[发明专利]一种基于全数字实时仿真装置的三相潮流实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统潮流程序实现方法，具体涉及一种基于全数字实时仿真装置的三相潮流实现方法。

背景技术

电力系统潮流计算研究的是电力系统的稳态运行状况。它根据电网接线情况、各元件参数以及系统运行条件，计算系统中各母线的电压、各支路流过的功率以及系统的损耗等运行状态量。潮流计算是电力系统最广泛、最基本、也最重要的计算，它是系统规划、设计以及运行管理的基础，同时又是进行系统机电暂态、电磁暂态分析的基础，为两者提供程序启动时的初值。

一般意义上的潮流计算是针对三相平衡系统的。它假定系统三相参数和运行状态对称，三相节点电压和支路电流均为正序分量，通过相-序变换把系统三相之间的电量解耦以后，计算正序网的潮流分布情况，然后通过序-相变换可得到三相的潮流值。这种计算方法可以称之为正序潮流或单相潮流。但随着电力系统的发展，系统有时会出现局部不对称的情况。当三相之间阻抗参数或者负荷不对称时，系统中就会产生非正序的电压电流量，这时只能用三相潮流方法来分析。三相潮流分析是根据系统中各元件的三相模型做计算，其计算规模和计算量要远大于单相情况；单相潮流不考虑三相变压器的实际接法，而三相潮流则根据变压器的实际接法来生成导纳阵，因此，后者结果中可以体现变压器转角的影响；单相潮流中的发电机节点维持机端量恒定，不考虑发电机内阻抗，而三相潮流由于三相出力有差别，存在非正序量，因此维持机端正序电压或者三相功率不变要采取一定措施进行处理；另外，直流、柔性交流输电系统(FACTS)等在三相潮流中的模型也要比单相模型复杂的多，需要做更进一步的研究和分析。

潮流计算的另一大作用是为暂态计算提供初值，精确的初值能使暂态程序启动时更快的进入稳定运行状态，减小系统的震荡，保证计算的成功率。电力系统全数字仿真装置(ADPSS)是由电力科学研究院研发的基于高性能服务器机群的全数字仿真系统，其核心电磁暂态仿真软件采用的是电科院自己研发的ETSDAC电磁暂态程序。现阶段该程序的初值来源是相应的电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package，PSASP)的潮流结果。但PSASP程序的假设仍是系统三相平衡，属于单相潮流方法，其准确程度取决于系统的三相对称程度。这种单相潮流程序在给电磁暂态程序提供初值方面有其局限性，一是它没有办法提供不平衡系统的潮流数据，二是由于其模型本身与电磁暂态模型之间的差异，使得潮流提供的初值不够准确。为了解决这一问题，有必要开发出一种能反映三相不对称情况的潮流程序，即三相潮流。然后在这一基础上，研究各元件更准确的稳态模型，以更好的满足电磁暂态程序对初值的要求。

三相潮流计算方法目前主要有两种方法：一类是基于序变量的方法，另一类是基于相变量的方法。序量法即用对称分量法分析系统，把网络分解为正负零序网络分别求解，最后合起来得到系统的实际状态参数。而相量法则是在相域空间里建模，直接进行三相整体的潮流计算，它更加直观简洁，算法上也无需做过多特殊处理，具有很好的潜力和可扩展性，这也是目前实际应用较多的一种方法。序量法主要优点是计算量小，内存要求少，计算速度快；缺点则是物理意义不明确，部分模型包括未来的新模型可能要做特殊处理才能应用，负序零序量远小于正序量时，负序零序网的计算可能会出现数值问题；相量法主要优点是物理意义明确，建立了相域模型后几乎不需要做额外处理，另外发展下去可以实现一些序量法无法实现的计算，如对多相系统的研究，具有更好的发展潜力和可扩展性；缺点则是导纳阵稀疏度低，计算量大，要求内存多，迭代时间长。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于全数字实时仿真装置的三相潮流实现方法，该方法可以根据给定的电网结构、元件参数以及运行条件，计算三相不平衡系统中各母线的电压、各支路流过的功率以及系统的损耗等运行状态量，对系统的规划、设计以及运行管理起到重要的指导作用。同时，可以为ADPSS的电磁暂态程序提供更精确的初值，减小程序启动初期的震荡，避免手动输入潮流初值的繁琐。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于全数字实时仿真装置的三相潮流实现方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

a、确定电力系统元件潮流模型；

b、采用分块方式确定任意接法变压器的潮流模型；

c、确定等效四节点发电机潮流模型；

d、确定应用于三相潮流的直流稳态模型；

e、通过转角初值的拓扑分析修正潮流启动初值；