[发明专利]基于边界节点互连结构的电网等值建模方法

说明书

本发明公开了一种基于边界节点互连结构的电网等值建模方法，利用在边界节点处采集到的电压、电流信息，通过用简单的电路替代未知的外部网络，从而减小电网的规模；本方法采用了新的拓扑结构，即在等值网络中，边界节点两两之间通过虚拟线路互连，这样既能提高等值网络的精度，又能保证等值网络结构的足够简单；随后，通过和采样数据结合，等值网络的未知参数识别被转化为非线性规划问题；非线性规划中的目标函数是经过简化的，仅仅为联络线上电流的预测误差，这样做可以避免设置目标函数中的调整权重工作；最后，等值网络中的未知参数通过内点法一同识别，本方法构思巧妙，计算效率高，具备良好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及电网安全分析技术领域，特别涉及一种基于边界节点互连结构的电网等值建模方法。

背景技术

随着电力事业的发展，为了提高电能质量、保证电能传输、分配的可靠性，现代电网已经被建设为大规模的互联系统。然而，大规模的互联电网也会对系统的分析带来新的挑战。例如，针对大电网的静态安全分析问题、无功优化问题的求解往往非常依赖于计算机的计算性能以及存储性能。因此，为了减小对计算机性能的依赖，可以对不需要详细分析或者无法取得其详细信息的部分电网进行等值，得到一个规模更小的电网模型，从而相应为静态安全分析问题、无功优化问题的简化提供模型支撑。

在本发明中，待等值的电网可以被分为：内网、边界节点、外网三个部分。为了提高等值网络的精度，对等值电网进行恰当的建模是十分重要的，也是十分困难的，因为外网的信息往往是很难获取的。即便如此，电网等值建模研究也在近些年取得了长足的发展。为了减小电网负荷区域的规模，提出了一种聚集负荷模型，在聚集负荷模型中，负荷区域不仅仅包括负荷母线，还包括传输线路以及变压器等。在此法中，模型的未知参数通过改进的遗传算法以及解耦策略分别识别。此外，改进粒子群算法也被用于识别聚集负荷模型的参数。但上述两个方法存在两方面的不足：1.均采用了具有虚拟母线的拓扑结构，然而，虚拟母线的电压多解性会造成等值模型的不确定性，降低等值精度；2.包括遗传算法和粒子群算法在内的进化算法的优化性能依赖于具体的参数设定，这无疑限制了它们在实际电网上的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于边界节点互连结构的电网等值建模方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：。

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。