本发明涉及断面潮流控制领域，更具体地，涉及一种基于区间分析的断面潮流可控性分析方法。
背景技术：
断面潮流控制，是电网调度运行控制的核心业务，是保证电力系统安全稳定运行的关键环节。然而过去的研究分析集中于发现运行控制要点，即明确如何控制，选取哪些断面上。对断面潮流的可控性缺乏研究分析和应用实践，其根本原则在于实际运行过程中当断面潮流不能通过调整发电机组出力调控时，可以通过用电负荷控制、改变机组开停状态等强制手段实现。必须说明的是上述两种手段，对社会经济正常运行、机组设备安全均有不利影响。为此给出一种断面潮流可控性分析方法，量化分析通过调整给定开停状态下机组的出力范围是否能满足负荷变化所引起的断面潮流控制要求，对于电网运行效益提升具有重要意义。
技术实现要素：
本发明提供一种基于区间分析的断面潮流可控性分析方法，该方法可实现对断面潮流可控性的量化分析。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于区间分析的断面潮流可控性分析方法，包括以下步骤：
S1：计算基础分析参数；
S2：计算各母线负荷预测区间数；
S3：引入母线负荷相关性计算各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数；
S4：计算各机组出力调整区间数；
S5：计算各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数；
S6：计算断面潮流调控裕度。
进一步地，所述步骤S1的具体过程是：
1)、计算节点n对输变电设备m的转移分布因子
其中，xm为输变电设备m的阻抗参数，Mm为输变电设备m的支路节点向量，Xn为节点导纳矩阵B0逆矩阵的第n个列矢量；
2)、计算节点n对断面s的转移分布因子
其中，m∈s表示输变电设备m在该断面s范围内；
3)、计算节点n对断面s的转移变化因数
其中，ΔPn为节点n注入功率的变化范围。
本发明中，反映节点注入功率增加时(负荷减少或发电机组出力增加)时对应输变电设备潮流的变化情况；反映节点注入功率增加时(负荷减少或发电机组出力增加)对应断面潮流的变化情况，等于该断面所含所有输变电设备所对应的节点n对该输变电设备m转移分布因子之和；反映节点注入功率一定变化范围时对应断面潮流的变化情况。
进一步地，所述步骤S2的具体过程如下：
母线负荷预测区间数为用来表示预测所反映的母线l负荷变化范围，Pl,f为变化下限，为变化上限，由日母线负荷预测数据序列计算得到：
其中表示日母线负荷预测中第i个预测时段的预测值，并令表示该母线同期历史第i天负荷曲线中第j个预测时段的负荷。
进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：
S31：根据式(3)计算各母线所连接节点对待分析断面的转移变化因数，并对其绝对值进行排序，根据给定阈值筛选出对待分析断面有影响的母线集合，记为L；
S32：母线集合L中母线l的典型负荷曲线数据序列是该母线历史负荷数据序列的最小二乘拟合结果，对典型负荷曲线数据序列标幺化，得到标幺化的典型负荷曲线数据序列其中
对于两个母线l1、l2，其母线负荷相关性计算公式为：
式(5)中，为标幺化的典型负荷曲线序列的平均数，即
S33：选定母线集合L中母线所连接节点对待分析断面的转移变化因数绝对值最大的母线lflag作为基准母线，给定母线负荷相关性划分区间和区间系数：
[-1,-αm)∪[-αm,-αm-1)…∪[-α1,0)∪[0,α1,)…[αm-1,αm)∪[αm,1]-βm+1,-βm,…-β1,β1,…βm,βm+1；
以基准母线为参考，母线负荷变化影响下断面潮流变化区间数满足公式：
式(6)中，j∈L(lflag,i)表示母线j处于母线集合L中且其与基准母线的母线负荷相关性位于上述母线负荷相关性划分区间第i个位置。
本发明中，当两段母线其母线负荷相关性为正时，表明其变化一致，负荷变化将会加剧断面潮流的变化，且相关性数值越大，表明加剧效应越显著；当两段母线其母线负荷相关性为负时，表明其变化相反，负荷变化将会削弱断面潮流的变化，且相关性数值越大，表明削减效应越显著。
步骤S4中要计算机组出力调整区间数用来表示开机并网的机组在其机组出力调节范围内出力调整的范围，而机组出力调整范围为机组的固定特性参数，可通过机组铭牌直接得到。
进一步地，所述步骤S5的具体过程如下：
S51：根据式(3)计算各机组所连接节点对待分析断面的转移变化因数，并对其绝对值进行排序，根据给定阈值筛选出对待分析断面有影响的机组集合，记为U；
S52：机组出力调整变化影响下断面潮流变化区间数满足公式：
式(7)中，j∈U表示机组j处于机组集合U。
进一步地，所述步骤S6的具体过程如下：
断面潮流调控裕度包括正向调控裕度和负向调控裕度两方面；正向调控裕度表示母线负荷变化导致断面潮流正向最大时调控裕度，负向调控裕度表示母线负荷变化导致断面潮流负向最大时调控裕度；
正向调控裕度计算方法如下：
判断各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数上限是否在各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数范围内，如果在其范围内，即满足正向调控裕度计算公式为：
若不在该区间，则表明该断面潮流因负荷变化所引起的正向变化不能通过调整机组出力方式进行调控；
负向调控裕度计算方法如下：
判断各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数下限是否在各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数范围内，如果在其范围内，即满足正向调控裕度计算公式为：
若不在该区间，则表明该断面潮流因负荷变化所引起的负向变化不能通过调整机组出力方式进行调控。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明方法先计算出基础分析参数和再分别计算出各母线负荷预测区间数及各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数，之后再计算各机组出力调整区间数及各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数，最后利用计算出的参数计算断面潮流调控裕度；该方法依托区间分析方法，从负荷侧、发电侧两个方面给出了断面潮流的变化范围，从而可以计算得到断面潮流可控性的量化分析结果。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种基于区间分析的断面潮流可控性分析方法，包括以下步骤：
S1：计算基础分析参数；
S2：计算各母线负荷预测区间数；
S3：引入母线负荷相关性计算各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数；
S4：计算各机组出力调整区间数；
S5：计算各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数；
S6：计算断面潮流调控裕度。
步骤S1的具体过程是：
1)、计算节点n对输变电设备m的转移分布因子
其中，xm为输变电设备m的阻抗参数，Mm为输变电设备m的支路节点向量，Xn为节点导纳矩阵B0逆矩阵的第n个列矢量；
2)、计算节点n对断面s的转移分布因子
其中，m∈s表示输变电设备m在该断面s范围内；
3)、计算节点n对断面s的转移变化因数
其中，ΔPn为节点n注入功率的变化范围。
本发明中，反映节点注入功率增加时(负荷减少或发电机组出力增加)时对应输变电设备潮流的变化情况；反映节点注入功率增加时(负荷减少或发电机组出力增加)对应断面潮流的变化情况，等于该断面所含所有输变电设备所对应的节点n对该输变电设备m转移分布因子之和；反映节点注入功率一定变化范围时对应断面潮流的变化情况。
步骤S2的具体过程如下：
母线负荷预测区间数为用来表示预测所反映的母线l负荷变化范围，Pl,f为变化下限，为变化上限，由日母线负荷预测数据序列计算得到：
其中表示日母线负荷预测中第i个预测时段的预测值，并令表示该母线同期历史第i天负荷曲线中第j个预测时段的负荷。
步骤S3的具体过程如下：
S31：根据式(3)计算各母线所连接节点对待分析断面的转移变化因数，并对其绝对值进行排序，根据给定阈值筛选出对待分析断面有影响的母线集合，记为L；
S32：母线集合L中母线l的典型负荷曲线数据序列是该母线历史负荷数据序列的最小二乘拟合结果，对典型负荷曲线数据序列标幺化，得到标幺化的典型负荷曲线数据序列其中
对于两个母线l1、l2，其母线负荷相关性计算公式为：
式(5)中，为标幺化的典型负荷曲线序列的平均数，即
S33：选定母线集合L中母线所连接节点对待分析断面的转移变化因数绝对值最大的母线lflag作为基准母线，给定母线负荷相关性划分区间和区间系数：
[-1,-αm)∪[-αm,-αm-1)…∪[-α1,0)∪[0,α1,)…[αm-1,αm)∪[αm,1]-βm+1,-βm,…-β1,β1,…βm,βm+1；
以基准母线为参考，母线负荷变化影响下断面潮流变化区间数满足公式：
式(6)中，j∈L(lflag,i)表示母线j处于母线集合L中且其与基准母线的母线负荷相关性位于上述母线负荷相关性划分区间第i个位置。
本发明中，当两段母线其母线负荷相关性为正时，表明其变化一致，负荷变化将会加剧断面潮流的变化，且相关性数值越大，表明加剧效应越显著；当两段母线其母线负荷相关性为负时，表明其变化相反，负荷变化将会削弱断面潮流的变化，且相关性数值越大，表明削减效应越显著。
步骤S4中要计算机组出力调整区间数用来表示开机并网的机组在其机组出力调节范围内出力调整的范围，而机组出力调整范围为机组的固定特性参数，可通过机组铭牌直接得到。
步骤S5的具体过程如下：
S51：根据式(3)计算各机组所连接节点对待分析断面的转移变化因数，并对其绝对值进行排序，根据给定阈值筛选出对待分析断面有影响的机组集合，记为U；
S52：机组出力调整变化影响下断面潮流变化区间数满足公式：
式(7)中，j∈U表示机组j处于机组集合U。
步骤S6的具体过程如下：
断面潮流调控裕度包括正向调控裕度和负向调控裕度两方面；正向调控裕度表示母线负荷变化导致断面潮流正向最大时调控裕度，负向调控裕度表示母线负荷变化导致断面潮流负向最大时调控裕度；
正向调控裕度计算方法如下：
判断各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数上限是否在各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数范围内，如果在其范围内，即满足正向调控裕度计算公式为：
若不在该区间，则表明该断面潮流因负荷变化所引起的正向变化不能通过调整机组出力方式进行调控；
负向调控裕度计算方法如下：
判断各母线负荷变化影响下断面潮流变化范围区间数下限是否在各机组出力变化影响下断面潮流调控范围区间数范围内，如果在其范围内，即满足正向调控裕度计算公式为：
若不在该区间，则表明该断面潮流因负荷变化所引起的负向变化不能通过调整机组出力方式进行调控。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。