專利名稱：電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力輸送領域，特別涉及一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法及裝置。
背景技術：
潮流計算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲、元件參數(shù)和發(fā)電、負荷參量條件下，對有功功率、無功功率及電壓在電力網(wǎng)中的分布的計算。其中，對各個節(jié)點的電壓幅值和電壓相角的計算是潮流計算中最核心的部分。電力系統(tǒng)中的節(jié)點可以包括至少一個PV節(jié)點、至少一個PQ節(jié)點以及一個平衡節(jié)點。其中，PV節(jié)點的有功功率P和電壓幅值V為已知，PQ節(jié)點的有功功率P和無功功率Q為已知，平衡節(jié)點的電壓幅值V和電壓相角Θ為已知。對各個節(jié)點進行潮流計算時，只需要計算PQ節(jié)點的電壓幅值和電壓相角以及PV節(jié)點的電壓相角。現(xiàn)有的計算PQ節(jié)點的電壓幅值和電壓相角以及PV節(jié)點的電壓相角的方法主要包括如下步驟:第一、根據(jù)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成PV節(jié)點的迭代方程和PQ節(jié)點的迭代方程；第二、根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算PV節(jié)點注入無功功率，再根據(jù)PV節(jié)點注入無功功率計算PV節(jié)點的注入電流并代入PV節(jié)點的迭代方程，最后根據(jù)給定的PV節(jié)點的電壓幅值對PV節(jié)點的迭代方程的計算結果進行修正，獲得PV節(jié)點的電壓(節(jié)點電壓包括電壓幅值和電壓相角)；第三、根據(jù)獲得的PV節(jié)點的電壓以及PQ節(jié)點的迭代方程計算PQ節(jié)點的電壓。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:現(xiàn)有的計算PQ節(jié)點和PV節(jié)點的電壓的方法，在處理PV節(jié)點時需要計算PV節(jié)點的無功功率，當電力系統(tǒng)中的P V節(jié)點數(shù)量較多時，PV節(jié)點的無功功率計算收斂性較差甚至不收斂，從而進一步影響節(jié)點迭代方程計算的收斂性。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中節(jié)點電壓計算收斂性差的問題，本發(fā)明實施例提供了一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法及裝置。所述技術方案如下:一方面，提供了一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法，所述方法包括:獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)，所述節(jié)點至少包括:至少一個PV節(jié)點和至少一個PQ節(jié)點，所述PV節(jié)點的自身有功功率和電壓幅值為已知，所述PQ節(jié)點的自身有功功率和無功功率為已知，所述PQ節(jié)點中包含有至少一個慢速收斂PQ節(jié)點；根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PV節(jié)點的迭代總方程和所述PQ節(jié)點的迭代總方程，并根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算各個節(jié)點的電流注入量；根據(jù)所述各個節(jié)點的電流注入量計算所述PV節(jié)點的實際有功功率，并根據(jù)所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程計算所述PV節(jié)點的電壓；根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓、所述PQ節(jié)點的迭代總方程和所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓。所述根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程之前，所述方法還包括:計算所述PQ節(jié)點的收斂因子；按照所述收斂因子從大到小的順序對所述PQ節(jié)點進行排序，并將排序靠前的η個節(jié)點確定為所述慢速收斂PQ節(jié)點，所述η=預定比例*所述PQ節(jié)點的總數(shù)。所述計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，包括:根據(jù)收斂因子計算公式計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，所述收斂因子計算公式為:α = IzIj^j7其中，α為收斂因子，Z為PQ節(jié)點的自身阻抗，S為PQ節(jié)點的自身有功功率與無功功率之和，U(°°)為PQ節(jié)點的電壓最終解。所述根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程，包括:根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣；根據(jù)所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；其中，所 述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程為:Ut1}=ZBAk+1) +ZbbI^.
其中， /Γ5為第k+l次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓，所述Zba為快速收斂PQ節(jié)點對所述慢速收斂PQ節(jié)點的阻抗矩陣，所述Zbb為所述慢速收斂PQ節(jié)點自身的阻抗矩陣，Zf0為第k+l次迭代計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電流注入量，If為第k次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電流注入量，其中，所述快速收斂PQ節(jié)點為除所述慢速收斂PQ節(jié)點之外的PQ節(jié)點。所述根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓、所述PQ節(jié)點的迭代總方程和所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓，包括:對所述PQ節(jié)點的電壓進行q次迭代計算，其中，q為大于I的整數(shù)；當進行第I次迭代計算時，根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；將獲得的第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第I次計算所得的電壓；當進行第q次迭代計算時，根據(jù)第q_l次迭代計算所得的電壓和所述PV節(jié)點的電壓重新計算各個節(jié)點的電流注入量，根據(jù)重新計算的所述各個節(jié)點的電流注入量重新計算所述PV節(jié)點的實際有功功率，并根據(jù)重新計算的所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程重新計算所述PV節(jié)點的電壓，根據(jù)重新計算的所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；將獲得的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第q次計算所得的電壓；判斷第q次計算的電壓變化模值是否小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，其中，所述第q次計算的電壓變化模值為所述第q次計算所得的電壓與所述第q_l次迭代計算所得的電壓之差的模值；如果所述第q次計算的電壓變化模值小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則將所述第q次計算所得的電壓確定為所述PQ節(jié)點的電壓；如果所述第q次計算的電壓變化模值不小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則繼續(xù)進行第q+Ι次迭代計算。所述根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，包括:保持所述第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓不變，將第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓作為初值，根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓進行m次迭代計算，并將第m次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓作為所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，其中，m為大于等于I的整數(shù)。另一方面，提供了一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算裝置，其特征在于，所述裝置包括:獲取模塊，用于獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)，所述節(jié)點至少包括:至少一個PV節(jié)點和至少 一個PQ節(jié)點，所述PV節(jié)點的自身有功功率和電壓幅值為已知，所述PQ節(jié)點的自身有功功率和無功功率為已知，所述PQ節(jié)點中包含有至少一個慢速收斂PQ節(jié)點；第一方程生成模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PV節(jié)點的迭代總方程和所述PQ節(jié)點的迭代總方程；第二方程生成模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；電流計算模塊，用于根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算各個節(jié)點的電流注入量;有功功率計算模塊，用于根據(jù)所述電流計算模塊計算出的各個節(jié)點的電流注入量計算所述PV節(jié)點的實際有功功率；第一電壓計算模塊，用于根據(jù)所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述第一方程生成模塊生成的PV節(jié)點的迭代總方程計算所述PV節(jié)點的電壓；第二電壓計算模塊，用于根據(jù)所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓、所述第一方程生成模塊生成的PQ節(jié)點的迭代總方程和所述第二方程生成模塊生成的慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓。所述裝置還包括:收斂因子計算模塊，用于在所述第二方程生成模塊根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程之前，計算所述PQ節(jié)點的收斂因子;節(jié)點確定模塊，用于按照所述收斂因子計算模塊計算出的收斂因子從大到小的順序對所述PQ節(jié)點進行排序，并將排序靠前的η個節(jié)點確定為所述慢速收斂PQ節(jié)點，所述η=預定比例*所述PQ節(jié)點的總數(shù)。所述收斂因子計算模塊，用于根據(jù)收斂因子計算公式計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，所述收斂因子計算公式為:a = lZlj~~jT其中，α為收斂因子，Z為PQ節(jié)點的自身阻抗，S為PQ節(jié)點的自身有功功率與無功功率之和，U(°°)為PQ節(jié)點的電壓最終解。所述第二方程生成模塊，包括:阻抗矩陣生成單元，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣；迭代方程生成單元，用于根據(jù)所述阻抗矩陣生成單元生成的PQ節(jié)點的阻抗矩陣生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；其中，所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程為:=ZbaI^ +ZbbI^ ;其中，f/f ”為第k+l次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓，所述Zba為快速收斂PQ節(jié)點對所述慢速收斂PQ節(jié)點的阻抗矩陣，所述Zbb為所述慢速收斂PQ節(jié)點自身的阻抗矩陣，j(r!為第k+i次迭代計算所得的所述快速收斂pq節(jié)點的電流注入量，ir為第k次迭代計算所得的所述慢·速收斂PQ節(jié)點的電流注入量，其中，所述快速收斂PQ節(jié)點為除所述慢速收斂PQ節(jié)點之外的PQ節(jié)點。所述第二電壓計算模塊，包括:電壓計算單元，用于對所述PQ節(jié)點的電壓進行q次迭代計算，其中，q為大于I的整數(shù)；所述電壓計算單元，包括:電壓計算子單元，用于當進行第I次迭代計算時，根據(jù)所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；電壓修正子單元，用于根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述電壓計算子單元獲得的第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；電壓確定子單元，用于將所述電壓計算子單元獲得的第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和所述電壓修正子單元獲得的第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第I次計算所得的電壓；當進行第q次迭代計算時，所述電流計算模塊，還用于根據(jù)所述電壓確定子單元確定的第q_l次迭代計算所得的電壓和所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓重新計算各個節(jié)點的電流注入量；所述有功功率計算模塊，還用于根據(jù)所述電流計算模塊重新計算的所述各個節(jié)點的電流注入量重新計算所述PV節(jié)點的實際有功功率；所述第一電壓計算模塊，還用于根據(jù)所述有功功率計算模塊重新計算的所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程重新計算所述PV節(jié)點的電壓；所述電壓計算子單元，用于當進行第q次迭代計算時，根據(jù)所述第一電壓計算模塊重新計算的所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；所述電壓修正子單元，用于根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述電壓計算子單元獲得的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；所述電壓確定子單元，用于將所述電壓計算子單元獲得的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和所述電壓修正子單元獲得的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第q次計算所得的電壓；所述第二電壓計算模塊，還包括:判斷單元，用于判斷第q次計算的電壓變化模值是否小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，其中，所述第q次計算的電壓變化模值為所述電壓確定子單元確定的第q次計算所得的電壓與所述電壓確定子單元確定的第q_l次迭代計算所得的電壓之差的模值；電壓確定單元，用于如果所述判斷單元判斷出所述第q次計算的電壓變化模值小于預設的PQ節(jié)點電 壓變化閥值，則將所述第q次計算所得的電壓確定為所述PQ節(jié)點的電壓；所述電壓計算單元，用于如果所述判斷單元判斷出第q次計算的電壓變化模值不小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則繼續(xù)進行第q+Ι次迭代計算。所述電壓修正子單元，用于保持所述電壓計算子單元計算出的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓不變，將所述電壓計算子單元計算出的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓作為初值，根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓進行m次迭代計算，并將第m次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓作為所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，其中，m為大于等于I的整數(shù)。本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:通過根據(jù)接收到的電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程，并根據(jù)PV節(jié)點的實際有功功率和PV節(jié)點的迭代總方程計算PV節(jié)點的電壓，進一步根據(jù)PV節(jié)點的電壓、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算PQ節(jié)點的電壓，達到提高節(jié)點電壓計算收斂性的目的。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例一提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例二提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法的方法流程圖；圖3是本發(fā)明實施例三提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算裝置的裝置結構圖；圖4是本發(fā)明實施例四提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算裝置的裝置結構圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。實施例一請參考圖1，其示出了本發(fā)明實施例一提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法的方法流程圖。該方法可以應用于計算電力系統(tǒng)中各個節(jié)點的電壓，其中，電力系統(tǒng)中的節(jié)點可以包括:至少一個PQ節(jié)點、至少一個PV節(jié)點和一個平衡節(jié)點。該電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法可以包括:步驟101，獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)，該節(jié)點至少包括:至少一個PV節(jié)點和至少一個PQ節(jié)點，該PV節(jié)點的自身有功功率和電壓幅值為已知，該PQ節(jié)點的自身有功功率和無功功率為已知，該PQ節(jié)點中包含有至少一個慢速收斂PQ節(jié)點；步驟102，根據(jù)該網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成該PV節(jié)點的迭代總方程和該PQ節(jié)點的迭代總方程；

步驟103，根據(jù)網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成該慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；步驟104，根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算各個節(jié)點的電流注入量；步驟105，根據(jù)各個節(jié)點的電流注入量計算該PV節(jié)點的實際有功功率，并根據(jù)該PV節(jié)點的實際有功功率和該PV節(jié)點的迭代總方程計算該PV節(jié)點的電壓；步驟106，根據(jù)該PV節(jié)點的電壓、該PQ節(jié)點的迭代總方程和該慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算該PQ節(jié)點的電壓。綜上所述，本發(fā)明實施例一提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法，通過根據(jù)接收到的電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程，并根據(jù)PV節(jié)點的實際有功功率和PV節(jié)點的迭代總方程計算PV節(jié)點的電壓，進一步根據(jù)PV節(jié)點的電壓、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算PQ節(jié)點的電壓，達到提高節(jié)點電壓計算收斂性的目的。實施例二為了對本發(fā)明實施例一提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法作進一步描述，請參考圖2，其示出了本發(fā)明實施例二提供的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法的方法流程圖。該方法可以用于計算電力系統(tǒng)中各節(jié)點的電壓，該電力系統(tǒng)包括:至少一個PQ節(jié)點、至少一個PV節(jié)點和一個平衡節(jié)點；其中，由于平衡節(jié)點電壓幅值和電壓相角為已知量，因此，只需要計算PQ節(jié)點的電壓幅值和電壓相角以及PV節(jié)點的電壓相角。該電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法可以包括:步驟201，電壓計算裝置接收電力系統(tǒng)各節(jié)點網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)；步驟202，根據(jù)各節(jié)點網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)列寫電力系統(tǒng)潮流方程，并根據(jù)該電力系統(tǒng)潮流方程生成PQ節(jié)點的迭代總方程和PV節(jié)點的迭代總方程；根據(jù)節(jié)點注入條件的差異，網(wǎng)絡節(jié)點通?？梢苑譃?類:PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點。其中，PQ節(jié)點通常為負荷節(jié)點或網(wǎng)絡連接節(jié)點，其有功功率P和無功功率Q已知，電壓幅值U和電壓相角Θ為待求；PV節(jié)點通常為發(fā)電機出口節(jié)點，其自身有功功率P和電壓幅值U已知，電壓相角θ為待求；平衡節(jié)點通常為發(fā)電機出口節(jié)點，其電壓幅值U和電壓相角Θ已知，并且，電力系統(tǒng)中有且只有一個平衡節(jié)點。PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點的已知條件、待求變量不同，因此，構建節(jié)點電壓方程時，要針對不同的節(jié)點形式，分別處理。202a、PQ節(jié)點的處理:對η節(jié)點電力系統(tǒng)，首先假設網(wǎng)絡中不含PV節(jié)點，平衡節(jié)點I個，設平衡節(jié)點序號為η。構造節(jié)點導納矩陣Y，并進一步構造節(jié)點電壓方程為:
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)，所述節(jié)點至少包括:至少一個PV節(jié)點和至少一個PQ節(jié)點，所述PV節(jié)點的自身有功功率和電壓幅值為已知，所述PQ節(jié)點的自身有功功率和無功功率為已知，所述PQ節(jié)點中包含有至少一個慢速收斂PQ節(jié)點； 根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PV節(jié)點的迭代總方程和所述PQ節(jié)點的迭代總方程，并根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程； 根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算各個節(jié)點的電流注入量； 根據(jù)所述各個節(jié)點的電流注入量計算所述PV節(jié)點的實際有功功率，并根據(jù)所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程計算所述PV節(jié)點的電壓； 根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓、所述PQ節(jié)點的迭代總方程和所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程之前，所述方法還包括: 計算所述PQ節(jié)點的收斂因子； 按照所述收斂因子從大到小的順序對所述PQ節(jié)點進行排序，并將排序靠前的η個節(jié)點確定為所述慢速收斂PQ節(jié)點，所述η=預定比例*所述PQ節(jié)點的總數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，包括: 根據(jù)收斂因子計算公式計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，所述收斂因子計算公式為:
4.根據(jù)權利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程，包括: 根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣； 根據(jù)所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程； 其中，所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程為:
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓、所述PQ節(jié)點的迭代總方程和所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓，包括: 對所述PQ節(jié)點的電壓進行q次迭代計算，其中，Q為大于I的整數(shù)； 當進行第I次迭代計算時，根據(jù)所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；將獲得的第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第I次計算所得的電壓； 當進行第q次迭代計算時，根據(jù)第q_l次迭代計算所得的電壓和所述PV節(jié)點的電壓重新計算各個節(jié)點的電流注入量，根據(jù)重新計算的所述各個節(jié)點的電流注入量重新計算所述PV節(jié)點的實際有功功率，并根據(jù)重新計算的所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程重新計算所述PV節(jié)點的電壓，根據(jù)重新計算的所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓；將獲得的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第q次計算所得的電壓； 判斷第q次計算的電壓變化模值是否小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，其中，所述第q次計算的電壓變化模值為所述第q次計算所得的電壓與所述第q_l次迭代計算所得的電壓之差的模值； 如果所述第q次計算的電壓變化模值小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則將所述第q次計算所得的電壓確定為所述PQ節(jié)點的電壓； 如果所述第q次計算的電壓 變化模值不小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則繼續(xù)進行第q+Ι次迭代計算。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，包括: 保持所述第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓不變，將第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓作為初值，根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓進行m次迭代計算，并將第m次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓作為所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，其中，m為大于等于I的整數(shù)。
7.一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算裝置，其特征在于，所述裝置包括: 獲取模塊，用于獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)，所述節(jié)點至少包括:至少一個PV節(jié)點和至少一個PQ節(jié)點，所述PV節(jié)點的自身有功功率和電壓幅值為已知，所述PQ節(jié)點的自身有功功率和無功功率為已知，所述PQ節(jié)點中包含有至少一個慢速收斂PQ節(jié)占.第一方程生成模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PV節(jié)點的迭代總方程和所述PQ節(jié)點的迭代總方程； 第二方程生成模塊，用于根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程； 電流計算模塊，用于根據(jù)預先設置的各個節(jié)點的電壓初值計算各個節(jié)點的電流注入量；有功功率計算模塊，用于根據(jù)所述電流計算模塊計算出的各個節(jié)點的電流注入量計算所述PV節(jié)點的實際有功功率； 第一電壓計算模塊，用于根據(jù)所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述第一方程生成模塊生成的PV節(jié)點的迭代總方程計算所述PV節(jié)點的電壓； 第二電壓計算模塊，用于根據(jù)所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓、所述第一方程生成模塊生成的PQ節(jié)點的迭代總方程和所述第二方程生成模塊生成的慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算所述PQ節(jié)點的電壓。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:收斂因子計算模塊，用于在所述第二方程生成模塊根據(jù)所述獲取模塊獲取到的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程之前，計算所述PQ節(jié)點的收斂因子；節(jié)點確定模塊，用于按照所述收斂因子計算模塊計算出的收斂因子從大到小的順序對所述PQ節(jié)點進行排序，并將排序靠前的η個節(jié)點確定為所述慢速收斂PQ節(jié)點，所述η=預定比例*所述PQ節(jié)點的總數(shù)。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述收斂因子計算模塊，用于根據(jù)收斂因子計算公式計算所述PQ節(jié)點的收斂因子，所述收斂因子計算公式為:
10.根據(jù)權利要求7至9任一所述的裝置，其特征在于，所述第二方程生成模塊，包括: 阻抗矩陣生成單元，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成所述PQ節(jié)點的阻抗矩陣； 迭代方程生成單元，用于根據(jù)所述阻抗矩陣生成單元生成的PQ節(jié)點的阻抗矩陣生成所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程； 其中，所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程為: Tj(k+l) _ 7 r{k+l) I rj jik) fjB ~ z^BA1 A ^.其中，CZTw為第k+l次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓，所述Zba為快速收斂PQ節(jié)點對所述慢速收斂PQ節(jié)點的阻抗矩陣，所述Zbb為所述慢速收斂PQ節(jié)點自身的阻抗矩陣，Ifn為第k+l次迭代計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電流注入量，Zf為第k次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電流注入量，其中，所述快速收斂PQ節(jié)點為除所述慢速收斂PQ節(jié)點之外的PQ節(jié)點。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第二電壓計算模塊，包括: 電壓計算單元，用于對所述PQ節(jié)點的電壓進行q次迭代計算，其中，q為大于I的整數(shù)； 所述電壓計算單元,包括: 電壓計算子單元，用于當進行第I次迭代計算時，根據(jù)所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓； 電壓修正子單元，用于根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述電壓計算子單元獲得的第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓； 電壓確定子單元，用于將所述電壓計算子單元獲得的第I次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和所述電壓修正子單元獲得的第I次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第I次計算所得的電壓； 當進行第q次迭代計算時，所述電流計算模塊，還用于根據(jù)所述電壓確定子單元確定的第q_l次迭代計算所得的電壓和所述第一電壓計算模塊計算出的PV節(jié)點的電壓重新計算各個節(jié)點的電流注入量； 所述有功功率計算模塊，還用于根據(jù)所述電流計算模塊重新計算的所述各個節(jié)點的電流注入量重新計算所述PV節(jié)點的實際有功功率； 所述第一電壓計算模塊，還用于根據(jù)所述有功功率計算模塊重新計算的所述PV節(jié)點的實際有功功率和所述PV節(jié)點的迭代總方程重新計算所述PV節(jié)點的電壓； 所述電壓計算子單元，用于當進行第q次迭代計算時，根據(jù)所述第一電壓計算模塊重新計算的所述PV節(jié)點的電壓求解所述PQ節(jié)點的迭代總方程，獲得第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓；所述電壓修正子單元，用于根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述電壓計算子單元獲得的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓進行修正，獲得第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓； 所述電壓確定子單元，用于將所述電壓計算子單元獲得的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓和所述電壓修正子單元獲得的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓確定為第q次 計算所得的電壓； 所述第二電壓計算模塊，還包括: 判斷單元，用于判斷第q次計算的電壓變化模值是否小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，其中，所述第q次計算的電壓變化模值為所述電壓確定子單元確定的第q次計算所得的電壓與所述電壓確定子單元確定的第q_l次迭代計算所得的電壓之差的模值； 電壓確定單元，用于如果所述判斷單元判斷出所述第q次計算的電壓變化模值小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則將所述第q次計算所得的電壓確定為所述PQ節(jié)點的電壓；所述電壓計算單元，用于如果所述判斷單元判斷出第q次計算的電壓變化模值不小于預設的PQ節(jié)點電壓變化閥值，則繼續(xù)進行第q+Ι次迭代計算。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述電壓修正子單元，用于保持所述電壓計算子單元計算出的第q次計算所得的所述快速收斂PQ節(jié)點的電壓不變，將所述電壓計算子單元計算出的第q次計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正前的電壓作為初值，根據(jù)所述慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程對所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓進行m次迭代計算，并將第m次迭代計算所得的所述慢速收斂PQ節(jié)點的電壓作為所述慢速收斂PQ節(jié)點的修正后的電壓，其中，m為大于等于I的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)節(jié)點電壓計算方法及裝置，屬于電力輸送領域。所述方法包括獲取電力系統(tǒng)各個節(jié)點的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)；根據(jù)網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程和慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程；根據(jù)該PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程和慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算PV節(jié)點和PQ節(jié)點的電壓。本發(fā)明通過根據(jù)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和元件參數(shù)生成PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程，并根據(jù)PV節(jié)點的迭代總方程、PQ節(jié)點的迭代總方程以及慢速收斂PQ節(jié)點的迭代方程計算PV節(jié)點和PQ節(jié)點的電壓，達到提高節(jié)點電壓計算收斂性的目的。
文檔編號G06F19/00GK103246804SQ201310119620
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權日2013年4月8日
發(fā)明者彭謙, 崔映紅 申請人:國核電力規(guī)劃設計研究院