专利名称：电网模型定制方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统电网建模技术领域，特别涉及一种电网模型定制方法与系 统。
背景技术：
电力系统的电网模型是电力应用分析计算的基础。例如电力系统状态估计、潮流 计算、静态安全分析、短路计算等分析计算都是基于某个地理范围的电网模型，在该电网模 型某种运行方式下分析其静态和动态特性。电网模型的描述包括电网范围描述和电气设备模型描述。随着智能电网的建设和 发展，不同电力应用分析计算系统对于对同一区域的电网模型描述要求越来越复杂，例如 有些电力应用分析计算系统只针对部分范围内的电网进行分析计算，有些电力应用分析计 算系统只支持分析电网内的交流线路的运行状态，无法处理电网内的变压器设备。电网模型通常由各地区电力公司调度中心的能量管理系统EMS或者综合数据平 台提供。这些系统或平台往往遵循IEC61970CIM标准的模型定义，输出调度中心管理范 围内的电网模型，且只能输出管理范围内的电网模型，无法输出管理范围内部分电网的电 网模型，或者说无法对电网模型的输出范围进行裁剪。电网内的各一次设备也严格遵循 IEC61970CIM标准中对应类型的设备模型定义。从而导致现有的调度能量管理系统或调度 综合数据平台无法满足不同电力应用分析计算系统对电网范围和电气设备的不同需求。
发明内容
本发明提出了一种电网模型定制方法与系统，在保证全网稳态运行方式不变的前 提下，输出特定范围电网的电网模型，并去掉某些不关心的电气设备，以满足电力应用分析 计算系统的各种需求。本发明电网模型定制方法，包括步骤查找定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电网中需去除的电气设 备；对所述交流线路与需去除的所述电气设备进行等值处理；输出等值处理后所述定制电网的电网模型，所述交流线路的等值处理具体为去除所述交流线路，在所述交流线路与所述定 制电网相连的一端增加1个等值负荷模型，需去除的所述电气设备的等值处理具体为去 除所述电气设备，在所述电气设备的各个端点分别增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括交流线路，对该交流线路的等值处理具体为去除该交 流线路，在该交流线路的两端分别增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括变压器，对所述变压器的等值处理具体为去除所述变 压器，在所述变压器各个卷的端点分别增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括变电站，对所述变电站的等值处理具体为去除所述变电站及所述变电站与其他变电站相连的交流线路，在该交流线路与其他变电站相连的一端 增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括子控区，对所述子控区的等值处理具体为去除所述子 控区及所述子控区与其他子控区相连的交流线路，在该交流线路与其他子控区相连的一端 增加1个等值负荷模型。本发明电网模型定制系统，包括电网与电气设备定制模块，用于提供定制界面，接收定制电网的信息及定制需去 除电气设备的信息；查找模块，用于查找所述定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电 网中需去除的电气设备；等值处理模块，用于去除所述交流线路和需去除的所述电气设备，在所述交流线 路与所述定制电网相连的一端增加1个等值负荷模型，在所述电气设备的各个端点分别增 加1个等值负荷模型；电网模型输出模块，用于输出等值处理后所述定制电网的电网模型。优选地，所述电气设备包括交流线路，所述等值处理模块还用于去除该交流线路， 在该交流线路的两端分别增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括变压器，所述等值处理模块还用于去除所述变压器，在 所述变压器各个卷的端点分别增加1个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括变电站，所述等值处理模块还用于去除所述变电站及 所述变电站与其他变电站相连的交流线路，在该交流线路与其他变电站相连的一端增加1 个等值负荷模型。优选地，所述电气设备包括子控区，所述等值处理模块还用于去除所述子控区及 所述子控区与其他子控区相连的交流线路，在该交流线路与其他子控区相连的一端增加1 个等值负荷模型。本发明电网模型定制方法与系统，将定制电网与其他电网连接的交流线路以及定 制电网中不需要的电气设备从全网去除，并将它们在定制电网内的端点等值为负荷模型， 从而在不改变全网稳态运行方式的前提下，输出去掉不关心的电气设备的定制电网的电网 模型。
图1是IEC61970CIM标准定义的负荷模型；图2是变压器等值前电网结构示意图；图3是变压器等值后电网结构示意图；图4是本发明电网模型定制方法的流程示意图；图5是采用本发明电网模型定制方法定制电网模型前后的电网示意图；图6是交流线路等值前后电网结构示意图；图7是双卷变压器等值前后电网结构示意图；图8是三卷变压器等值前后电网结构示意图；图9是变电站等值前后电网结构示意图10本发明电网模型定制系统结构示意图。
具体实施例方式本发明电网模型定制方法，通过定义电网的范围和电气设备的等值模型，在保证 全网稳态运行方式不变的前提下，使得电网模型的描述可以满足不同电力应用分析计算系 统的需求。电气设备的等值是在指保证全网稳态运行方式不变的前提下，将电气设备等值为 负荷模型进行处理。以一个例子进行说明图1是IEC61970CIM标准定义的负荷模型，图2 是一个局部电网的简化结构图，PU P2表示线路的潮流，P3、P4表示变压器高压侧的潮流。 如果要将变压器A和变压器B进行等值处理，则等值后的电网模型不能影响线路A和线路B 的潮流状态。因此，为保证线路A和线路B的潮流状态，将变压器A和变压器B等值后，需 要在原变压器A和变压器B的连接点处，分别增加负荷模型，保证全网稳态运行方式不变。 等值后的网络如图3所示。为了实现电网模型的定制，首先需要指定所需要的电网的范围和范围内需去除的 电气设备，即定制电网和电气设备，这一步由用户完成，用户完成后，进行以下两步骤，如图 4所示步骤Si、查找定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电网中需去除 的电气设备；步骤S2、对所述交流线路与需去除的所述电气设备进行等值处理；步骤S3、输出等值处理后所述定制电网的电网模型。用户在指定电网范围时，通常以变电站或子控区为单位，而变电站与变电站之间 或子控区与子控区是通过交流线路连接的，为了输出局部区域电网的电网模型，需要将这 些交流线路去掉，但为了保证全网稳态运行方式不变，还需在这些交流线路与指定电网相 连的一端增加1个等值负荷模型。同理，去除指定电网范围内的电气设备后，也需在电气设 备的端点增加等值负荷模型。所不同的是，由于去除的电气设备周边的电气设备仍在指定 电网范围内，因此，去除的电气设备的各个端点都要增加等值负荷模型。步骤Sl先将要单 独处理的交流线路和电气设备找出来，步骤S2对它们进行等值处理，步骤S3则将等值处理 后的指定范围电网的电网模型输出，既得到指定范围电网的电网模型，该电网模型仍然遵 循IEC61970CIM标准定义。此处指定范围电网与其他电网一起组成了全网。以一个简单的 例子进行说明，如图5所示，假设全网包括变电站A、B、C、D，指定范围的电网包括A、B、D，经 过步骤Sl查找到的交流线路为线路4，没有需去除的电气设备，步骤S2对线路4进行等值 处理，即去除线路4，并在线路4与变电站A相连的一端增加等值负荷模型，步骤S3输出变 电站A、B、D的电网模型。用户需要去除的电气设备可能是交流线路、变压器、变电站和子控区，其中变电站 是一组电气设备的集合，子控区是一组变电站的集合，相当于电气设备的容器。由于用户在 指定电网范围时，通常以变电站或子控区为单位，因此，本发明将二者当做一种电气设备来 处。下面分别介绍上述四种电气设备的等值处理。交流线路的等值处理去除交流线路，如图6所示，在该交流线路两端分别增加1 个等值负荷模型。
变压器的等值处理去除变压器，在该变压器包含的各个卷的端点分别增加1个 等值负荷模型。图7所示是双卷变压器等值前后电网结构示意图，图8所示是三卷变压器 等值前后电网结构示意图变电站的等值处理去除变电站及该变电站与其他变电站相连的交流线路。变电 站通过交流线路与其他变电站连接在一起，对一个变电站进行等值处理，不能影响其他变 电站的运行方式。因此，去除该变电站及该变电站与其他变电站相连的交流线路后，还需在 去除的交流线路与其他变电站相连的一端增加等值负荷模型。如图9所示，假设定制的电 网包括变电站A、B、C、D，但用户并不需要对变电站A进行分析，因此，对变电站A进行等值 处理，将变电站A及其与变电站B、C、D相连的交流线去掉，在去掉的交流线与变电站B、C、 D相连的一端各自增加1个等值负荷模型。子控区的等值处理类似于变电站的等值，去除子控区及该子控区与其他子控区 相连的交流线路，在去除的交流线路与其他子控区相连的一端增加等值负荷模型。本发明电网模型定制系统是与本发明电网行定制方法相对应的系统，包括以下模 块电网与电气设备定制模块，用于提供定制界面，接收定制电网的信息及定制需去 除电气设备的信息；查找模块，用于查找所述定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电 网中需去除的电气设备；等值处理模块，用于去除所述交流线路和需去除的所述电气设备，在所述交流线 路与所述定制电网相连的一端增加1个等值负荷模型，在所述电气设备的各个端点分别增 加1个等值负荷模型；电网模型输出模块，用于输出等值处理后所述定制电网的电网模型。如图10所示，上述四个模块依次相连，共同完成电网模型的定制。作为一个优选的实施例，所述电气设备包括交流线路，所述等值处理模块还用于 去除该交流线路，在该交流线路的两端分别增加1个等值负荷模型。作为另一个优选的实施例，所述电气设备包括变压器，所述等值处理模块还用于 去除所述变压器，在所述变压器各个卷的端点分别增加1个等值负荷模型。作为另一个优选的实施例，所述电气设备包括变电站，所述等值处理模块还用于 去除所述变电站及所述变电站与其他变电站相连的交流线路，在该交流线路与其他变电站 相连的一端增加1个等值负荷模型。作为另一个优选的实施例，所述电气设备包括子控区，所述等值处理模块还用于 去除所述子控区及所述子控区与其他子控区相连的交流线路，在该交流线路与其他子控区 相连的一端增加1个等值负荷模型。将本发明电网模型定制方法应用于本发明电网模型定制系统，即可完成电网模型 的定制。以上所述的本发明的具体实施方式
，并不用于限定本发明的保护范围的限定，而 是针对本发明的可行实施例进行说明。任何基于本发明的精神和原则之内所作的修改、等 同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种电网模型定制方法，其特征在于，包括步骤查找定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电网中需去除的电气设备；对所述交流线路与需去除的所述电气设备进行等值处理；输出等值处理后所述定制电网的电网模型，所述交流线路的等值处理具体为去除所述交流线路，在所述交流线路与所述定制电 网相连的一端增加1个等值负荷模型，需去除的所述电气设备的等值处理具体为去除所 述电气设备，在所述电气设备的各个端点分别增加1个等值负荷模型。
2.根据权利要求1所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括交流线 路，对该交流线路的等值处理具体为去除该交流线路，在该交流线路的两端分别增加1个 等值负荷模型。
3.根据权利要求1或2所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括变压 器，对所述变压器的等值处理具体为去除所述变压器，在所述变压器各个卷的端点分别增 加1个等值负荷模型。
4.根据权利要求1或2所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括变电 站，对所述变电站的等值处理具体为去除所述变电站及所述变电站与其他变电站相连的 交流线路，在该交流线路与其他变电站相连的一端增加1个等值负荷模型。
5.根据权利要求1或2所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括子控 区，对所述子控区的等值处理具体为去除所述子控区及所述子控区与其他子控区相连的 交流线路，在该交流线路与其他子控区相连的一端增加1个等值负荷模型。
6.一种电网模型定制系统，其特征在于，包括电网与电气设备定制模块，用于提供定制界面，接收定制电网的信息及定制需去除电 气设备的信息；查找模块，用于查找所述定制电网与其他电网连接的交流线路，以及所述定制电网中 需去除的电气设备；等值处理模块，用于去除所述交流线路和需去除的所述电气设备，在所述交流线路与 所述定制电网相连的一端增加1个等值负荷模型，在所述电气设备的各个端点分别增加1 个等值负荷模型；电网模型输出模块，用于输出等值处理后所述定制电网的电网模型。
7.根据权利要求6所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括交流线路， 所述等值处理模块还用于去除该交流线路，在该交流线路的两端分别增加1个等值负荷模型。
8.根据权利要求6或7所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括变压 器，所述等值处理模块还用于去除所述变压器，在所述变压器各个卷的端点分别增加1个 等值负荷模型。
9.根据权利要求6或7所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括变 电站，所述等值处理模块还用于去除所述变电站及所述变电站与其他变电站相连的交流线 路，在该交流线路与其他变电站相连的一端增加1个等值负荷模型。
10.根据权利要求6或7所述的电网模型定制方法，其特征在于，所述电气设备包括子 控区，所述等值处理模块还用于去除所述子控区及所述子控区与其他子控区相连的交流线 路，在该交流线路与其他子控区相连的一端增加1个等值负荷模型。
全文摘要
本发明公开了一种电网模型定制方法，对所定制电网与其他电网相连的交流线路及需去除的电气设备进行等值处理，等值为负荷模型，即去除前述交流线路与电气设备，并在去除的交流线路与定制电网相连的一端增加1个等值负荷模型，在去除的电气设备的各个端点分别增加1个等值负荷模型，从而输出定制的电网模型，满足了电力应用分析计算系统的多种需求，同时，保证了全网稳态运行方式不变。
文档编号G06F17/50GK102117368SQ20111006117
公开日2011年7月6日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者余志文, 李钦, 林玥廷, 温柏坚, 钱锋, 陆鑫, 顾全 申请人:广东省电力调度中心