[发明专利]一种互联电网中外部网络的静态等值方法

摘要

一种互联电网中外部网络的静态等值方法。它包括建立在边界上有非发电机节点的静态等值模型，让等值前后的两个灵敏度关系式相等，以及推导出外部网络静态等值后的虚拟发电机电压、等值注入电流和对地等值支路等步骤；在进行上述计算过程中，本发明还在静态等值模型的边界上，增设了边界上的非发电机节点的对地等值支路。本发明在内部网络内的线路无功注入功率和有功注入功率的最大安全误差与相对误差都得到一定的改善，内部网络内的节点最大电压幅值相对误差也得到一定的改善，从而能够获得更高的外部网络的静态等值精度，进而能够更好的对内部网络进行静态安全分析，在对内网进行静态安全分析时，也能够获得更精确的潮流值。

主权项

一种互联电网中外部网络的静态等值方法，该方法有如下步骤：（1）获取外部网络静态等值前的互联电网基本信息，这些基本信息是：互联电网内全部线路的阻抗参数与对地电纳参数，变压器的阻抗参数、对地导纳参数及变比参数，全部节点的对地导纳参数；内部网络和边界上的非发电机节点电压；内部网络和边界上的非发电机节点注入电流；内部网络内的发电机节点电压、外部网络内的发电机节点电压；根据已获得的互联电网内全部线路的阻抗参数与对地电纳参数，变压器的阻抗参数、对地导纳参数及变比参数，全部节点的对地导纳参数，推导出内部网络和边界上的非发电机节点间的导纳矩阵，内部网络和边界上的非发电机节点与发电机节点间的导纳矩阵；同时结合已获得的内部网络和边界上的非发电机节点电压、非发电机节点注入电流，以及内部网络内的发电机节点电压，建立外部网络静态等值前的两个灵敏度关系式，它们是：①内部网络和边界上的非发电机节点电压与内部网络内的发电机节点电压之间的灵敏度关系式：－YLL－1YLG、②内部网络和边界上的非发电机节点电压与内部网络和边界上的非发电机节点注入电流之间的灵敏度关系式：YLL－1；在上述两个灵敏度关系式中，YLL是内部网络和边界上的非发电机节点间的导纳矩阵、YLG是内部网络和边界上的非发电机节点与发电机节点间的导纳矩阵；这两个导纳矩阵与所述内部网络和边界上的非发电机节点电压、内部网络和边界上的非发电机节点注入电流以及内部网络内的发电机节点电压的关系如下：UL＝－YLL－1YLGEG＋YLL－1IL ；上式中，UL为内部网络和边界上的非发电机节点电压，EG为内部网络内的发电机节点电压，IL为内部网络和边界上的非发电机节点注入电流；（2）建立外部网络的静态等值模型，在该静态等值模型的外部网络内设有虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和与其对应的虚拟发电机Ⅰ（G1），虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）与其对应的虚拟发电机Ⅱ（G2），；在该静态等值模型的边界上有非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj），在该静态等值模型中有连接这些节点的四类等值支路；这四类等值支路分别是，边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj）之间的等值支路（YeqBij），边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）之间的等值支路（YeqBi），边界上的非发电机节点Ⅱ（Bj）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqBj），以及虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqGij）；建立外部网络静态等值所需的两个灵敏度关系式，它们仍然是：①内部网络和边界上的非发电机节点电压与内部网络内的发电机节点电压之间的灵敏度关系式、②内部网络和边界上的非发电机节点电压与内部网络和边界上的非发电机节点注入电流之间的灵敏度关系式；但在本步骤的灵敏度关系式①中的所述发电机节点内，包括有在该静态等值模型的外部网络内所设的虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj），在本步骤的灵敏度关系式①、②中的所述非发电机节点内，包括有在该静态等值模型的边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj）；（3）令步骤（2）中的两个灵敏度关系式分别与步骤（1）中的两个灵敏度关系式对应相等，推导出边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj）之间的等值支路（YeqBij）所对应的导纳参数；根据步骤（2）中的两个灵敏度关系式与步骤（1）中两个灵敏度关系式对应相等，并结合常规Ward等值法，推导出边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）之间的等值支路（YeqBi）所对应的导纳参数，边界上非发电机节点Ⅱ（Bj）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqBj）所对应的导纳参数，以及虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqGij）所对应的导纳参数；根据边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj）与外部网络内的虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqBi、YeqBj）所对应的导纳参数，以及等值前后潮流状态的一致性和外部网络内的发电机节点电压，推导出外部网络静态等值后的虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）和虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）所分别对应的外部网络虚拟发电机Ⅰ（G1）的电压和虚拟发电机Ⅱ（G2）的电压；根据等值前后潮流状态的一致性以及内部网络和边界上的非发电机节点注入电流，推导出边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）所对应的等值注入电流和非发电机节点Ⅱ（Bj）所对应的等值注入电流；所述等值前后互联电网潮流状态的一致性是指，在内部网络内和边界上，等值前后内部网络和边界上的非发电机节点电压保持不变；其特征在于：在步骤（2）所述的静态等值模型的边界上，还增设了两类对地等值支路；这两类对地等值支路分别是：边界上的所述非发电机节点Ⅰ（Bi）的对地等值支路（YeqB0i）、边界上的所述非发电机节点Ⅱ（Bj）的对地等值支路（YeqB0j）；根据步骤（3）中所得的边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和非发电机节点Ⅱ（Bj）之间的等值支路（YeqBij）所对应的导纳参数，边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）和外部网络内的虚拟发电机节点Ⅰ（GeqBi）之间的等值支路（YeqBi）所对应的导纳参数、以及边界上的非发电机节点Ⅱ（Bj）和外部网络内的虚拟发电机节点Ⅱ（GeqBj）之间的等值支路（YeqBj）所对应的导纳参数，并结合外部网络静态等值前后边界上的非发电机节点与内部网络相连节点之间支路所对应的导纳参数保持不变，进而求得外部网络静态等值后边界上的非发电机节点Ⅰ（Bi）的对地等值支路（YeqB0i）所对应的导纳参数、外部网络静态等值后边界上的非发电机节点Ⅱ（Bj）的对地等值支路（YeqB0j）所对应的导纳参数。