[发明专利]一种基于节点类型转换的潮流自动调整方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，更具体地，涉及一种基于节点类型转换的潮流自动调整方法。

背景技术

近年来，为了满足经济发展的需要，我国电力事业迅速发展，电网建设正朝着大电网、超高压和远距离输电的方向发展；与此同时，随着用电量剧增，电力系统负荷水平越来越重，发、输电设备的使用强度逐渐接近其极限值。在此背景下，对电网方式计算工作中手工生成的初始系统运行方式进行潮流计算时，会遇到不收敛的情况。

针对这种情况，工作人员通常只能凭借经验对数据做出判断，通过不断试探，反复计算得到满足要求的潮流结果，将大量时间和精力浪费在潮流调整上。现阶段的人工调整方法缺点明显：对调整人员要求高、调整效率低下。为此，有必要研究潮流计算不收敛的自动调整方法。为了满足实际工作需要，调整方法必须适应大规模系统，且调整速度要快。

目前，带有最优乘子的牛顿潮流算法已从算法上保证了潮流计算过程的收敛性，即解决了病态潮流的计算问题。因此，潮流收敛性调整研究主要针对潮流方程本身没有实数解的情况。现有的潮流收敛性调整算法主要可以归纳为以下两类。(1)基于灵敏度的方法：经某种手段找到潮流近似解，利用近似解通过灵敏度计算找出需要调整的节点，从而给工作人员提供潮流调整的依据。该法能否应用于大系统尚待检验。(2)基于内点法的方法：将潮流计算不收敛问题看作非线性规划问题，使用内点法求解该非线性规划问题。由于计算过程中不需要求解潮流方程，因此该法不依赖于潮流算法的收敛性。但因计算矩阵维数多达节点数的几倍，该法应用于大系统时需要较长计算时间。因此，现有算法或受限于应用范围，或受限于计算速度，均难以满足实际工作需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于节点类型转换的潮流自动调整方法，旨在解决现有技术中计算时间长，不适用于大规模系统的问题。

本发明提供了一种基于节点类型转换的潮流自动调整方法，包括下述步骤：

(1)当系统潮流计算不收敛时，将系统中的所有PQ节点设置为PV节点，节点电压幅值设为标幺值1，进行潮流计算，当计算收敛时，进入下面步骤；

(2)根据公式获得待恢复节点的无功缺额指标Q_vac，并将待恢复节点按无功缺额指标值进行排序；

其中，待恢复节点指在初始系统中为PQ节点类型，调整过程中被设置为PV节点类型后未恢复为PQ节点类型的节点；无功缺额指标反映节点对无功功率的需求，并考虑了节点电压对无功功率需求的影响；

其中Q_in表示待恢复节点的节点注入无功功率；Q_G和Q_L分别表示待恢复节点上的发电机无功出力和无功负荷；U_N表示节点电压幅值；U_ben表示参考电压幅值；

(3)在排序后的待恢复节点中，选取无功缺额指标值较小的部分节点；

其中选取方法由用户按需求选择，可以考虑引入数学上的方法，如二分法、黄金分割法等；

(4)将上一步骤选取的部分节点设置为PQ节点，并进行潮流计算；

(5)判断潮流计算是否收敛，若是，则返回至步骤(2)；若否，则判断正恢复的节点的个数是否大于预设的阈值，若是，则在未成功恢复的节点中选取无功缺额指标值较小的部分节点，并返回至步骤(4)；若否，则将这些节点固定为PV节点类型，并执行下一步；

(6)判断待恢复节点的个数是否等于0，若是，则输出固定为PV节点类型的节点；若否，则返回至步骤(2)；

(7)在初始系统中将输出的节点由PQ节点类型改为PV节点类型后系统潮流计算便能收敛。

更进一步地，在步骤(5)中所述阈值由用户按需求确定，所述阈值的取值越小，最终输出节点个数越少。其中，阈值可以为1-5。

本发明所提无功缺额指标计算所需信息少，通过该指标将全网的潮流调整问题转化为有限个节点的功率调整问题，大大简化了调整的难度，使其能适用于大规模系统，并减少了单次调整的时间；本发明采用基于二分法的节点恢复规则大大减少了调整的次数。因此，本发明调整速度快，且可用于大规模系统。

附图说明

图1为IEEE 39节点标准测试系统；

图2为本发明提供的调整方法的具体流程。

具体实施方式