专利名称：一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，适用于远程电压控制模式下系统的静态电压稳定分析与控制。
背景技术：
电力工业的市场化改革使得现代电力系统越来越靠近其运行极限，这对电力系统的安全稳定运行提出了巨大的挑战。电压稳定问题受到了众多学者和电力系统运行人员的高度重视。经过长期的研究，连续潮流技术由于模型的实用性和算法的鲁棒性，已被广泛应用于电力系统电压稳定临界点的计算。传统连续潮流沿用传统潮流中的节点类型，即为PQ、PV、V Θ三种。但是，随着大量柔性交流输电设备(FACTS)、自动电压控制系统(AVC)等引入电力系统中，往往需要引入新的节点类型到潮流计算中。文献一《含PQV节点的潮流计算在UPFC中的应用》(电力系统自动化1997年第21卷第4期第34页)在研究含有统一潮流控制器的潮流计算中引入了 PQV节点。文献二《潮流计算中发电机远方控制的不同处理方法》(电力系统自动化2008年第32卷第4期第64页)在研究发电机及发电机群远方控制模式时引入了 P型、PQV型节点。文献三〈〈Singular value decomposition for an ORPF formulation in presence ofSVR)) (Proceedings of IEEE Mediterranean Electro-technical Conference, 2006 年第968页)在研究二次电压控制下的静态电压稳定性时引入了先导节点(PQV节点)，受控节点(P节点)。随着这些特殊的节点类型的出现，传统连续潮流在求解这类含有特殊节点类型系统的静态电压稳定临界点上面临困难。文献四《二次电压控制对静态电压稳定的影响分析》(电力系统自动化2011年第35卷第6期第20页)通过引入无功协调因子，建立区域无功出力均衡方程，实现扩展潮流方程中未知量与方程个数的 相等，从而建立了用于计及二次电压控制系统的静态电压稳定裕度求解的扩展连续潮流模型。但该文对单发电机控制单个先导节点情况未做研究，同时该文中节点类型转换逻辑未考虑电压稳定约束条件，也未研究分岔点类型识别问题。电力系统中的远程电压控制是指通过调节参与远程电压控制的发电机的无功输出来维持远端被控节点的电压恒定。此时发电机机端电压随负荷变化而变化，因此发电机节点只有P固定，该节点被定义为P节点，而受控节点(一般为高压枢纽节点)的电压幅值被维持在恒定值，因此受控节点被定义为PQV节点。对远程电压控制模式下的电力系统进行静态电压稳定分析时亟需能够处理这类新型节点的连续潮流模型。
发明内容
发明目的:针对传统节点类型的连续潮流模型无法应用于远程电压控制模式下电力系统静态电压稳定临界点计算的困难，本发明的目的是提供一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法。技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，包括以下步骤:步骤A、根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点；步骤B、建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界点；步骤C、给出基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式；步骤D、给出基于节点类型扩展连续潮流的电压稳定临界点分岔类型识别方法。进一步的，所述步骤B中，建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界点，其具体步骤如下:B1、建立节点类型扩展连续潮流数学模型，其具体数学表达式如下:发电机有功出力以及负荷有功和无功的变化的规律用如下数学表达式来模拟:
权利要求
1.一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤A、根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点； 步骤B、建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界占.步骤C、给出基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式； 步骤D、给出基于节点类型扩展连续潮流的电压稳定临界点分岔类型识别方法。
2.根据权利要求1所述一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，所述步骤A中，根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点，具体按照以下步骤: Al、根据节点有功、相角变量已知与否，将节点类型划为lp、2p、3p、4p—组分类；根据节点无功、电压幅值变量已知与否，将节点类型化为lq、2q、3q、4q —组分类； A2、将远程电压控制模式下定义的受控节点定义为PQV节点；A3、根据节点类型扩展潮流计算可解性判据，选择发电机所在节点为P节点，并且确保P节点和PQV节点在网络拓扑图中存在连通路径，且路径中只含有PQ类节点。
3.根据权利要求2所述一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，所述步骤B中，建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界点，其具体步骤如下: B1、建立节点类型扩展连续潮流数学模型，其具体数学表达式如下: 发电机有功出力以及负荷有功和无功的变化的规律用如下数学表达式来模拟: >Gj=PGt0(l + XKPGi)< PLi= PLmil +λΚPLi) Qu =QvS+^kqu) 式中:Pe1、Pu、Qu分别为节点i的发电机发出有功、负荷有功、负荷无功，PGi0> PLi0> QLi0分别为基态潮流时节点i的发电机发出有功、负荷有功、负荷无功，Krc1、KPU、KQU分别为节点i的发电有功增长系数和负荷的有功增长系数、无功增长系数，λ为负荷参数； 计及发电机和负荷增长参数的节点类型扩展连续潮流方程为: Δ/卜 Iliu (I + / K 抑)-Piiu (I + / K …)-Ι^ΣΚ( a, sm0i:+B!:cos0^Je Sp Δβ =Qa-Qmi ^^Qu)-V,-BiiSmeiiIieSq 式中=Qei为节点i的发电机输出无功，Λ P” AQi分别为节点i的有功偏差、无功偏差，Vi^Vj分别为节点1、j的电压幅值，Θ ^为节点i，j间的电压相角差，Gij^Bij分别为导纳矩阵中第(i，j)个元素的实部与虚部，SpS lp、3p类节点的集合，Sq为lq、3q类节点的集合；将以上的方程用向量表示，节点类型扩展连续潮流的模型简写如下:f (χ, λ ) =O式中f为节点类型扩展潮流方程，X包含系统中的母线电压幅值和相角； B2、求解节点类型扩展连续潮流的预测步:首先由下式求解出切向量[d0lp，dVlq,d92p,dV2q, λ]τ:
4.根据权利要求3所述一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，所述步骤C中，基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式，分为三种情况: 情况Cl、对PV节点类型，若PV节点无功越限，采用现有的PV-PQ双向转换逻辑进行节点类型的转换； 情况C2、在一个P节点控制一个PQV节点下，P节点和PQV节点类型的双向转换逻辑:假设节点i为P节点，节点j为PQV节点，Qi为本次迭代中节点i的无功注入，Vj为本次迭代中节点j的电压幅值，CTx为节点i的无功上限P为节点i的无功下限，r为节点j的电压幅值设定值； 如果某次迭代Qi越限，则P节点转换成PQ节点，同时PQV节点转换成PQ节点；若上次迭代中节点i因无功越上限转换成PQ节点，同时出现 ' 大于Ge且Qi介于0-与这_之间时，将节点1、j分别反向转换成P、PQV节点；同理若上次迭代中节点i因无功越下限转换成PQ节点，同时若出现Vj小于^7且％介弓(J与βΓ之间时，将节点1、j分别反向转换成P、PQV节点； 情况C3、在多个P节点控制一个PQV节点下，P节点和PQV节点类型的双向转换逻辑:设有s台发电机联合控制一个先导节点电压，选取无功储备最大的节点r作为P节点，而其他发电机节点依旧设置成PV节点，这些PV节点电压幅值的设定值取基态潮流值，且这些PV节点的PV-PQ双向切换逻辑与情况Cl 一致；当节点r的无功越限，则将其由P节点转换成PQ节点，再在剩余发电机中选取当前无功储备最大的发电机由PV节点转换为P节点；如此往复，当最后一台机组从PV节点转换成P节点参与控制时，P节点与PQ节点、PQV节点与PQ节点的转换逻辑与情况C2 —致。
5.根据权利要求4所述一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，其特征在于，所述步骤D中，基于节点类型扩展连续潮流的电压临界点分岔类型识别方法，其具体步骤如下: D1、通过判定cU /dxk符号的变化来确定电压临界点的所在区域，如果两个连续并充分接近的解(χη，λη)、(χη+1，λη+1)满足下式，则认为电压稳定临界点已经搜索到:
全文摘要
本发明公开了一种计及远程电压控制模式的节点类型扩展连续潮流算法，包括以下步骤根据节点类型扩展潮流可解性判据设定模拟远程电压控制模式的P节点和PQV节点；建立节点类型扩展连续潮流模型，利用预测-校正算法求解静态电压稳定临界点；给出基于节点类型扩展连续潮流法计算远程电压控制模式下电力系统静态稳定临界点过程中发电机无功越限的处理方式；给出基于节点类型扩展连续潮流的电压稳定临界点分岔类型识别方法。本发明适用于远程电压控制模式下电力系统的静态电压稳定分析。
文档编号G06F19/00GK103218531SQ20131012948
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者赵晋泉, 周超, 陈刚 申请人:河海大学