一种基于负荷阻抗的电网等值方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于负荷阻抗的电网等值方法，旨在电力系统准确潮流计算结果未知的情况下对电网进行分块等值；包括：首先将电网根据需要分成多个子电网，将要等值的子电网中的节点注入功率转换为恒定阻抗接在该节点上，再用高斯消元法对要等值的子电网除边界节点以外的节点进行消去，得到一个包含未等值子电网所有节点和等值子电网边界节点的等值网络。本发明所提出的等值方案不依赖于电网的准确潮流结果，因此可以在电网潮流计算不收敛的情况下实现子电网的近似等值；所建立的等值模型用于电网的潮流计算时，能满足未等值电网的潮流计算的精度要求。
【专利说明】—种基于负荷阻抗的电网等值方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统分析计算领域，更具体地，涉及一种基于负荷阻抗的电网等值方法。
【背景技术】
[0002]随着我国社会经济的快速发展，电网规模不断扩大、结构日益复杂，负荷水平不断增加，运行方式愈加复杂多变，这些都导致作为电网基本计算工作的潮流计算经常出现不收敛的情况，给电网的规划和运行造成不便。
[0003]引起这种潮流计算不收敛的原因通常有两种可能:一种是复杂电网中部分计算数据给定错误，引起潮流无解，在计算中表现为计算不收敛；另一种是因为电网规模扩大后，常用的牛顿-拉夫逊法(王锡凡等，现代电力系统分析.北京:科学出版社，2003年.pp.61-79)潮流计算由于初值原因无法保证收敛。这两种原因均可以通过将大电网分解为多个子电网分别求解的方法来解决。这其中由于要考虑不同子电网之间的相互影响，就需要解决在电网潮流未知的情况下，对各部分子电网进行近似等值的问题。
[0004]目前已有的网络静态等值方法，如Ward等值、REI等值，都需要在已知潮流结果下构建等值模型。在电网潮流计算不收敛的情况下，将无法采用这些静态等值方法对网络进行等值化简。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种不依赖于电网准确潮流解的静态等值方法。
[0006]本发明提供的基于负荷阻抗的电网等值方法，包括下述步骤:
[0007](I)将当前电网分成若干个子电网，若干个子电网中包括内部网络和外部网络，所述内部网络是指不需要进行等值的子电网，外部网络是指需要进行等值的子电网；
[0008](2)获得所述外部网络中PV节点和PQ节点的节点注入功率h + ]Qt ;
[0009]其中Pi为所述外部网络中节点i的有功功率，对于PV节点和PQ节点，节点有功功率均为给定值处为所述外部网络中节点i的无功功率，对于PV节点，节点无功功率
Qi = Pi ta-ηφ tanφ? =tan(cosi(cos扔))，cosφ?为节点i功率因数的估算值；对于PQ节点，节点无功功率Qi为给定值；j为虚数单位；
[0010](3)根据所述节点注入功率尾获得所述外部网络中节点注入功率的等值阻抗
( 1 V
Zi== 4-;并将所述等值阻抗接入各自对应的节点i上；
UJ UJ
[0011]其中，外部网络中所有节点电压幅值Ui的标幺值均为I ;
[0012](4)获得接入等值阻抗后的电网的节点导纳矩阵，并通过高斯消元法消去所述外部网络中除了边界节点以外的节点后，再次获得新的节点导纳矩阵；所述边界节点是指所述外部网络中与所述内部网络节点直接相连接的节点；
[0013](5)根据所述新的节点导纳矩阵获得仅包含内部网络及外部网络中边界节点的等值网络。
[0014]本发明提供的等值方法不依赖于电网的准确潮流结果，可以在电网潮流计算不收敛的情况下实现子电网的近似等值；另外本发明建立的等值模型用于电网的潮流计算时，能满足未等值电网的潮流计算的精度要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为IEEE-13节点系统；
[0016]图2为经本发明实施例提供的方法等值后的系统。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]本发明提供了一种不依赖于电网准确潮流解的近似等值方法；通过所提出的等值方法可以实现对子电网的近似等值，达到降低电网规模的目的，进而应用于相关分析计算。
[0019]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0020]a)将当前电网分成若干个子电网，将当前需要计算分析的子电网不进行等值称为内部网络，其他需要等值的子电网称为外部网络；
[0021]其中，电网分割的方法取决于分析计算的需要，可以按电压等级、按地理分区等将当前电网分成若干个子电网；
[0022]b)获得所述外部网络中PV节点和PQ节点的节点注入功率矣=Pi + ]Qt ;
[0023]其中Pi为所述外部网络中节点i的有功功率，对于PV节点和PQ节点，节点有功功率均为给定值处为所述外部网络中节点i的无功功率，对于PV节点，节点无功功率Qi = Pi tan φ丨，tan φ: = tan(cos''(cos^;))，cos φ;:为节点i功率因数的估算值；对于PQ节点，节点无功功率Qi为给定值；j为虚数单位；
[0024]c)根据所述节点注入功2 S茯得所述外部网络中节点注入功率的等值阻抗
【权利要求】
1.一种基于负荷阻抗的电网等值方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)将当前电网分成若干个子电网，若干个子电网中包括内部网络和外部网络，所述内部网络是指不需要进行等值的子电网，外部网络是指需要进行等值的子电网； (2)获得所述外部网络中PV节点和PQ节点的节点注入功率h+ )Qt ； 其中Pi为所述外部网络中节点i的有功功率，对于PV节点和PQ节点，节点有功功率均为给定值浼为所述外部网络中节点i的无功功率，对于PV节点，节点无功功率Q1 = P1 tan (Pi，tan φ? = tan(cos'!(cosa); )), cosψ? 为节点 i 功率因数的估算值；对于 PQ 节点，节点无功功率Qi为给定值；j为虚数单位； (3)根据所述节点注入功率次获得所述外部网络中节点注入功率的等值阻抗
并将所述等值阻抗接入各自对应的节点i上； 其中，外部网络中所有节点电压幅值Ui的标么值均为I ; (4)获得接入等值阻抗 后的电网的节点导纳矩阵，并通过高斯消元法消去所述外部网络中除了边界节点以外的节点后，再次获得新的节点导纳矩阵；所述边界节点是指所述外部网络中与所述内部网络节点直接相连接的节点； (5)根据所述新的节点导纳矩阵获得仅包含内部网络及外部网络中边界节点的等值网络。
【文档编号】G06F19/00GK104167733SQ201410421131
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】陈金富, 苏寅生, 李智欢, 韩云飞, 李鹏, 黄河, 文汀, 刘春晓 申请人:中国南方电网有限责任公司, 华中科技大学