电网断面功率调整方法及装置与流程

本发明涉及电力传输技术领域，尤其是涉及一种电网断面功率调整方法及装置。

背景技术：

电力传输过程中需要对电网进行无功控制，以实现符合实际的电压分布和设备投退，维持甚至提高收敛性。参考潮流为计划潮流提供初始的电压分布和无功补偿配置。考虑到未来电网运行方式与参考运行方式的时间间隔较短(几十分钟至几小时)，电容器、电抗器的投切缺少足够的时间，而且从经济性出发也不能允许频繁的投切，因此在调整时，优先对发电机无功出力进行调整；只有当发电机无功调节能力用尽后，潮流仍未收敛或母线电压严重偏离正常运行值，才考虑进行无功补偿装置的自动投切。基于此种情况，各种断面功率控制模型应运而生，而且对发电机的控制必然涉及到机组功率越限、启停机组以及断面功率和目标值存在偏差的情况，而且现有的断面功率调整方法较为复杂，单次调整耗时较长，大大影响了电力控制与传输的效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供电网断面功率调整方法及装置，以缓解现有的断面功率调整方法较为复杂，单次调整耗时较长的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电网断面功率调整方法，包括以下步骤：

步骤1.根据控制机群和平衡机群的机组及台数求解控制断面的潮流方程，并判断潮流是否收敛；若潮流不收敛，则进行步骤2，若潮流收敛，则进行步骤3；

步骤2.给出潮流不收敛信息，并结束对断面的调整；

步骤3.判断非调控机组是否越限，若非调控机组越限，则进行步骤4，若非调控机组没有越限，则进行步骤5；

步骤4.将非调控机组越限电气量拉回限值，并重新进行步骤1；

步骤5.判断调控机组是否越限，若调控机组没有越限，则进行步骤6，若调控机组越限，则进行步骤7；

步骤6.给出调整成功的信息，并结束对断面功率的调整；

步骤7.将调控机组越限电气量拉回限值，并判断调控机组的调控能力是否低于设定门槛，若调控机组的调控能力低于设定门槛，则进行步骤8，否则进行步骤1；

步骤8.补充调控机组，则重新进行步骤1。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，越限包括电压越限和无功越限。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，若同一时刻只有电压或无功中的一个越限，则将越限的电压电气量或无功电气量限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，若同一时刻电压和无功均越限，则将越限的电压电气量和无功电气量中的任意一个限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

结合第一方面及其可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个断面两侧必须有控制机群或平衡机群，每个电气岛中的控制机群和平衡机群的总个数比断面个数多1。

第二方面，本发明实施例还提供一种电网断面功率调整装置，包括潮流方程求解模块、潮流收敛判断模块、非调控机组越限判断模块、非调控机组越限拉回限值模块、调控机组越限判断模块、结果显示模块、调控机组越限拉回限值模块、调控机组调控能力判断模块和调控机组补充模块；

潮流方程求解模块用于根据控制机群和平衡机群的机组及台数求解控制断面的潮流方程，潮流收敛判断模块判断潮流是否收敛；

若潮流收敛判断模块判断的结果为潮流不收敛，则潮流收敛判断模块给出潮流不收敛信息，并结束对断面的调整；

若潮流收敛判断模块判断的结果为潮流收敛，则通过非调控机组越限判断模块判断非调控机组是否越限；

若非调控机组越限判断模块判断非调控机组越限，则通过非调控机组越限拉回限值模块将非调控机组越限电气量拉回限值，由潮流方程求解模块重新求解潮流方程；

若非调控机组越限判断模块判断非调控机组没有越限，则通过调控机组越限判断模块判断调控机组是否越限；

若调控机组越限判断模块判断调控机组没有越限，则结果显示模块给出调整成功的信息，并结束对断面功率的调整；

若所述调控机组越限判断模块判断调控机组越限，则通过调控机组越限拉回限值模块将调控机组越限电气量拉回限值，并通过调控机组调控能力判断模块判断调控机组的调控能力是否低于设定门槛；

若调控机组调控能力判断模块判断调控机组的调控能力低于设定门槛，则调控机组补充模块补充调控机组，且潮流方程求解模块重新求解潮流方程；

若调控机组调控能力判断模块判断调控机组的调控能力不低于设定门槛，则潮流方程求解模块重新求解潮流方程。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，越限包括电压越限和无功越限。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，若同一时刻只有电压或无功中的一个越限，则将越限的电压电气量或无功电气量限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，若同一时刻电压和无功均越限，则将越限的电压电气量和无功电气量中的任意一个限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，每个断面两侧必须有控制机群或平衡机群，每个电气岛中的控制机群和平衡机群的总个数比断面个数多1。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种电网断面功率调整方法，根据预先给定的原则选择控制和平衡机群的机组及台数；方程收敛后判断非调控机组电气量越限情况，将越限电气量固定在限值位置，重新求解方程，以确保非调控机组不提供超过其能力的电气量，非调控机组判断无越限后，再判断调控机组越限情况，将越限电气量固定在限值位置，并相应新增调控机组，重新求解方程，将超过调控机组能力的电量转移给新增的调控机，使断面功率控制变成连续的发电机启停和自动调整过程，调整方法简单，而且调整效率高。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的电网断面功率调整方法的流程图；

图2为本发明实施例1提供的电网断面功率调整方法的断面与平衡机群、控制机群的第一种可能的组合方式；

图3为本发明实施例1提供的电网断面功率调整方法的断面与平衡机群、控制机群的第二种可能的组合方式；

图4为本发明实施例1提供的电网断面功率调整方法的断面与平衡机群、控制机群的第三种可能的组合方式；

图5为本发明实施例2提供的电网断面功率调整装置的原理图。

图标：01-断面；02-控制机群；03-平衡机群；1-潮流方程求解模块；2-潮流收敛判断模块；3-非调控机组越限判断模块；4-非调控机组越限拉回限值模块；5-调控机组越限判断模块；6-结果显示模块；7-调控机组越限拉回限值模块；8-调控机组调控能力判断模块；9-调控机组补充模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前断面功率调整方法存在系统复杂，单次调整耗时较长的技术问题，基于此，本发明实施例提供的一种电网断面功率调整方法及装置，可以高效快速地调整断面功率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电网断面功率调整方法进行详细介绍。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供了一种电网断面功率调整方法，具体步骤如下：

S1.根据控制机群和平衡机群的机组及台数求解控制断面的潮流方程，并判断潮流是否收敛；若潮流不收敛，则进行步骤2，若潮流收敛，则进行步骤3。

如图2、图3和图4示出了断面01与控制机群02、平衡机群03可能的三种连接方式，但实际使用过程中不限于这三种方式，只要符合断面01设置规则即可，即每个断面01两侧必须有控制机群02或平衡机群03，每个电气岛中的控制机群02和平衡机群03的总个数比断面01个数多1，从而使方程个数与未知数个数对应，能够构建潮流方程组，本实施例优选但不限于牛顿法潮流方程组。

S2.给出潮流不收敛信息，并结束对断面的调整。

需要说明的是，当潮流大于设定阈值时，则认为不收敛，若小于设定阈值，则认为收敛，且阈值需根据电网实际情况进行设定。

S3.判断非调控机组是否越限，若非调控机组越限，则进行步骤S4，若非调控机组没有越限，则进行步骤S5。

需要说明的是，本实施例中的越限包括电压越限和无功越限。

S4.将非调控机组越限电气量拉回限值，并重新进行步骤S1。

本发明实施例中，若同一时刻只有电压或无功中的一个越限，则将越限的电压电气量或无功电气量限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

若同一时刻电压和无功均越限，则将越限的电压电气量和无功电气量中的任意一个限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

S5.判断调控机组是否越限，若调控机组没有越限，则进行步骤S6，若调控机组越限，则进行步骤S7。

S6.给出调整成功的信息，并结束对断面功率的调整。

S7.将调控机组越限电气量拉回限值，并判断调控机组的调控能力是否低于设定门槛，若调控机组的调控能力低于设定门槛，则进行步骤S8，否则进行步骤S1。

需要说明的是，设定门槛根据实际电网进行设定，不同电网的设定门槛可能不同。

S8.补充调控机组，则重新进行步骤1。

将调控机组越限电气量固定在限值位置(可能是机组满发，也可能是有无功功率为0而停机)，并相应新增调控机组，重新解方程，从而将超过调控机组能力的电量转移给新增的调控机。

本发明实施例先将非调控机群调控至正常，有利于确定系统对新增调控机组真实的功率需求。发电机无功和电压这对呈正相关的电气量，不会出现反复的交替越限现象。若无功越限，电压不越限，则将无功定在限值位置，解方程后电压通常不会越限；反之亦然，若两者均越限，可先任意固定一个，解方程后再判断和处理另一个。

实施例2：

如图5所示，本发明实施例提供了一种电网断面功率调整装置，包括潮流方程求解模块1、潮流收敛判断模块2、非调控机组越限判断模块3、非调控机组越限拉回限值模块4、调控机组越限判断模块5、结果显示模块6、调控机组越限拉回限值模块7、调控机组调控能力判断模块8和调控机组补充模块9。

潮流方程求解模块1用于根据控制机群和平衡机群的机组及台数求解控制断面的潮流方程，潮流收敛判断模块2判断潮流是否收敛。

若潮流收敛判断模块2判断的结果为潮流不收敛，则潮流收敛判断模块2给出潮流不收敛信息，并结束对断面的调整。

若潮流收敛判断模块2判断的结果为潮流收敛，则通过非调控机组越限判断模块3判断非调控机组是否越限。

若非调控机组越限判断模块3判断非调控机组越限，则通过非调控机组越限拉回限值模块4将非调控机组越限电气量拉回限值，由潮流方程求解模块1重新求解潮流方程。

若非调控机组越限判断模块3判断非调控机组没有越限，则通过调控机组越限判断模块5判断调控机组是否越限。

若调控机组越限判断模块5判断调控机组没有越限，则结果显示模块6给出调整成功的信息，并结束对断面功率的调整。本发明实施例中的越限包括电压越限和无功越限。

若所述调控机组越限判断模块5判断调控机组越限，则通过调控机组越限拉回限值模块7将调控机组越限电气量拉回限值，并通过调控机组调控能力判断模块8判断调控机组的调控能力是否低于设定门槛。

若调控机组调控能力判断模块8判断调控机组的调控能力低于设定门槛，则调控机组补充模块9补充调控机组，且潮流方程求解模块1重新求解潮流方程。

若调控机组调控能力判断模块8判断调控机组的调控能力不低于设定门槛，则潮流方程求解模块1重新求解潮流方程。

本发明实施例先将非调控机群调控至正常，有利于确定系统对新增调控机组真实的功率需求。发电机无功和电压这对呈正相关的电气量，不会出现反复的交替越限现象。若无功越限，电压不越限，则将无功定在限值位置，解方程后电压通常不会越限；反之亦然，若两者均越限，可先任意固定一个，解方程后再判断和处理另一个。

需要说明的是，本发明实施例中每个断面两侧必须有控制机群或平衡机群，每个电气岛中的控制机群和平衡机群的总个数比断面个数多1，从而使方程个数与未知数个数对应，能够构建牛顿法潮流方程组。且越限包括电压越限和无功越限。

本发明实施例中，若同一时刻只有电压或无功中的一个越限，则将越限的电压电气量或无功电气量限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

若同一时刻电压和无功均越限，则将越限的电压电气量和无功电气量中的任意一个限定在限值位置，并重新求解潮流方程。

将调控机组越限电气量固定在限值位置(可能是机组满发，也可能是有无功功率为0而停机)，并相应新增调控机组，重新解方程，从而将超过调控机组能力的电量转移给新增的调控机。

本发明实施例提供的电网断面功率调整装置，与上述实施例提供的电网断面功率调整方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果，在此不予赘述。

本发明实施例所提供的电网断面功率调整方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。