一种用于电力系统的数字化供电所构建方法及设备与流程

1.本发明属于电力系统技术领域，涉及一种供电所构建方法，特别是涉及一种用于电力系统的数字化供电所构建方法及设备。


背景技术：

2.传统电力系统无法应对高比例新能源、高比例电力电子设备、低系统转动惯量带来的挑战。
3.现有的电力系统框架相对比较简单无法满足高比例电力电子设备、低系统转动惯量带来的挑战，而且从传统框架结构来讲，都比较简单，正确性和时效性比较低，在实际应用场景有比较大的局限性。
4.因此，亟需对电力系统的构建方法进行改进，以解决上述存在的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于电力系统的数字化供电所构建方法及设备，构建电力系统数字化程序的基础框架可以有效缩短系统恢复时间，基于tracing方法对输出功率进行负荷分区，并根据构建负荷分区功能库，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架，进而，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难，通过基于潮流追踪算法的负荷分区和调整，提升算法的正确性。
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.一种用于电力系统的数字化供电所构建方法，包括以下步骤：
8.步骤一：预先构建电力系统数字化程序的基础框架，通过基础框架便于快捷的将电力系统进行归纳、整理，大大提升该系统使用的便捷性以及实用性；
9.步骤二：选取至少一个分布式电源的输出功率作为基础框架的框架节点，基于tracing 方法对输出功率进行负荷分区，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架，并基于 tracing方法对输出功率进行负荷分区，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难；
10.步骤三：构建负荷分区功能库，在基础框架内完成启动机组的负荷分区；
11.步骤四：定制应用程序模板以及操作功能组件，并将应用程序模板以及操作功能组件储存在云端数据库，并通过功能展板体现在基础框架内，功能展板包括图片浏览、定位查看、网页浏览、数据存储以及短信推送，使用方便快捷，方便查看和使用，定制应用程序模板以及操作功能组件，并将应用程序模板以及操作功能组件储存在云端数据库，便于及时提取，提升该系统的时效性；
12.步骤五：创建datav可视化工具，将基础框架内部的功能展板可视化，并提供电力模板和图表组件，将基础框架内部的功能展板可视化，将上述应用程序构建方法和系统，通过获取预先建立的应用程序模板、配置参数及业务功能组件，即可生成相应的应用程序，而且可以直接在功能展板上呈现，省掉了程序设计、程序编码、模拟测试及真机测试等最耗时
且耗成本的环节，降低了成本。
13.通过以上技术方案，制定合理的电力系统并构建电力系统数字化程序的基础框架可以有效缩短系统恢复时间，选取至少一个分布式电源的输出功率作为基础框架的框架节点，基于tracing方法对输出功率进行负荷分区，并根据构建负荷分区功能库，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架，进而，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难，通过基于潮流追踪算法的负荷分区和调整，提升算法的正确性。
14.优选的，所述步骤一中所述基础框架包括若干个分布式电源所对应的框架节点、负荷分区以及功能展板。
15.优选的，所述云端数据库的数据，根据数据特性划分为业务数据和实时数据，并对数据进行筛查、转换。
16.优选的，所述步骤四中所述功能展板包括图片浏览、定位查看、网页浏览、数据存储以及短信推送。
17.优选的，所述步骤五中所述datav可视化工具，包括：分布式电源的地理信息与业务数据的可视化，并提供电力模板和图表组件。
18.优选的，所述基于tracing方法是计算不同电机向特定负荷所供功率大小的有效方法，其基本过程如下：
19.有向通路的搜索，从任一发电机节点开始，搜索到任一负电荷节点的所有路径，相应地完成了任一发电机节点到所有发电机的路径，以及任一负荷到所有发电机节点的路径。
20.计算任一负荷分别由不同机组的供电功率，其步骤如下：
21.a)、发电机节点gi到负荷节点lj有p条通路，由如下等式求取第k条有向通路的功率汲取；
[0022][0023]
其中，为发电机gi到负荷节点lj的第k条有向通路的功率汲取，该路径有m 个节点组成，通路首端为发电机节点，末端为负荷节点：p
i，g
为发电机的有功出力；p
ki，ki+1
为路径k上第i个节点到第i+1个节点线路功率；p
kj，in
为路径k上第i个节点的有功功率流入量；p
km，l
为路径k上最后一个节点的有功负荷。
[0024]
相应的，负荷节点对发电机gi的有功汲取为：
[0025][0026]
其中，为负荷节点lj负荷总需求中由发电机gi供电部分的功率。
[0027]
b)、根据步骤a)的计算过程，计算lj从其余发电机gs(s＝1，2，3，
…
ng，s≠i) 分别汲取功率，并计为p
gs-lj
；
[0028]
c)、重复步骤a)和b)，求得所有负荷分区分别从所有发电机所汲取的功率值。
[0029]
优选的，基于上述tracing计算过程，将待分负荷分到各个分区的算法，具体步骤如下：
[0030]
在正常情况下，计算一次系统的潮流；
[0031]
j＝0；集合
[0032]
对于负荷lj，根据上述tracing方法，求取其从各机组所汲取的功率p
gi-lj
(i＝1， 2，
…
，ng)；
[0033]
根据各个发电机分区ngi中的发电机，以及p
gi-lj
(i＝1，2，
…
，ng)，计算出各个分区向负荷lj供电功率，并记为：
[0034][0035]
根据p
ngi-lj
把负荷lj分到相应的分区nli，即nli：＝nli+{j}；
[0036]
j++；若j》n1，负荷分区结束。
[0037]
通过以上技术方案，传统电力系统框架相对比较简单无法满足高比例电力电子设备、低系统转动惯量带来的挑战，而且从传统框架结构来讲，都比较简单，生产统一，在实际应用场景有比较大的局限性，本发明基于tracing方法的负荷分区，对边界的负荷分区进行调整，使得约束得到满足的同时，目标函数最小，大大提升算法的有效性和正确性。
[0038]
一种用于电力系统的数字化供电所构建设备，包括：处理器，所述处理器包括选取模块、构建模块以及检测模块，所述选取模块用于预先定制应用程序模板及业务功能组件，并将所述定制应用程序模板以及操作功能组件存储在云端数据库中，所述构建模块用于构建电力系统数字化程序的基础框架，所述检测模块用于进行模拟测试以及真机测试，电力系统的数字化供电所构建设备，通过获取预先建立的应用程序模板、配置参数及业务功能组件，即可生成相应的应用程序，省掉了程序设计、模拟测试及真机测试等最耗时且耗成本的环节，降低了成本，而且大大的提高使用的便捷性。
[0039]
优选的，所述构建模块包括生成模块以及发布模块，所述生成模块用于根据所框架节点生成功能展板，所述发布模块用于经过测试模块后发布在datav可视化工具上，所述 datav可视化工具包括更新模块，所述更新模块用于更新所述功能展板，无需手动进行更新便可以随时对电力系统进行实时的监控，人性化程度高，大大提升使用的便捷性以及使用的效率。
[0040]
本发明具备以下有益效果：
[0041]
构建电力系统数字化程序的基础框架可以有效缩短系统恢复时间，基于tracing方法对输出功率进行负荷分区，并根据构建负荷分区功能库，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架，进而，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难，通过基于潮流追踪算法的负荷分区和调整，提升算法的正确性。
附图说明
[0042]
图1为本发明的方法流程图；
[0043]
图2为本发明的结构示意图；
[0044]
图3为本发明的设备原理结构示意图。
[0045]
图中，1-基础框架，2-框架节点，3-负荷分区，4-应用程序模板，5-操作功能组件， 6-云端数据库，7-功能展板，701-业务数据，702-实时数据，8-datav可视化工具，9-处理器，10-选取模块，11-构建模块，12-检测模块，13-生成模块，14-发布模块，15-更新模块。
具体实施方式
[0046]
以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0047]
如图1-图3所示，本实施例提供的用于电力系统的数字化供电所构建方法，包括以下步骤：
[0048]
步骤一：预先构建电力系统数字化程序的基础框架1，基础框架1包括若干个分布式电源所对应的框架节点2、负荷分区3以及功能展板7，通过基础框架1便于快捷的将电力系统进行归纳、整理，大大提升该系统使用的便捷性以及实用性；
[0049]
步骤二：选取至少一个分布式电源的输出功率作为基础框架1的框架节点2，基于 tracing方法对输出功率进行负荷分区3，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架1，并基于tracing方法对输出功率进行负荷分区3，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难；
[0050]
步骤三：构建负荷分区3功能库，在基础框架1内完成启动机组的负荷分区3；
[0051]
步骤四：定制应用程序模板4以及操作功能组件5，并将应用程序模板4以及操作功能组件5储存在云端数据库6，云端数据库6的数据，根据数据特性划分为业务数据701 和实时数据702，并对数据进行筛查、转换，并通过功能展板7体现在基础框架1内，功能展板7包括图片浏览、定位查看、网页浏览、数据存储以及短信推送，使用方便快捷，方便查看和使用，定制应用程序模板4以及操作功能组件5，并将应用程序模板4以及操作功能组件5储存在云端数据库6，便于及时提取，提升该系统的时效性；
[0052]
步骤五：创建datav可视化工具8，包括：分布式电源的地理信息与业务数据701的可视化，并提供电力模板和图表组件，将基础框架1内部的功能展板7可视化，将上述应用程序构建方法和系统，通过获取预先建立的应用程序模板、配置参数及业务功能组件，即可生成相应的应用程序，而且可以直接在功能展板7上呈现，省掉了程序设计、程序编码、模拟测试及真机测试等最耗时且耗成本的环节，降低了成本。
[0053]
制定合理的电力系统并构建电力系统数字化程序的基础框架1可以有效缩短系统恢复时间，选取至少一个分布式电源的输出功率作为基础框架1的框架节点2，基于tracing 方法对输出功率进行负荷分区3，并根据构建负荷分区3功能库，构建了完善的电力系统数字化程序的基础框架，进而，解决了大型混合整数非线性规划问题求解的困难，通过基于潮流追踪算法的负荷分区和调整，提升算法的正确性。
[0054]
基于tracing方法是计算不同电机向特定负荷所供功率大小的有效方法，其基本过程如下：
[0055]
1)、有向通路的搜索，从任一发电机节点开始，搜索到任一负电荷节点的所有路径，相应地完成了任一发电机节点到所有发电机的路径，以及任一负荷到所有发电机节点的路径。
[0056]
2)、计算任一负荷分别由不同机组的供电功率，其步骤如下：
[0057]
a)、发电机节点gi到负荷节点lj有p条通路，由如下等式求取第k条有向通路的功率汲取；
[0058]
[0059]
其中，为发电机gi到负荷节点lj的第k条有向通路的功率汲取，该路径有 m个节点组成，通路首端为发电机节点，末端为负荷节点：p
i，g
为发电机的有功出力；p
ki，ki+1
为路径k上第i个节点到第i+1个节点线路功率；p
kj，in
为路径k上第i个节点的有功功率流入量；p
km，l
为路径k上最后一个节点的有功负荷。
[0060]
相应的，负荷节点对发电机gi的有功汲取为：
[0061][0062]
其中，为负荷节点lj负荷总需求中由发电机gi供电部分的功率。
[0063]
b)、根据步骤a)的计算过程，计算lj从其余发电机gs(s＝1，2，3，
…
ng，s≠i) 分别汲取功率，并计为p
gs-lj
s＝1，2，3，
…
ng；s≠i；
[0064]
c)、重复步骤a)和b)，求得所有负荷分分别从所有发电机所汲取的功率值。
[0065]
基于上述tracing计算过程，将待分负荷分到各个分区的算法，具体步骤如下：
[0066]
⑦
：在正常情况下，计算一次系统的潮流；
[0067]
⑧
：j＝0；集合nl，i＝1，2，
…
，
[0068]
⑨
:对于负荷lj，根据上述tracing方法，求取其从各机组所汲取的功率p
gi-lj
(i＝1， 2，
…
，ng)；
[0069]
⑩
：根据各个发电机分区ngii＝1，2，
…
，n中的发电机，以及p
gi-lj
(i＝1，2，
…
， ng)，计算出各个分区向负荷lj供电功率，并记为：
[0070][0071]
11：根据p
ngi-lj
把负荷lj分到相应的分区nli，即nli：＝nli+{j}；
[0072]
12：j++；若j》n1，负荷分区3结束；否则，转向
③
。
[0073]
传统电力系统框架相对比较简单无法满足高比例电力电子设备、低系统转动惯量带来的挑战，而且从传统框架结构来讲，都比较简单，生产统一，在实际应用场景有比较大的局限性，本发明基于tracing方法的负荷分区3，对边界的负荷分区3进行调整，使得约束得到满足的同时，目标函数最小，大大提升算法的有效性和正确性。
[0074]
一种用于电力系统的数字化供电所构建设备，包括：处理器9，处理器9包括选取模块10、构建模块11以及检测模块12，选取模块10用于预先定制应用程序模板4及业务功能组件，并将定制应用程序模板4以及操作功能组件5存储在云端数据库6中，构建模块11用于构建电力系统数字化程序的基础框架1，检测模块12用于进行模拟测试以及真机测试，电力系统的数字化供电所构建设备，通过获取预先建立的应用程序模板、配置参数及业务功能组件，即可生成相应的应用程序，省掉了程序设计、模拟测试及真机测试等最耗时且耗成本的环节，降低了成本，而且大大的提高使用的便捷性。
[0075]
构建模块11包括生成模块13以及发布模块14，生成模块13用于根据所框架节点2 生成功能展板7，发布模块14用于经过测试模块12后发布在datav可视化工具8上，datav 可视化工具8包括更新模块15，更新模块15用于更新功能展板7，无需手动进行更新便可以随时对电力系统进行实时的监控，人性化程度高，大大提升使用的便捷性以及使用的效率。
[0076]
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0077]
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。