[发明专利]一种解决大规模电网方式调整后潮流计算不收敛的方法

说明书

本发明公开了一种解决大规模电网方式调整后潮流计算不收敛的方法，属于电力系统控制技术领域。本发明计及了方式调整操作后的紧急控制措施，利用不平衡功率分摊，计及上轮不收敛潮流计算中牛顿‑拉夫逊（NR）迭代的最优解并以此为依据调整下轮计算迭代初值，对不收敛潮流方式提出了依据病态特征的内点法最优潮流的潮流方式自动调整模型，获取大规模电网方式调整后的收敛潮流。本发明有效解决了方式调整操作后常规以PQ分解和牛顿‑拉夫逊法为基础的潮流计算程序不收敛，无法直接计算出方式调整操作后的潮流，无法快速为调度员提供计及方式调整操作的安全稳定评估和预警结果的难题。

技术领域

本发明属于电力系统控制技术领域，更准确地说，本发明涉及一种解决大规模电网方式调整后潮流计算不收敛的方法。

背景技术

电力系统在线动态安全评估和预警系统的离线研究子模块，通常需要模拟方式调整对电力系统安全稳定特性的影响。方式调整涉及的操作包括：发电机功率调整、负荷功率设置、变压器分接头设置、线路/母线/厂站停运等。随着特高压交直流以及大容量变电站的建设，方式调整操作后，可能存在大容量的不平衡功率，会发生大范围的潮流转移，例如特高压直流停运等，其结果会导致常规的以PQ分解和牛顿-拉夫逊NR法为基础潮流计算程序不收敛，无法直接计算出方式调整操作后的潮流，无法快速为调度员提供计及方式调整操作的安全稳定评估和预警结果。

潮流计算不收敛主要有两方面原因：(1)潮流方程有解，但是由于潮流计算方法不完善求不出解，为算法的收敛性问题。可以通过提高潮流计算方法的收敛性来求得潮流解。(2)潮流方程实数解不存在。在潮流计算的时候同样表现为计算不收敛。此时需要通过调整系统参数如发电机出力、变压器分接头、切除部分负荷等改变潮流方程，使改变后的潮流方程有解。

目前，两类方法研究都有很多。在计算方法研究方面有：牛顿类方法的改进；牛顿法与最小化潮流结合的最优乘子法；采用优化思想的非线性规划法；将具有全局收敛性算法如同伦法等应用到电力系统潮流计算中。在潮流数据调整方面的研究也有很多，大多是从潮流方程的可解性与电压稳定性之间的关系入手分析，通过调整关键节点的无功功率来获得潮流收敛解。

显然，要解决电力系统运行方式调整后潮流计算不收敛问题，需要进行潮流计算方法和计算数据方面的调整。如何合理的反映运行方式调整后的系统动态变化过程并给出方式调整后计算收敛的稳态潮流，目前缺少实用性研究。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术的不足，提出一套工程实用的方式调整操作后不平衡功率分摊模拟、潮流数据检查、潮流初值给定、潮流收敛性自动识别、潮流方式自动调整的方法，用于解决电力系统运行方式调整后潮流计算不收敛的问题。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括如下步骤：

1)记电力系统初始运行方式为S₀，对S₀进行方式调整操作，将该方式调整操作记为F，确定F操作后各子网的设备组成和节点注入，计算出各子网操作引起的有功不平衡量，记第j个子网操作引起的有功不平衡量为ΔP_j,c，保留能通过直流连通的各子网，进入步骤2)；

2)判断方式调整操作F是否会启动紧急控制措施，如果不会启动紧急控制措施，则确定各子网的有功不平衡量为各子网操作引起的有功不平衡量，即有ΔP_j＝ΔP_j,c，其中ΔP_j为第j个子网的有功不平衡量；

否则，分别获取各子网由于当值措施实施所引起的有功不平衡量，记第j个子网由于当值措施实施所引起的有功不平衡量为ΔP_j,a，所述各子网由于当值措施实施所引起的有功不平衡量在选择切机量时为正，在选择切负荷量时为负；确定各子网的有功不平衡量为各子网操作引起的有功不平衡量和由于当值措施实施所引起的有功不平衡量的累计，即有ΔP_j＝ΔP_j,c+ΔP_j,a；