[发明专利]基于低非线性度网络模型的用于潮流计算的初值估计方法

说明书

本发明涉及一种基于低非线性度网络模型的用于潮流计算的初值估计方法，属于电力系统潮流计算技术领域。输电网全部节点注入的向量形式表示，计算向量中的常数矩阵，分别对常数矩阵的行和列进行重排，得到用于初值估计的线性方程组的系数矩阵和常数项，得到用于初值估计的线性方程组的系数矩阵和常数项，求解该线性方程组，得到PQ节点的电压幅值，以及PV和PQ节点的电压相角，实现用于潮流计算的初值估计。本发明的初值估计方法，无需电网先验知识，只需求解一次线性方程组，方法简单、鲁棒性高，给出的初值质量高；同时，本发明中提供的计算方法不依赖于当前的系统运行状态，对不同的输电网络有较强的适应性。

技术领域

本发明涉及一种基于低非线性度网络模型的用于潮流计算的初值估计方法，属于电力系统潮流计算技术领域。

背景技术

潮流计算是电力系统中最基本、应用最广泛的一种电气计算。它的任务是对给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

潮流计算需要求解潮流方程，而潮流方程高度非线性，通常需要通过牛顿拉夫逊法、快速分解法等数值方法迭代求解，而算法收敛与否与初值密切相关，初值太差会导致迭代次数过多或无法收敛。由于上述的非线性数值算法都有成熟的商业软件，因此对操作人员来说，估计初值成为最为关键的一步。

已有方法对初值的估计往往依靠电网的先验知识，即基于历史电压数据确定初值。如果历史信息无法获取或网络结构发生变化，如何能迅速得到一个高质量初值成为重要课题。而目前现有的方法有的过于复杂；有的并不健壮，给出的初值估计无法保证非线性数值算法在绝大多数情况下收敛性。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于低非线性度网络模型的用于潮流计算的初值估计方法，以给出质量较高的PQ节点电压幅值和PV、PQ节点电压相角的初值估计。

本发明提出的基于低非线性度网络模型的用于潮流计算的初值估计方法，包括以下步骤：

(1)用表示输电网中的所有节点，节点共分三类：Vθ节点、PV节点和PQ节点；

在低非线性度网络模型中，输电网全部节点注入的向量形式表示为：

P＝G_P·Vs-B_P·θ

Q＝-B_Q·Vs-G_Q·θ

其中，P为输电网中全部节点的有功功率注入组成的向量，Q为输电网中全部节点的无功功率注入组成的向量，Vs为输电网中全部节点的电压幅值平方组成的向量，θ为输电网中全部节点的电压相角组成的向量，G_P为有功功率注入向量P关于Vs的系数矩阵，B_P为P关于θ的系数矩阵，G_P和B_P均为常数矩阵，B_Q为有无功率注入向量Q关于Vs的系数矩阵，G_Q为Q关于θ的系数矩阵，B_Q和G_Q均为常数矩阵；

(2)利用下式计算得到上述步骤(1)的常数矩阵G_P,B_P,B_Q和G_Q：

B_P＝-diag(B*e)+B

G_Q＝-diag(G*e)+G (6)

其中，G为输电网节点导纳矩阵的实部，B为输电网节点导纳矩阵的虚部,e为全部元素为1的列向量，diag(a)表示以向量a为对角线的对角矩阵；