外网等值网络边界电压无功支撑充裕性计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统静态等值方法领域，具体设及互联电网外网等值网络边界电 压无功支撑充裕性计算方法。
【背景技术】
[0002] 随着电能需求的日益增长，为了资源的合理配置，现代电力系统已发展成各子网 紧密互联复杂的大系统，各子网之间的相互作用及影响也进一步增强。在各内网进行稳态 分析决策时有必要考虑与之紧密相连的相邻子网（外网）的影响。为了保证互联电网的无功 优化计算的准确性很有必要考虑外网对内网的影响。但是由于外网数据量庞大，不易在线 计算及储存，所W可W将外网等值成为具有规模小、数据少、易维护和不设密的等值网络， 进而再进行无功优化计算。但是由于商业机密或技术问题，难W获取全网实时同步数据，针 对此情况，可W采用通过内网的量测信息估计外网等值参数的非拓扑法进行等值，不同的 网络结构W及不同的运行方式下的互联电网静态分析各有特点，为了保证电力系统静态分 析的有效性，选择合适的外网等值方法显得至关重要。
[0003] 现有互联电网实际静态分析中，很多情况直接将外部等值为简单挂等值机，即将 夕F网等值为边界节点处的PV节点或者PQ节点。PV节点即认为外网能提供内网充足的电压无 功支撑能力，PQ节点即认为外网不能提供内网任何的电压无功支撑能力，而实际外网对内 网的电压无功支撑能力的计算方法现有方法还没有。运种方法非常简单，但可能带来很大 的误差甚至错误。采用PV或者PQ等值方法主要的缺点是不能正确反映外网对内网的电压无 功支撑能力，在电力系统静态分析中带来误差甚至错误。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对还没有外网对内网的电压无功支撑能力计算方法，提出一种 外网等值网络边界电压无功支撑充裕性计算方法，该计算方法基于考虑元件全面性的外网 等值方法，计算实际外网对内网边界节点处的电压无功支撑能力，然后判断实际电力系统 中的挂等值机节点是否正确，如果外网具有充足的电压无功支撑能力则认为PV等值也是有 效的；如果外网不具备充足的电压无功支撑能力则认为只有考虑元件全面性的外网等值方 法有效。
[000引实现本发明目的之技术方案是：外网等值网络边界电压无功支撑充裕性计算方 法，利用计算机，通过程序，先输入PMU量测边界节点处所需断面的电压、功率W及最大最小 的运行方式下等值网络参数数据。再根据基于PMU量测的多端口外网等值方法建立模型，求 解外网等值参数，根据外网等值参数进行外网的无功优化，计算外网等值网络边界电压无 功支撑能力，然后依据无功电力支撑能力选择有效的等值方法。所述方法的具体步骤如下：
[0006] 1)确定m时刻数
[0007] 依据内外网相连的端口数确定求解等值网络参数所需的PMU时刻数。
[0008] 2mn>n2+6n (1)
[0009] 式中n为内外网相连的端口数，m为待求的PMU采样时刻数。
[0010] 2)输入现慢数据
[0011]输入m个时刻各边界节点处PMU的电压量测值巧=[巧，巧，…，巧]和m个时刻各边 界节点向内网注入的等效电流量测值=[/;'，梦，…，择]。其中i = l，2,...，n，n为内外网相 连的端口数，t = ti，t2，. . .，tm，t为PMU采样时刻，m为总的PMU采样时刻数。1?和《均有m个 测量值。
[001引3)建立等值网络测量方程
[0013] 根据第2)步输入的电压量测量与等效量测量，建立等值网络的量测方程/;: (X)和 爲(.乂)。
[0016] 乂'; 与/Ii(X)分别表示t时刻第i个边界节点处量测方程的实部与虚部。X =
[Ei, Re , Ei, Im, Zi, Re , Zi, Im, ZdJ, Re , ZdJ, Im, Sli ,Re, Sli, Im,Bi] , i - 1,2, ... ,11, J - 1,2, ... ,11, J X 为待求的等值网络参数矩阵，i代表第i个边界节点，j代表第j个边界节点，n为内外网相连 的端口数。其中Ei,Re和Ei,Im分别为第i个边界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压实部与 虚部，Zi,Re和Zi,Im分别为第i个边界节点处所对应等值支路的电阻和电抗，Zu,Re和Z化Im分别 为第i个边界节点与第j个边界节点之间等值支路的电阻和电抗，Sli,Re和Sli,Im分别为第i个 边界节点处的负荷对应的等值电流的实部和虚部，Bi为第i个边界节点处对应的对地支路。 和巧化分别为第i个边界节点的电压实部和虚部，上式t表示第t个时刻，O'Ue和UU。分 别为第i个边界节点的电压实部和虚部。Ii,Re和Ii,Im分别为第i个边界节点处负荷等值电流 打 与边界节点向内网注入的等效电流之和的实部和虚部。Ct和e分别代表了 11 的实部和虚 ..!=1，巧.( n 部，Tl和y分别代表了 n而的实部和虚部，其中Zu为边界节点i与边界节点j之间的等值 阻抗，Zik为边界节点i与边界节点k之间的等值阻抗，k= 1,2,... ,n，k辛i,j。
[0017] W上参数可W详见附图1。
[0018] 4)建立等值参数约束方程
[0019] 公式(4)表示为输入的最大运行方式下等值网络的等值参数向量Xmax。：
[0020] Xmaxo [Ei ,max。，民i ,max。，Xi ,max。，民ij ,max。，Xi j，max。，Pli ,max。，Qli ,max。，Bi ,max。] ( 4 )
[0021] 公式(5)表示为输入的最小运行方式下的等值网络的等值参数向量Xmin。：
[0022] Xmino - [Ei ,min。，Ri ,min。, Xi ,min。，Ri j ,min。，Xi j, min。，PlI ,min。，QlI ,min。，Bi ,min。] ( 5 )
[0023] 依据最大最小运行方式等值参数建立公式(6)-(13)的等值参数约束方程：
[0024] Bi'mino ^ Bi ^ Bi,max。 （6)
[0025] Ri,maxo ^ Zi,Re ^ Ri,mino (7)
[0026] Xi,maxoUi,Im' <Xi,min。 （8)
[0027] Rij.maxo < Zij.Re' < Rij.mino (9)
[0028] Xij,maxo<Zij,Im' <Xij,mino (10)
[0029] PLi,mino ^ Sli,Re ^ Pli.maxo ( 11 )
[0030] QLi,mino < SLi,Im' < QLi,max。 （12)
(13)
[0032] 其中Bi,min。和Bi,max。分别为最小运行方式下和最大运行方式下第i个边界节点所对 应的等值对地支路，Bi'为待求的第i个边界节点处对应的对地支路。Ri,min。和Ri,max。分别为 最小运行方式下和最大运行方式下第i个边界节点所对应等值支路的电阻，Zi,Re'为当前待 求的第i个边界节点处对应等值支路的电阻。Xi,min。和Xi,max。分别为最小运行方式下和最大 运行方式下第i个边界节点所对应等值支路的电抗，Zi,Im'为当前待求的第i个边界节点处 对应等值支路的电抗。3化。1。。和1?11。3、。分别为最小运行方式下和最大运行方式下第1个边界 节点与第j个边界节点之间等值支路的电阻，Zu,Re'为当前待求的第i个边界节点与第j个边 界节点之间等值支路的电阻。Xu,min。和Xu,max。分别为最小运行方式下和最大运行方式下第i 个边界节点与第j个边界节点之间等值支路的电抗，Zu,Im'为当前待求的第i个边界节点与 第j个边界节点之间等值支路的电抗。Ei,min和Ei,max分别为最小运行方式下和最大运行方式 下第i个边界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压，Ei,Re'和Ei,Im'分别为待求的第i个边 界节点处所对应等值虚拟发电机节点电压实部和虚部。Pli,min。和Pli,max。分别为最小运行方 式下和最大运行方式下第i个边界节点处的负荷有功功率，化1,min。和化1,max。分别为最小运行 方式下和最大运行方式下第i个边界节点处的负荷无功功率，Sli,Re'和Sli,Im'分别为待求的 第i个边界节点处的负荷对应的等值负荷的有功功率和无功功率。
[0033] 5)建立等值网络的优化模型