[发明专利]基于边界节点互连结构的电网等值建模方法

权利要求书

1.基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤101：获取到符合MATPOWER格式的.m电力系统数据文件，作为原始模型输入

步骤102：按照使用者意愿以及实际情况将电网分成三部分：内网，边界节点，外网；

步骤103：确定电网典型运行状态，在边界节点处采集节点电压，在连接边界节点的联络线上采集电流；

步骤104：令k＝1；

步骤105：基于等值网络的参数，得到计算电流值；

步骤106：根据采样电流与计算电流之间的差值计算目标函数；

步骤107：判断是否满足内点法的收敛条件，若是，则执行步骤110，否则执行步骤108；

步骤108：令k＝k+1；

步骤109：运用MATLAB内嵌的非线性原对偶内点法，基于前述的简化目标函数，计算参数的调整步长以及调整方向，并根据计算结果相应的更新等值模型的参数，随后执行步骤105；

步骤110：输出等值网络以及相应的参数。

2.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤1中，原始模型的数据包括：基准功率、母线编号、母线类型、母线注入负荷的有功功率、无功功率、母线并联电导和电纳、母线电压基准值与实际值，电网断面号和分区号、发电机所接母线、发电机发出的有功功率和无功功率，发电机机端电压、发电机的功率基准、电力线路阻抗、变压器变比。

3.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤103中，使用向量测量单元PMU实现电压电流的采集，枢纽变电站安装PMU，并通过通信网络和调度中心等机构相连，从而实现边界节点处节点电压以及联络线上的电流的采样。

4.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤105中，如果等值网络对应的边界节点为两个及两个以上，可以通过下面的式子计算得到：

如果等值网络对应的边界节点仅有一个，可以通过下面的式子计算得到：

其中，i指当前的边界节点，l指边界节点集合中除i的其他边界节点，K指边界节点集合中边界节点的总数，j是当前系统所处的典型运行状态，J是系统所处的典型运行状态的总数，r_il+jx_il是连接边界节点i和边界节点l之间虚拟线路的阻抗，是等值负荷消耗的有功功率，是等值负荷消耗的无功功率，是在典型运行状态j下内部网经边界节点i流入外部网的计算电流，是在典型运行状态j下边界节点i的采样电压。

5.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤106中，通过改变构造目标函数的策略，把内部网通过边界节点流入外部网的采样电流与等值网络的计算电流之间的差值作为目标函数，简化的目标函数如下式所示：

其中，和分别是在典型运行状态j下内部网经边界节点i流入外部网的计算电流以及采样电流，i指当前的边界节点，K指边界节点集合中边界节点的总数，j是当前系统所处的典型运行状态，J是系统所处的典型运行状态的总数R是虚拟线路电阻集合，X是虚拟线路电抗集合。

6.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤107中，收敛条件设为对偶间隙为10-6，目标函数最大计算次数为10000次，迭代最大次数为200次，目标函数期望值为10-8。

7.根据权利要求1所述的基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，其特征在于：所述步骤110中，等值电网模型数据包括：基准功率、母线编号、母线类型、母线注入负荷的有功功率、无功功率、母线并联电导和电纳、母线电压基准值与实际值，电网断面号和分区号、发电机所接母线、发电机发出的有功功率和无功功率，发电机机端电压，电力线路阻抗、变压器变比、新增的虚拟线路阻抗、新增的等值负荷的有功、无功的恒功率、恒电流、恒阻抗系数。