一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法，該方法包括如下步驟：收集數(shù)據(jù)；計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入有功功率；列出直流潮流方程并求解；計(jì)算電網(wǎng)支路有功損耗；判斷是否迭代運(yùn)算；計(jì)算網(wǎng)損等值負(fù)荷。本發(fā)明提供的方法對標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，考慮支路電阻產(chǎn)生的有功損耗，并利用網(wǎng)損等值負(fù)荷對節(jié)點(diǎn)注入有功功率進(jìn)行修正，通過迭代計(jì)算的方法求得考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算結(jié)果。該方法能夠解決標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算中由于忽略網(wǎng)損而造成的有功功率不平衡和有功分布較不合理的問題，使得直流潮流計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際潮流結(jié)果。
【專利說明】一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，具體講涉及一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]潮流計(jì)算是進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算分析的基礎(chǔ)，常規(guī)潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型是一組非線性方程，在數(shù)據(jù)質(zhì)量良好且潮流計(jì)算正常收斂的情況下，其潮流結(jié)果一般足夠精確。但由于非線性方程本身的特性，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)潮流計(jì)算不收斂的情況，這種情況的產(chǎn)生一般有兩種原因:潮流方程無解和潮流方程有解但未得到收斂解。此外，常規(guī)潮流計(jì)算的計(jì)算量較大，在需進(jìn)行大量計(jì)算的場合，耗費(fèi)的時(shí)間也較多。
[0003]直流潮流計(jì)算采用了近似處理，認(rèn)為電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電壓均取額定電壓，忽略支路電阻和對地并聯(lián)支路，不考慮無功與電壓之間的關(guān)系，僅研究有功分布的問題。直流潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型是一組線性方程，計(jì)算量較小，且不存在常規(guī)潮流計(jì)算的收斂性問題。直流潮流計(jì)算常應(yīng)用于對計(jì)算精度要求不高的場合，比如電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行中方式安排的有功調(diào)整、電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全分析中的預(yù)想事故篩選，等等。
[0004]由于未考慮支路電阻產(chǎn)生的有功損耗，所以目前普遍采用的直流潮流計(jì)算方法(即標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算方法)存在以下缺點(diǎn):
[0005](I)有功平衡情況與實(shí)際情況不符合；
[0006]無論分析全網(wǎng)發(fā)電與負(fù)荷有功平衡，還是分析區(qū)域電網(wǎng)之間的電力流，有功損耗都是不容忽視的因素?；跇?biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算結(jié)果分析有功平衡時(shí)，需要計(jì)算分析人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)估計(jì)網(wǎng)損大小，并修正計(jì)算結(jié)果，因此需要計(jì)算分析人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)、較豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
[0007](2)有功分布可能與實(shí)際潮流相差較大。
[0008]由于實(shí)際存在的網(wǎng)損而產(chǎn)生的發(fā)電和負(fù)荷功率差額完全由平衡機(jī)承擔(dān)，在忽略有功損耗時(shí)，未對發(fā)電和負(fù)荷進(jìn)行有功平衡處理的情況下，標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算結(jié)果中平衡機(jī)的出力明顯不合理，并且平衡機(jī)附近的有功分布也明顯不合理。，可采用了降低發(fā)電出力或增加負(fù)荷的措施來避免平衡機(jī)附近有功分布不合理的現(xiàn)象，但又會(huì)帶來更大范圍的有功功率偏低或偏高的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法。該方法提供的一種改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算方法中，考慮支路電阻產(chǎn)生的有功損耗，并利用網(wǎng)損等值負(fù)荷對節(jié)點(diǎn)注入有功功率進(jìn)行修正，通過迭代計(jì)算的方法求得考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算結(jié)果。該方法能夠解決標(biāo)準(zhǔn)直流潮流計(jì)算中由于忽略網(wǎng)損而造成的有功功率不平衡和有功分布較不合理的問題，使得直流潮流計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際潮流結(jié)果。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:[0011]一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法，該方法包括:
[0012](1)收集數(shù)據(jù)；
[0013](2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入有功功率；
[0014](3)列出直流潮流方程并求解；
[0015]其特征在于，所述注入有功功率包含發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷和網(wǎng)損等值負(fù)荷；所述方法包括以下步驟:
[0016](4)計(jì)算電網(wǎng)支路有功損耗；
[0017](5)判斷是否迭代運(yùn)算；
[0018](6)計(jì)算網(wǎng)損等值負(fù)荷。
[0019]優(yōu)選地,所述步驟(1)包括:
[0020]獲取待計(jì)算電網(wǎng)的參數(shù)，用直流潮流計(jì)算方法求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的虛部B，即電納矩陣，并對該電納矩陣進(jìn)行LU分解；令當(dāng)前迭代次數(shù)g= 1，并初始化支路有功損耗向量Plt^ci=O,以及網(wǎng)損等值負(fù)荷向量= O。
[0021]優(yōu)選地，節(jié)點(diǎn)注入有功功率向量表示為Pg = Pgm-Plrad-P一.H，其中，Pgm為發(fā)電機(jī)出力向量，Pload為負(fù)荷向量，Pequal.g-!為前一次迭代計(jì)算得到的網(wǎng)損等值負(fù)荷向量。
[0022]優(yōu)選地,所述步驟(3)包括:
[0023]利用步驟(1)得到的電納矩陣B的LU分解結(jié)果和所述步驟(2)得到的節(jié)點(diǎn)注入有功功率向量Pg，列出所述直流潮流方程，求解得到節(jié)點(diǎn)電壓相角向量eg;該方程表示為:pg=B Θ g。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟(4)包括:利用電網(wǎng)各支路的電抗和所述步驟(3)得到的節(jié)點(diǎn)電壓相角，計(jì)算電網(wǎng)支路有功功率向量PbMnc;h.g，并計(jì)算電網(wǎng)支路有功損耗向量匕.-
[0025]優(yōu)選地，所述步驟(5)包括:將本次迭代步驟(4)得到的P1()SS.g與上次迭代步驟(4)得到的Plt^irl之差作為支路有功損耗增量向量，該增量向量表示為:APltjss.g = Pioss.g-Pi0SS.H ;判斷不等式I AP1()SS.gl≤ε Pltjss 8是否成立，其中，ε為不大于0.1的較小系數(shù)；如果該不等式成立，或迭代次數(shù)達(dá)到上限，則結(jié)束迭代過程，此時(shí)得到的Θ g和Pbrandi g即為最終的直流潮流結(jié)果；如果該不等式不成立且迭代次數(shù)未達(dá)上限，則繼續(xù)步驟(6)。
[0026]優(yōu)選地,所述步驟(6)包括:
[0027]根據(jù)所述步驟(4)得到的電網(wǎng)支路有功損耗向量P1()SS.g計(jì)算網(wǎng)損等值負(fù)荷向量
Pequa,g ；Pequa,g中任一節(jié)點(diǎn)i的網(wǎng)損等值負(fù)荷計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種考慮網(wǎng)損的直流潮流計(jì)算方法，該方法包括: (O收集數(shù)據(jù)； (2)計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入有功功率； (3)列出直流潮流方程并求解； 其特征在于，所述注入有功功率包含發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷和網(wǎng)損等值負(fù)荷；所述方法包括以下步驟: (4)計(jì)算電網(wǎng)支路有功損耗； (5)判斷是否迭代運(yùn)算； (6)計(jì)算網(wǎng)損等值負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)包括: 獲取待計(jì)算電網(wǎng)的參數(shù)，用直流潮流計(jì)算方法求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的虛部B，即電納矩陣，并對該電納矩陣進(jìn)行LU分解；令當(dāng)前迭代次數(shù)g = I，并初始化支路有功損耗向量Pltjss.C1 =O，以及網(wǎng)損等值負(fù)荷向量Pequal^ = O。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，節(jié)點(diǎn)注入有功功率向量表示為Pg=
，其中，Pgm為發(fā)電 機(jī)出力向量，PlMd為負(fù)荷向量，PequaLg-1為前一次迭代計(jì)算得到的網(wǎng)損等值負(fù)荷向量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括: 利用步驟(1)得到的電納矩陣B的LU分解結(jié)果和所述步驟(2)得到的節(jié)點(diǎn)注入有功功率向量&，列出所述直流潮流方程，求解得到節(jié)點(diǎn)電壓相角向量9g;該方程表示為:Pg =B0g。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)包括:利用電網(wǎng)各支路的電抗和所述步驟(3)得到的節(jié)點(diǎn)電壓相角，計(jì)算電網(wǎng)支路有功功率向量PbMnc;h.g，并計(jì)算電網(wǎng)支路有功損耗向量P

loss, g °
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)包括:將本次迭代步驟(4)得到的P1[)SS.g與上次迭代步驟(4)得到的Pltjss^之差作為支路有功損耗增量向量，該增量向量表示為:APltjss g = Pltjss g-P1()ss n ;判斷不等式 I APltjss gI ( ε Pltjss g 是否成立，其中，ε為不大于0.1的較小系數(shù)；如果該不等式成立，或迭代次數(shù)達(dá)到上限，則結(jié)束迭代過程，此時(shí)得到的Θ g和Ptoandi g即為最終的直流潮流結(jié)果；如果該不等式不成立且迭代次數(shù)未達(dá)上限，則繼續(xù)步驟(6)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(6)包括: 根據(jù)所述步驟(4)得到的電網(wǎng)支路有功損耗向量P1()SS.g計(jì)算網(wǎng)損等值負(fù)荷向量P_al.g;


PPequal.g中任一節(jié)點(diǎn)i的網(wǎng)損等值負(fù)荷計(jì)算公式為:^cqual./.^ — Σ.10^g，其中，Ploss.yQ.，j^j IUg為支路i_j的有功功率損耗，即電網(wǎng)支路有功損耗向量P1()SS.g中的元素；令當(dāng)前迭代次數(shù)g加上I，并轉(zhuǎn)入步驟(2)，進(jìn)入新一輪迭代計(jì)算。
【文檔編號】H02J3/00GK103904643SQ201410112864
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】王虹富, 穆世霞, 王毅, 董毅峰, 范亞娜, 郅治, 張志強(qiáng), 王鵬, 王東曉, 劉道偉, 侯俊賢, 陶向紅, 馬世英, 林勇, 高崇, 余浩, 許亮 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 廣東電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心