到與其行號對應(yīng)的節(jié)點編號列向量"，，放在第2列；進行編號優(yōu)化得到全局導(dǎo)納矩陣乙后，得到與其行號對應(yīng)的節(jié)點編號列向量。,，放在第3列，建表完成。從網(wǎng)&建表方法類同，但由于導(dǎo)納陣&在導(dǎo)納陣C的右下方，節(jié)點編號列向量。2和《2并不相同，其每個分量都加入了m(m為主網(wǎng)《的節(jié)點數(shù)，稱為拼接偏移量，下文同)，如表l(b)所示。表1s,與&節(jié)點編號對照表(附圖l)ff2"，111l+m乂22x222+m3333+m附附/+附(a)(b)在本發(fā)明中，還披露了一種將各子網(wǎng)節(jié)點注入功率向量拼接起來得到全局節(jié)點注入功率向量的方法。假設(shè)主網(wǎng)s的潮流方程組節(jié)點注入功率列向量為4，與導(dǎo)納陣&,對應(yīng)；從網(wǎng)52相應(yīng)列向量為&，則拼接可分兩步進行(1)將節(jié)點注入功率列向量^、A進行維數(shù)擴充拼接，得到與導(dǎo)納陣《。對應(yīng)的未經(jīng)編號優(yōu)化的全局節(jié)點注入功率向量&。如下&。=^(7)(2)查節(jié)點編號對照表，根據(jù)節(jié)點注入功率列向量A、A原節(jié)點在拼接前后的編號對應(yīng)關(guān)系對&。進行相應(yīng)的行調(diào)換，使各分量行號和原所對應(yīng)節(jié)點優(yōu)化后的編號一致，便得到與全局導(dǎo)納矩陣乙對應(yīng)的全局節(jié)點注入功率向量&。?；蛘咭嗫稍趯?dǎo)納陣(進行優(yōu)化編號的同時，對&。進行相應(yīng)調(diào)換得到全局節(jié)點注入功率向量^。。在本發(fā)明中，還披露了一種將各子網(wǎng)節(jié)點類型信息向量拼接起來得到全局節(jié)點類型信息向量的方法。在潮流計算中電力系統(tǒng)的節(jié)點分為P2節(jié)點、i^節(jié)點和平衡節(jié)點三種類型。若拼接前主網(wǎng)S中節(jié)點類型信息向量為惟一的平衡節(jié)點編號放在一元平衡節(jié)點號列向量t;,,中，P2節(jié)點號放在其尸2節(jié)點號列向量^.,中，^節(jié)點號放在尸F(xiàn)節(jié)點號列向量；，中，從網(wǎng)&中相應(yīng)向量為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>節(jié)點類型信息向量的拼接按如下步驟進行。(i)將列向量7^2、rw2、r—各分量均加入拼接偏移量m。由于全網(wǎng)僅需保留一個平衡節(jié)點，從網(wǎng)&的平衡節(jié)點在拼接完成后將轉(zhuǎn)化為全局潮流計算中的尸r節(jié)點，所以取<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>。(2)取<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>均和導(dǎo)納陣t相對應(yīng)。(3)由主網(wǎng)s、從網(wǎng)&節(jié)點編號對照表，査得列向量t;,'、t;:、；'各分量優(yōu)化編號后的新編號，各自組成和全局導(dǎo)納矩陣L相對應(yīng)的全局平衡節(jié)點號列向量z;,、全局PS節(jié)點號列向量^和全局/^節(jié)點號列向量7;,這三個全局節(jié)點類型信息向量，拼接完成?；蛘?，全局節(jié)點類型信息向量亦可用先查表后拼接的方式來得到。實施例下面是本發(fā)明的一個實施例，包括了采用本發(fā)明的算法以IEEE9節(jié)點系統(tǒng)為原型系統(tǒng)進行的分布式潮流計算的過程和結(jié)果。本發(fā)明的其它的特征、目的和優(yōu)點也可以從實施例的說明和附圖中看出。附圖3說明了以IEEE9節(jié)點系統(tǒng)為原型系統(tǒng)使用本發(fā)明的算法的過程及結(jié)果比對，其網(wǎng)絡(luò)和計算參數(shù)均采用IEEE9節(jié)點系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。圖3(b)表示了兩個具有重復(fù)建模聯(lián)絡(luò)支路/,、/2的兩個子網(wǎng)5,、S2，各自具有從l開始的節(jié)點編號。實施例步驟如下。(1)在《聯(lián)絡(luò)支路定義表》中定義/,、/2為子網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)支路；根據(jù)聯(lián)絡(luò)支路的定義和本發(fā)明的技術(shù)方案，定義子網(wǎng)S、^的邊界拼接節(jié)點集合^、內(nèi)節(jié)點集合乂、外節(jié)點集合A^。S邊界節(jié)點集合A^="2},M.,("3，"4,"5)，iV￡1={",，}，&邊界節(jié)點集合^,"2}，A^={"3,"4}，"}。(2)子網(wǎng)S,和&各自拓撲到邊界拼接節(jié)點，各自形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點注入功率向量和節(jié)點類型信息向量。子網(wǎng)5;和&各形成導(dǎo)納陣^和&.2。導(dǎo)納陣^階數(shù)為5，導(dǎo)納陣^階數(shù)為4。子網(wǎng)S的潮流方程組節(jié)點注入功率列向量為4，與導(dǎo)納陣&,對應(yīng)，子網(wǎng)&相應(yīng)列向量為&。子網(wǎng)S中節(jié)點類型信息向量為惟一的平衡節(jié)點編號放在一元列向量7;,1中，尸0節(jié)點號放在列向量r一中，尸r節(jié)點號放在列向量r—中。子網(wǎng)&中相應(yīng)向量為r<2、7;9.2、t;v2。(3)選擇子網(wǎng)&為主網(wǎng)，子網(wǎng)&為從網(wǎng)。(4)主網(wǎng)s，將自身的和接收從網(wǎng)&傳送過來的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量(稱這三種信息量為計算模型)按照本發(fā)明的技術(shù)方案拼接起來，最終得到全局導(dǎo)納矩陣乙，全局節(jié)點注入功率向量&。，全局節(jié)點類型信息向量z;,、rP9、rpv，完成計算模型的拼接工作。其過程在直觀層面上如圖3(c)、(d)所示。其中，圖3(d)中節(jié)點編號由半動態(tài)優(yōu)化法得到。(5)伴隨著計算模型拼接過程，子網(wǎng)s,和&各自生成節(jié)點編號對照表，分別見表2(a)、(b)。(6)統(tǒng)一選擇全局潮流計算方程組電壓迭代初始值。(7)由以上拼接過程得到了全局潮流計算方程組，在主網(wǎng)S,側(cè)完成該全局潮流方程組的求解，得到全局一體化潮流計算結(jié)果。關(guān)鍵計算結(jié)果量全網(wǎng)電壓相量記為f)，見表3。(8)主網(wǎng)S,側(cè)按全傳送模式將從網(wǎng)S2的潮流數(shù)據(jù)傳回到從網(wǎng)S2。結(jié)果驗證為了說明所得到的計算結(jié)果的正確性，我們再在如圖3(a)所示IEEE9節(jié)點系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)下進行常規(guī)潮流計算，得到全網(wǎng)電壓相量記為W，將這個計算結(jié)果看作是該實施例分布式潮流計算結(jié)果的真值，見表3。注意到圖3(a)、(d)中的節(jié)點編號對應(yīng)關(guān)系，可以看到，O和W完全一致，即采用本發(fā)明算法得到的節(jié)點電壓和真值完全一致。表2S,與&節(jié)點編號對照表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(a)(b)表3拼接算法潮流結(jié)果與真值(標(biāo)幺值)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注A是拼接后優(yōu)化后編號，見附圖3(d)。2是IEEE9節(jié)點系統(tǒng)編號，見附圖3(a)。本發(fā)明已以較佳實施例公布如上，但上述實施例不以任何形式限定本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，包括下列步驟(1)、定義各區(qū)域電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)支路，所述的區(qū)域電網(wǎng)簡稱為子網(wǎng)，建立《聯(lián)絡(luò)支路定義表》，并定義各子網(wǎng)的邊界拼接節(jié)點集合、內(nèi)節(jié)點集合、外節(jié)點集合；(2)、各子網(wǎng)分別形成包括內(nèi)節(jié)點集合和邊界拼接節(jié)點集合的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量；(3)、選擇某一子網(wǎng)為計算主網(wǎng)，簡稱為主網(wǎng)，其余子網(wǎng)為計算從網(wǎng)，簡稱為從網(wǎng)；(4)、主網(wǎng)將自身的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量和各從網(wǎng)的相對應(yīng)的矩陣和向量拼接起來，分別得到全局節(jié)點導(dǎo)納矩陣，全局節(jié)點功率注入向量和全局節(jié)點類型信息向量，由這三種全局信息量得到全局潮流計算方程組；所述的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量稱為計算模型；(5)、各子網(wǎng)在計算模型拼接過程中生成各自的節(jié)點編號對照表，或者在主網(wǎng)側(cè)生成所有子網(wǎng)的節(jié)點編號對照表；(6)、統(tǒng)一選擇解算全局潮流計算方程組的電壓迭代初始值，或者伴隨計算模型的拼接過程，通過拼接各子網(wǎng)電壓迭代初始值向量的方法得到該值；(7)、在主網(wǎng)側(cè)完成全局潮流計算方程組的求解，得到全局一體化潮流結(jié)果；(8)、主網(wǎng)側(cè)按全傳送模式或者部分傳送模式將從網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)傳回；若所有子網(wǎng)的節(jié)點編號對照表都生成在主網(wǎng)側(cè)，本步驟中包括主網(wǎng)側(cè)將各從網(wǎng)的節(jié)點編號對照表傳回相對應(yīng)的從網(wǎng)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于兩個子網(wǎng)間的全部聯(lián)絡(luò)支路恰能對兩個子網(wǎng)進行直接的電氣分割。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的聯(lián)絡(luò)支路選擇為在EMS的網(wǎng)絡(luò)模型中阻抗非零的線路或者變壓器。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于當(dāng)子網(wǎng)間的邊界設(shè)備為三巻變時，所述的聯(lián)絡(luò)支路選擇為其某一側(cè)的等值支路。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的各子網(wǎng)分別形成的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、節(jié)點功率注入向量和節(jié)點類型信息向量中不包括外節(jié)點集合中的節(jié)點。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于所述的全局導(dǎo)納矩陣的拼接，總體上分兩步進行先通過階數(shù)擴充將各子網(wǎng)節(jié)點導(dǎo)納矩陣拼接起來，再在該矩陣中加入聯(lián)絡(luò)支路，根據(jù)加入聯(lián)絡(luò)支路對該矩陣的所產(chǎn)生的影響對該矩陣進行修正。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于各子網(wǎng)節(jié)點編號對照表，其中記錄了該子網(wǎng)除去外節(jié)點集合之外的所有節(jié)點在拼接過程中的不同編號之間的對應(yīng)關(guān)系。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于在所述的全傳送模式下，主網(wǎng)向從網(wǎng)傳送回全部所需潮流數(shù)據(jù)，包括節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角、節(jié)點注入功率、支路潮流，子網(wǎng)自身不進行任何潮流計算。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，其特征在于在所述的部分傳送模式下，主網(wǎng)僅向從網(wǎng)傳送回節(jié)點編號、節(jié)點電壓幅值、相角，支路潮流和其他電氣量計算由子網(wǎng)自己完成。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于計算模型拼接的互聯(lián)系統(tǒng)分布式潮流計算方法，包括定義各子網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)支路和邊界節(jié)點集合；各子網(wǎng)分別形成信息量；選擇主網(wǎng)和從網(wǎng)；主網(wǎng)和從網(wǎng)的信息量拼接得到全局信息量，從而得到全局潮流計算方程組；在主網(wǎng)側(cè)生成或各子網(wǎng)生成各自的節(jié)點編號對照表；統(tǒng)一選擇電壓迭代初始值；在主網(wǎng)側(cè)求解，得到全局一體化潮流結(jié)果；主網(wǎng)側(cè)按全傳送模式或者部分傳送模式將從網(wǎng)的潮流數(shù)據(jù)傳回，完成分布式潮流計算。本發(fā)明避免了全網(wǎng)一體化建?；蜻M行實際的模型拼接帶來的大量的模型拼接和此后的維護工作；避免了復(fù)雜的算法組織模式，同時還可以得到和采用集中式建模時完全一致的計算結(jié)果。文檔編號G06F19/00GK101221599SQ20071019154公開日2008年7月16日申請日期2007年12月12日優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日發(fā)明者盧建剛,姚建國,鋒李,楊勝春,明高申請人:國電南瑞科技股份有限公司;廣東電網(wǎng)公司