專利名稱：一種潮流數(shù)據(jù)自動整合調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評估的領(lǐng)域，具體涉及一種用于計劃校核的潮流數(shù)據(jù) 自動整合調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
計劃校核是對未來某一點或幾點的計劃運行方式進行安全穩(wěn)定評估，需要對這一點的 運行方式數(shù)據(jù)進行潮流和穩(wěn)定計算。由于計劃數(shù)據(jù)不是完整的潮流數(shù)據(jù)，需要進行數(shù)據(jù)整 合和調(diào)整才能形成收斂并滿足運行要求的潮流。因此，潮流數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整是整個計 劃校核工作的基礎(chǔ)。潮流數(shù)據(jù)整合將各類計劃數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)進行分析、補充，整合 形成完整的潮流數(shù)據(jù)。潮流調(diào)整對整合形成的潮流數(shù)據(jù)進行計算調(diào)整使其收斂并滿足運行 要求。
潮流計算方程組包括等式約束和不等式約束。等式約束就是潮流的基本方程。不等式 約束是指一些變量的允許運行極限，包括發(fā)電機出力上下限約束，節(jié)點電壓上下限約束， 可投切并聯(lián)電抗器、電容器容量約束，變壓器分接頭調(diào)整范圍約束等。當(dāng)潮流基本方程無 解的時候，潮流肯定無解。在潮流基本方程有解的情況下，有時候這個解不滿足不等式約 束， 一些變量可能超過運行極限。這兩種情況下，都需要對潮流進行調(diào)整，通過調(diào)整發(fā)電 機出力，發(fā)電機端電壓，無功補償?shù)却胧┦钩绷魇諗壳覞M足運行要求。
現(xiàn)有技術(shù)的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計算中，潮流調(diào)整是最重要的一項工作?，F(xiàn)階段的潮流調(diào)整 主要靠分析計算人員憑借經(jīng)驗人工調(diào)整。通過多次的試探，反復(fù)計算得到滿足要求的潮流 結(jié)果。調(diào)整的主要工作如下
(1) 有功不平衡量的調(diào)整。系統(tǒng)有功發(fā)電出力與有功負荷的相差較大時，潮流不合理， 難于平衡，容易引起不收斂，需要調(diào)整發(fā)電機的出力，使有功不平衡量平衡；當(dāng)潮流收斂 后，如果平衡機的出力過大，也需要調(diào)整發(fā)電機出力；
(2) 無功電壓調(diào)整。合理的潮流應(yīng)該滿足無功區(qū)域平衡的原則，無功分配不合理會造成 潮流不收斂。當(dāng)潮流由于無功分配不合理而不收斂時，可以選擇典型的節(jié)點， 一般選擇電 壓支撐較弱的點，設(shè)置為PV節(jié)點，強制該點電壓為指定值，潮流將容易收斂。潮流計算 收斂后，如果電壓過高或過低的點過多，再繼續(xù)調(diào)整潮流時容易不收斂。節(jié)點電壓過高或過低也不滿足運行要求，也需要調(diào)整這些點周邊的發(fā)電機端電壓，變壓器分接頭以及無功 補償設(shè)備，使節(jié)點電壓更合理。對于PV節(jié)點，如果無功出力越限，也需要調(diào)整周邊的無 功補償設(shè)備等，使潮流更加合理。
因此，現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下的缺點
(1) 對計算人員的要求比較高
現(xiàn)有的潮流調(diào)整都是靠分析計算人員憑借經(jīng)驗進行調(diào)整。不同的潮流數(shù)據(jù)，調(diào)整的手 段也不完全一致。需要計算人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)、較豐富的實際經(jīng)驗、對潮流數(shù)據(jù)有 較高的熟悉程度和熟練的調(diào)整能力。
(2) 計算速度較慢，效率低，耗費大量人力 現(xiàn)有的潮流調(diào)整完全依靠人工調(diào)整。計算過程需要反復(fù)的調(diào)整數(shù)據(jù)，計算量比較大，
計算時間比較長。效率比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于各類計劃數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)、參考潮流數(shù)據(jù)，自動進行潮流數(shù)據(jù)整合補 充；預(yù)先設(shè)定運行極限約束，根據(jù)一定的調(diào)整原則和方法，自動對潮流進行調(diào)整計算，得 到滿足運行要求的潮流結(jié)果；為下一步的安全穩(wěn)定計算提供初值。
因此，本發(fā)明提出了一種潮流數(shù)據(jù)自動整合調(diào)整方法，其包括以下步驟
(1) 、確定能夠給出計劃數(shù)據(jù)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)范圍、內(nèi)部電網(wǎng)和外部電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線、獲得電 網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)；
(2) 、獲取各類計劃數(shù)據(jù)及參考潮流數(shù)據(jù)；
(3) 、整合形成完整的潮流數(shù)據(jù)，所述潮流數(shù)據(jù)的自動整合過程包括
(3.1) 斷面功率調(diào)整，調(diào)整參考潮流數(shù)據(jù)中的發(fā)電機出力，使區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)整到 區(qū)域間功率交易計劃指定值；
(3.2) 根據(jù)內(nèi)網(wǎng)的有功負荷預(yù)測和功率因數(shù)，計算出內(nèi)網(wǎng)的無功負荷預(yù)測；
(3.3) 從內(nèi)網(wǎng)計劃數(shù)據(jù)中提取發(fā)電機出力，設(shè)備起停和檢修計劃，電網(wǎng)模型和設(shè)備參數(shù) 的數(shù)據(jù)，從參考潮流數(shù)據(jù)中提取內(nèi)網(wǎng)的無功補償配置、變壓器分接頭和機端電壓數(shù)據(jù)；
(3.4) 從參考潮流數(shù)據(jù)中提取外網(wǎng)的發(fā)電機出力、機端電壓、有功無功負荷、無功補償 配置和變壓器分接頭數(shù)據(jù)；
(3.5) 將(32) (3.4)獲得的全部信息與網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)整合，形成全網(wǎng)的完整潮流數(shù)據(jù)；
(4) 、對整合形成的潮流數(shù)據(jù)進行調(diào)整計算，包括如下步驟 (4.1)有功平衡檢查與調(diào)整計算系統(tǒng)最大出力能力&皿、系統(tǒng)最低出力限制&_、當(dāng)前系統(tǒng)有功出力尸sc、 當(dāng)前系統(tǒng)負荷AD，估算當(dāng)前系統(tǒng)損耗PSi，系統(tǒng)當(dāng)前不平衡功率為A^-i^-i^-^ffl。
按照平衡機的容量給定^腿、^mm，檢査當(dāng)A s〉^^或A^"^J寸，系統(tǒng)出力 安排不合理，應(yīng)調(diào)整出力，將不平衡功率A^按照分擔(dān)系數(shù)分配給各協(xié)調(diào)機組。
(4.2) 電壓/無功平衡檢查調(diào)整
首先，依據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)預(yù)先設(shè)定中樞節(jié)點，依據(jù)無功區(qū)域平衡的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲， 預(yù)先在中樞節(jié)點/周圍選定m個具有無功補償能力的節(jié)點，按照它們與節(jié)點/的距離由近到
遠到順序，組成序列Q,;
若潮流數(shù)據(jù)不收斂，將中樞節(jié)點設(shè)置為PV節(jié)點，將電壓值指定在合理范圍內(nèi)，使潮 流數(shù)據(jù)收斂。
潮流數(shù)據(jù)收斂后，檢査節(jié)點電壓，對電壓越限的節(jié)點進行調(diào)整，設(shè)定其本身或其周邊 的中樞節(jié)點為PV節(jié)點，將電壓值指定在合理范圍內(nèi)，重新計算潮流；
從潮流結(jié)果中提取強制轉(zhuǎn)換為PV節(jié)點的未安排無功量，以節(jié)點/為例，將其未安排無
功量分配到節(jié)點/本身或Q,中的節(jié)點上，當(dāng)節(jié)點/的未安排無功量小于一定值的時候，將
其恢復(fù)為原節(jié)點類型。
(4.3) 檢査退出
重復(fù)進行前兩步，當(dāng)系統(tǒng)有功不平衡量，節(jié)點電壓都滿足要求時，或是重復(fù)檢査達到 預(yù)設(shè)的次數(shù)后，退出調(diào)整；
(5)、匯總計算結(jié)果返回警告以及錯誤信息。
依據(jù)本發(fā)明的方法，所述潮流數(shù)據(jù)的自動整合調(diào)整中，還包括以下步驟
(1) 在計劃數(shù)據(jù)不完備的情況下，對缺失的數(shù)據(jù)，自動從參考潮流數(shù)據(jù)中進行補充，
形成完整的潮流。
(2) 無功電壓自動檢查與調(diào)整，將中樞節(jié)點或電壓越限節(jié)點設(shè)置為PV節(jié)點，指定其電 壓值，將產(chǎn)生的不平衡無功功率分配到其自身或周邊的無功源上。
本發(fā)明的方法具有如下的特點和功能
(1) 自動整合潮流數(shù)據(jù)在計劃數(shù)據(jù)不完備的情況下，對缺失的數(shù)據(jù)，自動從參考潮流 數(shù)據(jù)中進行補充，形成完整的潮流。
(2) 有功平衡預(yù)檢查和調(diào)整功能程序在計算潮流之前自動對發(fā)電機有功出力和有功負 荷進行比較分析，如果不平衡功率較大，程序?qū)⒆詣诱{(diào)整不平衡功率到有調(diào)節(jié)能力的發(fā)電機上。改善潮流收斂性。
(3)自動處理電壓越限節(jié)點程序自動從潮流結(jié)果中得到電壓越限節(jié)點信息，并通過更 改節(jié)點類型，調(diào)整其周邊無功電源出力，合理分配無功不平衡量，使其電壓滿足運行要求。
本發(fā)明的有益效果是日方式計劃，是對未來一天電網(wǎng)運行方式的安排，是未來一天實 際運行方式的一個預(yù)測。日方式計劃是否合理，直接關(guān)系到未來一天電網(wǎng)實際運行的安全 穩(wěn)定性。計劃校核對方式計劃迸行仿真計算，安全穩(wěn)定評估，并對可能出現(xiàn)的系統(tǒng)失穩(wěn)進 行預(yù)警，并給出輔助決策。它能夠分析方式計劃中的安全隱患，指導(dǎo)計劃的制定和完善， 對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行有著重要的意義。由于計劃數(shù)據(jù)不是完整的潮流數(shù)據(jù)，所以把計 劃數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)，參考數(shù)據(jù)整合形成潮流數(shù)據(jù)，并進行調(diào)整，獲得滿足運行要求的 潮流是計劃校核的關(guān)鍵部分，也是下一步進行安全穩(wěn)定分析的前提。
本方法在實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)下開展計劃校核數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的研究和嘗試，摸索出一 種潮流數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的方法。該方法將網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)，計劃數(shù)據(jù)整合為潮流數(shù)據(jù)， 并從參考潮流數(shù)據(jù)中提取缺失的數(shù)據(jù)，形成完整的潮流。潮流調(diào)整提出一種實用的方法， 該方法不修改潮流程序，利用潮流計算的結(jié)果進行分析，自動實現(xiàn)潮流有功、無功平衡， 自動調(diào)整越限電壓，獲得滿足運行要求的潮流。為下一步進行安全穩(wěn)定分析和輔助決策提 供初值，有助于制定合理的日方式計劃，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。
由于本方法自動進行潮流調(diào)整計算，不需要大量人力的參與，計算速度也明顯提升， 有效的解決了傳統(tǒng)潮流調(diào)整計算中需要大量人力、依靠經(jīng)驗，計算速度慢，效率較低的弊 病。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的方法的潮流數(shù)據(jù)自動整合中的電網(wǎng)示意圖； 圖2是依據(jù)本發(fā)明的方法的潮流數(shù)據(jù)自動調(diào)整的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的潮流自動整合調(diào)整方法，先根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方案進行潮流數(shù)據(jù)整合，然后根 據(jù)預(yù)定的運行極限約束、調(diào)整的原則和方法，自動對潮流數(shù)據(jù)進行調(diào)整，直到潮流結(jié)果滿 足運行約束為止。
本發(fā)明主要包括兩個部分， 一個部分是潮流數(shù)據(jù)的自動整合，負責(zé)將各類計劃數(shù)據(jù)、 網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)，參考潮流數(shù)據(jù)整合補充形成完整的潮流數(shù)據(jù)；另一個部分是潮流數(shù)據(jù)的自 動調(diào)整，負責(zé)對潮流數(shù)據(jù)有功負荷和發(fā)電機有功出力的平衡檢查與調(diào)整；電壓越限檢査與調(diào)整，無功合理分配，以獲得滿足運行約束的潮流。
1、 潮流自動整合
潮流數(shù)據(jù)的自動整合方法是本方法的一個重要部分，該方法主要將各類計劃數(shù)據(jù)與網(wǎng) 絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)整合，并從參考潮流數(shù)據(jù)中補充計劃數(shù)據(jù)中缺失的潮流數(shù)據(jù)，形成完整的潮流 數(shù)據(jù)。
電網(wǎng)示意圖如圖1所示。
區(qū)域B、 C、 D分別通過聯(lián)絡(luò)線與區(qū)域A相連。目前己知區(qū)域A的計劃數(shù)據(jù)，包括有 功負荷預(yù)測、系統(tǒng)各設(shè)備起停和檢修計劃、電網(wǎng)模型和設(shè)備參數(shù)預(yù)測，發(fā)電機出力計劃以 及區(qū)域A與B、 C、 D之間的聯(lián)絡(luò)線有功交易計劃。網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)能夠給出所有區(qū)域的網(wǎng) 絡(luò)拓撲關(guān)系。為對A區(qū)域的計劃進行安全穩(wěn)定分析，需要整合形成所有區(qū)域的潮流數(shù)據(jù)。 整合數(shù)據(jù)須真實反映已給出的A區(qū)域的所有計劃數(shù)據(jù)。對于缺失的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)用能夠反映 電網(wǎng)實際情況的潮流參考數(shù)據(jù)予以補充。本方法采用與預(yù)測數(shù)據(jù)相近的歷史數(shù)據(jù)或典型運 行方式數(shù)據(jù)作為參考潮流數(shù)據(jù)。
本方法采用如下原則
(1) 區(qū)域A的無功負荷依據(jù)負荷功率因素和有功負荷預(yù)測給出；
(2) 區(qū)域A的無功補償配置，變壓器分接頭，機端電壓數(shù)據(jù)從參考潮流數(shù)據(jù)中獲得；
(3) 區(qū)域B、 C、 D的所有數(shù)據(jù)從參考潮流數(shù)據(jù)中獲得；
2、 潮流自動調(diào)整
潮流數(shù)據(jù)的自動調(diào)整的流程圖如圖2所示。 (1)有功平衡檢査調(diào)整
當(dāng)潮流具有較大的功率不平衡問題的時候，系統(tǒng)的不平衡功率將全部由平衡機來承 擔(dān)。如果平衡機到不平衡功率區(qū)域(母線)的電氣距離較大，無法通過這一功率，潮流將 會不收斂。即使平衡機到不平衡功率區(qū)域、母線的電氣距離較近，潮流可以收斂，這種情 況下，得到的結(jié)果往往會使平衡機出力越限。因此，合理的做法是將不平衡功率預(yù)先分配 到多臺具有調(diào)節(jié)能力的機組。
有功平衡檢査與調(diào)整分為計算檢查與調(diào)整兩部分。需要計算的量 系統(tǒng)最大出力能力
系統(tǒng)最低出力限制PSCmin
當(dāng)前系統(tǒng)有功出力Psc
當(dāng)前系統(tǒng)負荷Pw當(dāng)前系統(tǒng)損耗
系統(tǒng)當(dāng)前不平衡功率= _& 需要檢査的內(nèi)容
APs〉^ma^APs<^min，系統(tǒng)出力安排不合理，應(yīng)調(diào)整出力?！籱ax、 ^mm，應(yīng)該 按照平衡機的容量給定。
當(dāng)系統(tǒng)出力安排不合理時，需要對系統(tǒng)不平衡功率進行調(diào)整，即將不平衡功率A^按 照分擔(dān)系數(shù)分配給各協(xié)調(diào)機組。協(xié)調(diào)機組及分擔(dān)系數(shù)可由預(yù)先指定，也可由程序自動指定。
(2)電壓/無功平衡檢査調(diào)整
無功功率應(yīng)該符合無功就地平衡的原則。當(dāng)無功分布不合理，局部地區(qū)無功功率不平 衡量較大時，會造成該區(qū)域節(jié)點電壓過低或過高，甚至導(dǎo)致潮流不收斂。電壓/無功平衡 的主要思想就是根據(jù)無功區(qū)域平衡的要求，將節(jié)點的無功不平衡量分配到周邊的無功源 上，實現(xiàn)無功合理分布，使節(jié)點的電壓滿足要求。
在進行電壓/無功平衡檢査調(diào)整時，需要反復(fù)調(diào)整計算潮流，從潮流結(jié)果中提取節(jié)點電
壓越限信息和節(jié)點無功不平衡量信息。當(dāng)潮流不收斂時，選擇一些典型的節(jié)點設(shè)置為PV 節(jié)點。計算時會強制該點電壓為指定的電壓值，潮流更容易收斂。潮流收斂后，對電壓越 限的節(jié)點也采用同樣的方法處理，強制其電壓值為合理值。潮流程序會在這些類型節(jié)點強 制增加無功補償，計算結(jié)束后，根據(jù)潮流結(jié)果能夠得到這些點因為強制電壓而產(chǎn)生的無功 不平衡量。程序?qū)堰@些無功不平衡量轉(zhuǎn)移到周邊節(jié)點上，實現(xiàn)無功區(qū)域平衡。 > 電壓檢查調(diào)整
從潮流結(jié)果中提取節(jié)點電壓信息，找出電壓越限的節(jié)點及其電壓值。當(dāng)節(jié)點電壓越上 限時，將該節(jié)點類型設(shè)置為PV節(jié)點，并將其電壓設(shè)置為電壓上限值或低于上限的一個值。 當(dāng)節(jié)點電壓越下限時，將該節(jié)點類型設(shè)置為PV節(jié)點，并將其電壓設(shè)置為電壓下限值或高 于下限的一個值。重新計算潮流。當(dāng)同一個站的不同電壓等級的母線電壓都越限的時候， 應(yīng)當(dāng)調(diào)整其高壓母線。
>無功不平衡量檢査調(diào)整
對于強制為PV節(jié)點類型的節(jié)點，程序為了保持該節(jié)點的電壓，將會在這些節(jié)點自動 加上無功補償。從潮流結(jié)果中可以提取出這些節(jié)點的未安排無功量，也就是保持該點電壓 所需要的無功不平衡量。節(jié)點的無功不平衡量首先應(yīng)該由該節(jié)點自身平衡，當(dāng)該節(jié)點沒有 無功補償能力，或是補償能力不足以平衡無功不平衡量時，需要調(diào)整其周圍的節(jié)點的無功 補償來達到無功區(qū)域平衡。以節(jié)點/為例，依據(jù)無功區(qū)域平衡的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲，預(yù)先選定其周圍的附個有 無功補償能力的節(jié)點，按照它們與節(jié)點/距離由近到遠到順序，組成序列Q,。節(jié)點/的無
功不平衡量將由節(jié)點/和集合Q,中的節(jié)點無功補償來平衡。
平衡的原則為，當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量小于其無功補償能力時，調(diào)整節(jié)點/的無功補 償使無功平衡。當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量大于其無功補償能力時，先將節(jié)點i的無功補償能
力調(diào)整到其極限，然后將剩余的無功不平衡量順序分配到Q,中的節(jié)點上。先調(diào)節(jié)排序在前
的節(jié)點，如果達到其補償能力極限，則繼續(xù)調(diào)節(jié)下一個節(jié)點。當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量小 于一定值時，無功已經(jīng)實現(xiàn)區(qū)域平衡，此時將節(jié)點類型恢復(fù)為其原有類型，潮流一般都收 斂，節(jié)點電壓也能滿足要求。
(3)退出條件
每完成一次有功平衡檢查調(diào)整和電壓/無功平衡檢查調(diào)整，要計算一次潮流，重新提取 有功不平衡信息、電壓越限和無功不平衡信息。隨著調(diào)整的過程進行到一定程度。系統(tǒng)的 有功功率將趨于平衡，絕大部分無功功率趨于就地平衡，電壓越限節(jié)點越來越少。當(dāng)潮流 結(jié)果滿足預(yù)先設(shè)定的運行約束后，潮流調(diào)整完畢，輸出計算結(jié)果。當(dāng)調(diào)整次數(shù)大于某一設(shè) 定的次數(shù)后，認為繼續(xù)調(diào)整效果有限，潮流調(diào)整結(jié)束，輸出結(jié)果以及錯誤和警告信息。
概括而言，本技術(shù)方案依次含有以下步驟
(1) 初始化確定能夠給出計劃數(shù)據(jù)的內(nèi)部電網(wǎng)范圍、內(nèi)部電網(wǎng)和外部電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線、 獲得電網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)。此項工作在建模初期完場，以后通常不變；
(2) 獲取內(nèi)網(wǎng)的日方式計劃數(shù)據(jù)，以及全網(wǎng)的參考潮流數(shù)據(jù)；
(3) 將內(nèi)網(wǎng)的日方式數(shù)據(jù)與全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)整合，從參考潮流數(shù)據(jù)中提取計劃數(shù)據(jù) 缺失的潮流數(shù)據(jù)，添加到潮流數(shù)據(jù)中，并進行調(diào)整計算。調(diào)整形成完整的日方式 96點潮流數(shù)據(jù)；
(4) 對形成的每個點的潮流數(shù)據(jù)進行自動調(diào)整計算，使潮流收斂且滿足運行要求；
(5) 計算結(jié)果輸出，用于進行安全穩(wěn)定分析，輔助決策等計算分析。
以上步驟中，步驟(2) (5)在每次校核時都要啟動。在網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時，需要重新 啟動步驟(l)。
以上步驟中第(3)、 (4)步是核心。其中的若干關(guān)鍵技術(shù)介紹如下 (1)潮流整合的數(shù)據(jù)來源潮流整合所形成的潮流數(shù)據(jù)必須完整且完全反映計劃數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源有三個內(nèi)網(wǎng)的 計劃數(shù)據(jù)、全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)、參考潮流數(shù)據(jù)。如圖1所示。區(qū)域A為內(nèi)網(wǎng)，外網(wǎng)B、 C、 D分別通過聯(lián)絡(luò)線與區(qū)域A相連。目前已知區(qū)域A的計劃數(shù)據(jù)，包括有功負荷預(yù)測、 系統(tǒng)各設(shè)備起停和檢修計劃、電網(wǎng)模型和設(shè)備參數(shù)預(yù)測，發(fā)電機出力計劃以及區(qū)域之間的 聯(lián)絡(luò)線有功交易計劃。網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)能夠給出所有區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系。對于缺失的數(shù)據(jù)， 本方法采用與預(yù)測數(shù)據(jù)相近的歷史數(shù)據(jù)或典型運行方式數(shù)據(jù)作為參考潮流數(shù)據(jù)。
內(nèi)網(wǎng)的無功負荷依據(jù)負荷功率因素和有功負荷預(yù)測給出，內(nèi)網(wǎng)的無功補償配置，變壓 器分接頭，機端電壓數(shù)據(jù)從參考潮流數(shù)據(jù)中獲得；外網(wǎng)的所有數(shù)據(jù)從參考潮流數(shù)據(jù)中獲的。
(2) 潮流整合的方法 整合的工作主要有如下幾步
(1) 斷面功率調(diào)整。調(diào)整參考潮流數(shù)據(jù)中的發(fā)電機出力，使區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)整到 區(qū)域間功率交易計劃指定值；
(2) 根據(jù)內(nèi)網(wǎng)的有功負荷預(yù)測和功率因數(shù)，計算出內(nèi)網(wǎng)無功負荷預(yù)測；
(3) 從內(nèi)網(wǎng)計劃數(shù)據(jù)中提取發(fā)電機出力，設(shè)備起停和檢修計劃，電網(wǎng)模型和設(shè)備參數(shù) 的數(shù)據(jù)；從參考潮流數(shù)據(jù)中提取內(nèi)網(wǎng)的無功補償配置，變壓器分接頭，機端電壓數(shù)據(jù)；
(4) 從參考潮流數(shù)據(jù)中提取B、 C、 D區(qū)域的發(fā)電機出力、機端電壓、有功無功負荷、 無功補償配置、變壓器分接頭數(shù)據(jù)；
(5) 將(2) (4)獲得的全部信息與網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)整合，形成全網(wǎng)的完整潮流。
(3) 有功平衡檢查調(diào)整 有功平衡檢査與調(diào)整分為計算檢查與調(diào)整兩部分。需要計算的量
系統(tǒng)最大出力能力戶w 系統(tǒng)最低出力限制PSCmin 當(dāng)前系統(tǒng)有功出力Ac 當(dāng)前系統(tǒng)負荷PSD 當(dāng)前系統(tǒng)損耗
系統(tǒng)當(dāng)前不平衡功率APS = -PSD 需要檢査的內(nèi)容當(dāng)系統(tǒng)出力安排不合理時，需要對系統(tǒng)不平衡功率進行調(diào)整，即將不平衡功率AP,按
照分擔(dān)系數(shù)分配給各協(xié)調(diào)機組。 (4)電壓/無功平衡檢査調(diào)整 電壓檢査調(diào)整
從潮流結(jié)果中提取節(jié)點電壓信息，找出電壓越限的節(jié)點及其電壓值。當(dāng)節(jié)點電壓越上 限時，將該節(jié)點類型設(shè)置為PV節(jié)點，并將其電壓設(shè)置為電壓上限值或低于上限的一個值。 當(dāng)節(jié)點電壓越下限時，將該節(jié)點類型設(shè)置為PV節(jié)點，并將其電壓設(shè)置為電壓下限值或高 于下限的一個值。重新計算潮流。當(dāng)同一個站的不同電壓等級的母線電壓都越限的時候， 應(yīng)當(dāng)調(diào)整其高壓母線。
無功不平衡量檢查調(diào)整
對于強制為PV節(jié)點類型的節(jié)點，程序為了保持該節(jié)點的電壓，將會在這些節(jié)點自動 加上無功補償。從潮流結(jié)果中可以提取出這些節(jié)點的未安排無功量，也就是保持該點電壓 所需要的無功不平衡量。
以節(jié)點/為例，依據(jù)無功區(qū)域平衡的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲，預(yù)先選定其周圍的附個有
無功補償能力的節(jié)點，按照它們與節(jié)點/距離由近到遠到順序，組成序列Q,。節(jié)點/的無 功不平衡量將由節(jié)點/和集合Q,中的節(jié)點無功補償來平衡。
平衡的原則為，當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量小于其無功補償能力時，調(diào)整節(jié)點/的無功補 償使無功平衡。當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量大于其無功補償能力時，先將節(jié)點i的無功補償能 力調(diào)整到其極限，然后將剩余的無功不平衡量順序分配到Q,中的節(jié)點上。先調(diào)節(jié)排序在前
的節(jié)點，如果達到其補償能力極限，則繼續(xù)調(diào)節(jié)下一個節(jié)點。當(dāng)節(jié)點/的無功不平衡量小 于一定值時，無功已經(jīng)實現(xiàn)區(qū)域平衡，此時將節(jié)點類型恢復(fù)為其原有類型，潮流一般都收 斂，節(jié)點電壓也能滿足要求。 實際應(yīng)用效果
本技術(shù)方案在某區(qū)域電網(wǎng)離線穩(wěn)定分析與預(yù)警系統(tǒng)中得到應(yīng)用。該電網(wǎng)包含五個省級 電網(wǎng)。日方式計劃數(shù)據(jù)能夠給出其中一個省級電網(wǎng)的未來一天96個點的計劃數(shù)據(jù)，包括 有功負荷預(yù)測、省間聯(lián)絡(luò)線交易計劃、電力系統(tǒng)各類設(shè)備的起停計劃和檢修計劃、電網(wǎng)模 型和設(shè)備參數(shù)等預(yù)測、機組發(fā)電有功出力計劃。為對該日方式計劃數(shù)據(jù)進行安全穩(wěn)定評估， 需要整合形成該區(qū)域全網(wǎng)96個點的完整潮流數(shù)據(jù)。
首先，獲取該區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)和某一相似日的歷史潮流數(shù)據(jù)作為參考數(shù)據(jù)。進行潮流數(shù)據(jù)整合得到96個點的完整潮流數(shù)據(jù)。然后對形成的潮流進行調(diào)整計算，得到 符合計劃并滿足運行要求的潮流。
對計算的結(jié)果進行分析，生成的潮流結(jié)果全部滿足計劃數(shù)據(jù)要求。500kV母線電壓均 在運行要求范圍內(nèi)。
本方法在實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)下開展計劃校核數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的研究和嘗試，摸索出一 種潮流數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的方法。該方法將網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)，計劃數(shù)據(jù)整合為潮流數(shù)據(jù)， 并從參考潮流數(shù)據(jù)中提取缺失的數(shù)據(jù)，形成完整的潮流。潮流調(diào)整提出一種實用的方法， 該方法不修改潮流程序，利用潮流計算的結(jié)果進行分析，自動實現(xiàn)潮流有功、無功平衡， 自動調(diào)整越限電壓，獲得滿足運行要求的潮流。該方法不需要大量人力的參與，計算速度 也明顯提升，有效的解決了傳統(tǒng)潮流調(diào)整計算中需要大量人力、依靠經(jīng)驗，計算速度慢， 效率較低的弊病，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀和理解了上述詳細說明書后能做 出多種修正和替換。本發(fā)明意欲的是本申請構(gòu)建成包括了落入附屬的權(quán)利要求書或其等同 物的范圍之內(nèi)的所有這些修正和替換。
權(quán)利要求
1、一種潮流數(shù)據(jù)自動整合調(diào)整方法，其包括以下步驟(1)確定能夠給出計劃數(shù)據(jù)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)范圍、內(nèi)部電網(wǎng)和外部電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線、獲得電網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)；(2)獲取各類計劃數(shù)據(jù)及參考潮流數(shù)據(jù)；(3)整合形成完整的潮流數(shù)據(jù)，所述潮流數(shù)據(jù)的自動整合過程包括(3. 1)斷面功率調(diào)整，調(diào)整參考潮流數(shù)據(jù)中的發(fā)電機出力，使區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)整到區(qū)域間功率交易計劃指定值；(3. 2)根據(jù)內(nèi)網(wǎng)的有功負荷預(yù)測和功率因數(shù)，計算出內(nèi)網(wǎng)的無功負荷預(yù)測；(3. 3)從內(nèi)網(wǎng)計劃數(shù)據(jù)中提取發(fā)電機出力，設(shè)備起停和檢修計劃，電網(wǎng)模型和設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)，從參考潮流數(shù)據(jù)中提取內(nèi)網(wǎng)的無功補償配置、變壓器分接頭和機端電壓數(shù)據(jù)；(3. 4)從參考潮流數(shù)據(jù)中提取外網(wǎng)的發(fā)電機出力、機端電壓、有功無功負荷、無功補償配置和變壓器分接頭數(shù)據(jù)；(3. 5)將(3.2)～(3.4)獲得的全部信息與網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)整合，形成全網(wǎng)的完整潮流數(shù)據(jù)；(4)對整合形成的潮流數(shù)據(jù)進行調(diào)整計算，包括如下步驟(4. 1)有功平衡檢查與調(diào)整計算系統(tǒng)最大出力能力PSGmax、系統(tǒng)最低出力限制PSGmin、當(dāng)前系統(tǒng)有功出力PSG、當(dāng)前系統(tǒng)負荷PSD，估算當(dāng)前系統(tǒng)損耗PSL，系統(tǒng)當(dāng)前不平衡功率為ΔPS＝PSG-PSD-PSL。按照平衡機的容量給定εΔPmax、εΔPmin，檢查當(dāng)ΔPS>εΔPmax或ΔPS<εΔPmin時，系統(tǒng)出力安排不合理，應(yīng)調(diào)整出力，將不平衡功率ΔPS按照分擔(dān)系數(shù)分配給各協(xié)調(diào)機組。(4. 2)電壓/無功平衡檢查調(diào)整首先，依據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)預(yù)先設(shè)定中樞節(jié)點，依據(jù)無功區(qū)域平衡的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲，預(yù)先在中樞節(jié)點i周圍選定m個具有無功補償能力的節(jié)點，按照它們與節(jié)點i的距離由近到遠到順序，組成序列Ωi；若潮流數(shù)據(jù)不收斂，將中樞節(jié)點設(shè)置為PV節(jié)點，將電壓值指定在合理范圍內(nèi)，使潮流數(shù)據(jù)收斂。潮流數(shù)據(jù)收斂后，檢查節(jié)點電壓，對電壓越限的節(jié)點進行調(diào)整，設(shè)定其本身或其周邊的中樞節(jié)點為PV節(jié)點，將電壓值指定在合理范圍內(nèi)，重新計算潮流；從潮流結(jié)果中提取強制轉(zhuǎn)換為PV節(jié)點的未安排無功量，以節(jié)點i為例，將其未安排無功量分配到節(jié)點i本身或Ωi中的節(jié)點上，當(dāng)節(jié)點i的未安排無功量小于一定值的時候，將其恢復(fù)為原節(jié)點類型。(4. 3)檢查退出重復(fù)進行前兩步，當(dāng)系統(tǒng)有功不平衡量，節(jié)點電壓都滿足要求時，或是重復(fù)檢查達到預(yù)設(shè)的次數(shù)后，退出調(diào)整；(5)匯總計算結(jié)果返回警告以及錯誤信息。
2、如權(quán)利要求1所述的潮流數(shù)據(jù)自動整合調(diào)整方法，其特征在于所述潮流數(shù)據(jù)的自 動整合調(diào)整中，還包括以下步驟(1) 在計劃數(shù)據(jù)不完備的情況下，對缺失的數(shù)據(jù)，自動從參考潮流數(shù)據(jù)中進行補充， 形成完整的潮流。(2) 無功電壓自動檢査與調(diào)整，將中樞節(jié)點或電壓越限節(jié)點設(shè)置為PV節(jié)點，指定其電 壓值，將產(chǎn)生的不平衡無功功率分配到其自身或周邊的無功源上。
全文摘要
本發(fā)明的方法在實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)下開展計劃校核數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的研究和嘗試，提出了一種潮流數(shù)據(jù)整合和潮流調(diào)整的方法。該方法將網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)，計劃數(shù)據(jù)整合為潮流數(shù)據(jù)，并從參考潮流數(shù)據(jù)中提取缺失的數(shù)據(jù)，形成完整的潮流。潮流調(diào)整提出一種實用的方法，該方法不修改潮流程序，利用潮流計算的結(jié)果進行分析，自動實現(xiàn)潮流有功、無功平衡，自動調(diào)整越限電壓，獲得滿足運行要求的潮流。為下一步進行安全穩(wěn)定分析和輔助決策提供初值，有助于制定合理的日方式計劃，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。
文檔編號H02J3/00GK101447671SQ20081023898
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者侯俊賢, 寧文遠, 哲 張, 張雪軒, 毅 王, 許曉菲, 旭 謝, 超 鄭, 馬世英 申請人:中國電力科學(xué)研究院;華北電網(wǎng)有限公司