CN105067917A - 一种潮流支路数据合理性校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种潮流支路数据合理性校验方法，所述潮流支路数据包括线路参数、变压器参数和支路负载率，该方法包括对线路参数、变压器参数和支路负载率的合理性进行校验。本发明中支路负载率校验不依赖于潮流收敛性，采用不存在收敛性的直流潮流估算支路功率，获得了支路功率的近似结果进行检查，避免了支路负载率不合理导致潮流不收敛，无法获取支路潮流结果的弊端；本发明将取值范围大，不易直接检查的支路参数折算为直观的线路长度和具有典型取值范围的变压器短路电压百分比，方法思路清晰，直观实用。

Description

一种潮流支路数据合理性校验方法

技术领域

本发明涉及一种校验方法，具体涉及一种潮流支路数据合理性校验方法。

背景技术

潮流中的支路包含线路和变压器，线路参数与线路型号和环境温度有关，是设备的固有属性。支路参数检查主要有以下两种思路：

1)直接检查

这种方法直接将参数大于或小于一定门槛值的设备筛选出来进行提示。该方法十分简单但是过于粗略，只能讲过大或过小的参数检查出来，无法发现取值范围内的填写错误。

2)利用参数关系间接检查

这种方法通过参数间的关系检查支路参数，如著名的R/X检查。但是对于支路不同参数都填写错误的时候，该方法无效。如某一线路的电阻，电抗都错填为原来的10倍，该方法无法发现错误。

支路安排功率主要受发电、负荷分布和支路参数共同决定，在潮流计算结束后才能得到。如果支路功率安排不合理，很可能会导致潮流不收敛，这时支路功率无法得知，更无法发现数据不合理的地方。如果能在潮流计算之前发现支路功率安排不合理的地方，将会帮助计算人员发现数据错误，也有助于提高潮流收敛性，然而这方面的研究尚没有成熟的方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种潮流支路数据合理性校验方法，能近似的检查线路参数和支路负载率是否合理，有助于发现并修正错误参数，提高数据质量。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种潮流支路数据合理性校验方法，所述潮流支路数据包括线路参数、变压器参数和支路负载率；所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：对线路参数的合理性进行校验；

步骤2：对变压器参数的合理性进行校验；

步骤3：对支路负载率的合理性进行校验。

所述步骤1中，线路参数为线路电抗标幺值；步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：获取线路电抗标幺值x_L ^*、线路基准电压V_base-L、系统基准容量S_base和线路单位电抗值ρ；

步骤1-2：计算线路电抗有名值x_L，有：

$x_L={x_L}^{*}\·\frac{V_{base-L}^2}{S_{base}}---\left(1\right)$

步骤1-3：估算线路长度l，有：

$l=\frac{x_L}{\mathrm{\ρ}}---\left(2\right)$

步骤1-4：校验线路参数的合理性，具体有：

设定线路长度门槛值为l_max，若线路长度l小于等于线路长度门槛值l_max，则表明线路参数合理，否则表明线路参数不合理，列出线路参数不合理的线路。

所述步骤2中，变压器参数为变压器漏抗标幺值；步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1：获取变压器漏抗标幺值x_T ^*、系统基准容量S_base和变压器容量S_T；

步骤2-2：计算变压器短路电压百分比k，有：

$k={x_T}^{*}\frac{S_T}{S_{base}}\×100---\left(3\right)$

步骤2-3：校验变压器参数的合理性，具体有：

设定变压器短路电压百分比上下限分别为k_max和k_min，若k_min≤k≤k_max，则表明变压器参数合理，否则表明变压器参数不合理，列出变压器不合理的变压器。

所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3-1：对节点i的负荷进行修正，有：

P_load-DCi＝(1+ε_A)P_loadi(4)

其中，P_loadi表示修正前节点i的负荷，P_load-DCi表示用于直流潮流计算的修正后节点i的负荷，ε_A表示网损率；

步骤3-2：形成直流潮流并求解，得到节点j的相角θ_j，i,j＝1,2…n，n表示节点总数；有：

$P_i=\underset{j\∈i}{\Σ}{B}_{ij}{\mathrm{\θ}}_j---\left(5\right)$

其中，P_i表示节点i处注入的有功功率，即P_i＝P_Gi-P_load-DCi，P_Gi表示节点i的有功出力；B_ij表示忽略支路电阻后的节点导纳，当j≠i时，节点i与节点j之间的互导纳B_ij表示为：

$B_{ij}=-\frac{1}{x_{ij}}---\left(6\right)$

当j＝i时，节点i的自导纳B_ii表示为：

$B_{ii}=\underset{\underset{j\≠i}{j\∈i}}{\Σ}\frac{1}{x_{ij}}---\left(7\right)$

其中，x_ij表示节点i与节点j之间的电抗；

步骤3-3：计算节点i与节点j之间支路ij的有功功率，有：

$P_{ij}=\frac{{\mathrm{\θ}}_i-{\mathrm{\θ}}_j}{x_{ij}}---\left(8\right)$

其中，P_ij表示节点i与节点j之间支路ij的有功功率，θ_i表示节点i的相角；

步骤3-4：对于线路，通过线路额定电流计算线路额定容量，有：

S_ij-L＝V_base-L*I_rating(9)

其中，S_ij-L表示线路额定容量，I_rating表示线路额定电流，V_base-L表示线路基准电压；

对于变压器支路，直接获取变压器额定容量S_ij-T；

步骤3-5：计算支路负载率，具体有：

对于线路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-L(10)

对于变压器支路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-T(11)

步骤3-6：对检验支路负载率的合理性，具体有：

设支路负载率门槛值为R_max，若R_ij≤R_max，则表明支路负载率合理，否则表明支路负载率不合理，列出支路负载率不合理的线路和变压器支路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)充分考虑了电力系统潮流数据的特点，潮流数据中的支路参数仅包括电阻、电抗、电导、电纳，不包含线路、变压器型号以及线路长度信息，且支路参数通常填写标幺值，参数校验必须根据潮流数据的特点设计，不能依赖潮流数据中不包含的参数；

2)支路负载率校验不依赖于潮流收敛性，采用不存在收敛性的直流潮流估算支路功率，获得了支路功率的近似结果进行检查，避免了支路负载率不合理导致潮流不收敛，无法获取支路潮流结果的弊端；

3)将取值范围大，不易直接检查的支路参数折算为直观的线路长度和具有典型取值范围的变压器短路电压百分比，方法思路清晰，直观实用。

附图说明

图1是本发明实施例中潮流支路数据合理性校验方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

潮流计算中，支路参数一般填写标幺值，参数取值范围非常广，可从0.0001p.u.到10p.u.，通过对大量潮流数据的分析发现，参数填写错误主要是标幺值参数折算时的错误和数据复制时错误，这种错误通常会照成所填写线路标幺值参数与正常参数之间存在数量级差别，

支路参数检查，需要考虑如下问题：

1)要能检查出参数数量级上的严重错误；

2)要不依赖于潮流计算以外的数据；

3)方法不要求精确判断参数的正确性，但是需要尽可能地将存在问题的参数筛选出来；

本发明的参数检查方案采用间接检查的思路，包括两部分：

一、线路参数检查，根据不同电压等级线路单位长度典型的参数计算潮流数据中线路参数的大致长度，将超过一定长度的线路列出来，提醒计算人员注意这些线路的参数是否正确。

二、变压器参数检查，根据变压器漏抗参数值折算变压器的短路电压百分比，分电压等级与变压器的典型短路电压百分比进行比对，将差别较大的变压器列出来，提醒计算人员注意这些线路的参数是否正确。

我们选用线路和变压器电抗参数，这是因为，支路电抗参数是潮流线路数据中最主要的参数，参数缺失的情况比较少，对潮流计算的影响也最大。

支路功率合理性检查，需要考虑如下问题：

1)要不依赖于潮流计算结果，在潮流计算之估算支路功率并检查；

2)估算方法收敛性好或没有收敛性问题；

3)估算支路功率与潮流计算结果相差不大，在保留一定裕度的情况下，能够大于潮流计算结果。

本发明提供的潮流支路数据合理性校验采用直流潮流估算直流功率，考虑到直流潮流的误差以及直流潮流中不包含无功功率，考虑一定的裕度，将直流潮流支路功率大于支路传输容量a％的线路帅选出来，a值可根据情况灵活设定。

如图1，本发明提供一种潮流支路数据合理性校验方法，所述潮流支路数据包括线路参数、变压器参数和支路负载率；所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：对线路参数的合理性进行校验；

步骤2：对变压器参数的合理性进行校验；

步骤3：对支路负载率的合理性进行校验。

所述步骤1中，线路参数为线路电抗标幺值；步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：获取线路电抗标幺值x_L ^*、线路基准电压V_base-L、系统基准容量S_base和线路单位电抗值ρ；

步骤1-2：计算线路电抗有名值x_L，有：

$x_L={x_L}^{*}\·\frac{V_{base-L}^2}{S_{base}}---\left(1\right)$

步骤1-3：估算线路长度l，有：

$l=\frac{x_L}{\mathrm{\ρ}}---\left(2\right)$

步骤1-4：校验线路参数的合理性，具体有：

设定线路长度门槛值为l_max，若线路长度l小于等于线路长度门槛值l_max，则表明线路参数合理，否则表明线路参数不合理，列出线路参数不合理的线路。

所述步骤2中，变压器参数为变压器漏抗标幺值；步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1：获取变压器漏抗标幺值x_T ^*、系统基准容量S_base和变压器容量S_T；

步骤2-2：计算变压器短路电压百分比k，有：

$k={x_T}^{*}\frac{S_T}{S_{base}}\×100---\left(3\right)$

步骤2-3：校验变压器参数的合理性，具体有：

设定变压器短路电压百分比上下限分别为k_max和k_min，若k_min≤k≤k_max，则表明变压器参数合理，否则表明变压器参数不合理，列出变压器不合理的变压器。

直流潮流通过将非线性电力系统潮流问题简化为线性电路问题，从而使计算非常方便，无需迭代，不存在收敛性问题。对于正常运行的电力系统，节点电压在额定电压附近，支路两端相角差很小，且对输电网而言，支路电阻远小于电抗，此时，直流潮流的计算误差通常在3％～10％。

交流潮流中由于要考虑网损，系统安排的发电要大于负荷，而在直流潮流中，这部分差额将全部由平衡机承担。当系统规模较大时，网损的数值往往会很大，这时候会照成平衡机出力为很大的负值，使平衡机周边支路的误差增大。因此，本文在常规直流潮流中引入负荷修正系数来减少网损带来的误差，即按照分区网损率ε_A，将节电负荷按照按P_load-DCi＝(1+ε_A)P_loadi修正。这样做的实质是将网损分摊到了所有的负荷节点，避免了全部由平衡机承担网损带来的局部误差较大的弊端。

所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3-1：对节点i的负荷进行修正，有：

P_load-DCi＝(1+ε_A)P_loadi(4)

其中，P_loadi表示修正前节点i的负荷，P_load-DCi表示用于直流潮流计算的修正后节点i的负荷，ε_A表示网损率；

步骤3-2：形成直流潮流并求解，得到节点j的相角θ_j，i,j＝1,2…n，n表示节点总数；有：

$P_i=\underset{j\∈i}{\Σ}{B}_{ij}{\mathrm{\θ}}_j---\left(5\right)$

其中，P_i表示节点i处注入的有功功率，即P_i＝P_Gi-P_load-DCi，P_Gi表示节点i的有功出力；B_ij表示忽略支路电阻后的节点导纳，当j≠i时，节点i与节点j之间的互导纳B_ij表示为：

$B_{ij}=-\frac{1}{x_{ij}}---\left(6\right)$

当j＝i时，节点i的自导纳B_ii表示为：

$B_{ii}=\underset{\underset{j\≠i}{j\∈i}}{\Σ}\frac{1}{x_{ij}}---\left(7\right)$

其中，x_ij表示节点i与节点j之间的电抗；

步骤3-3：计算节点i与节点j之间支路ij的有功功率，有：

$P_{ij}=\frac{{\mathrm{\θ}}_i-{\mathrm{\θ}}_j}{x_{ij}}---\left(8\right)$

其中，P_ij表示节点i与节点j之间支路ij的有功功率，θ_i表示节点i的相角；

步骤3-4：对于线路，通过线路额定电流计算线路额定容量，有：

S_ij-L＝V_base-L*I_rating(9)

其中，S_ij-L表示线路额定容量，I_rating表示线路额定电流，V_base-L表示线路基准电压；

对于变压器支路，直接获取变压器额定容量S_ij-T；

步骤3-5：计算支路负载率，具体有：

对于线路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-L(10)

对于变压器支路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-T(11)

步骤3-6：对检验支路负载率的合理性，具体有：

设支路负载率门槛值为R_max，若R_ij≤R_max，则表明支路负载率合理，否则表明支路负载率不合理，列出支路负载率不合理的线路和变压器支路。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种潮流支路数据合理性校验方法，其特征在于：所述潮流支路数据包括线路参数、变压器参数和支路负载率；所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：对线路参数的合理性进行校验；

步骤2：对变压器参数的合理性进行校验；

步骤3：对支路负载率的合理性进行校验。

2.根据权利要求1所述的潮流支路数据合理性校验方法，其特征在于：所述步骤1中，线路参数为线路电抗标幺值；步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：获取线路电抗标幺值x_L ^*、线路基准电压V_base-L、系统基准容量S_base和线路单位电抗值ρ；

步骤1-2：计算线路电抗有名值x_L，有：

$x_L={x_L}^{*}\·\frac{V_{base-L}^2}{S_{base}}---\left(1\right)$

步骤1-3：估算线路长度l，有：

$l=\frac{x_L}{\mathrm{\ρ}}---\left(2\right)$

步骤1-4：校验线路参数的合理性，具体有：

设定线路长度门槛值为l_max，若线路长度l小于等于线路长度门槛值l_max，则表明线路参数合理，否则表明线路参数不合理，列出线路参数不合理的线路。

3.根据权利要求1所述的潮流支路数据合理性校验方法，其特征在于：所述步骤2中，变压器参数为变压器漏抗标幺值；步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1：获取变压器漏抗标幺值x_T ^*、系统基准容量S_base和变压器容量S_T；

步骤2-2：计算变压器短路电压百分比k，有：

$k={x_T}^{*}\frac{S_T}{S_{base}}\×100---\left(3\right)$

步骤2-3：校验变压器参数的合理性，具体有：

设定变压器短路电压百分比上下限分别为k_max和k_min，若k_min≤k≤k_max，则表明变压器参数合理，否则表明变压器参数不合理，列出变压器不合理的变压器。

4.根据权利要求1所述的潮流支路数据合理性校验方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3-1：对节点i的负荷进行修正，有：

P_load-DCi＝(1+ε_A)P_loadi(4)

其中，P_loadi表示修正前节点i的负荷，P_load-DCi表示用于直流潮流计算的修正后节点i的负荷，ε_A表示网损率；

步骤3-2：形成直流潮流并求解，得到节点j的相角θ_j，i,j＝1,2…n,n表示节点总数；有：

$P_i=\underset{j\∈i}{\Σ}{B}_{ij}{\mathrm{\θ}}_j---\left(5\right)$

其中，P_i表示节点i处注入的有功功率，即P_i＝P_Gi-P_load-DCi，P_Gi表示节点i的有功出力；B_ij表示忽略支路电阻后的节点导纳，当j≠i时，节点i与节点j之间的互导纳B_ij表示为：

$B_{ij}=-\frac{1}{x_{ij}}---\left(6\right)$

当j＝i时，节点i的自导纳B_ii表示为：

$B_{ii}=\underset{\underset{j\≠i}{j\∈i}}{\Σ}\frac{1}{x_{ij}}---\left(7\right)$

其中，x_ij表示节点i与节点j之间的电抗；

步骤3-3：计算节点i与节点j之间支路ij的有功功率，有：

$P_{ij}=\frac{{\mathrm{\θ}}_i-{\mathrm{\θ}}_j}{x_{ij}}---\left(8\right)$

其中，P_ij表示节点i与节点j之间支路ij的有功功率，θ_i表示节点i的相角；

步骤3-4：对于线路，通过线路额定电流计算线路额定容量，有：

S_ij-L＝V_base-L*I_rating(9)

其中，S_ij-L表示线路额定容量，I_rating表示线路额定电流，V_base-L表示线路基准电压；

对于变压器支路，直接获取变压器额定容量S_ij-T；

步骤3-5：计算支路负载率，具体有：

对于线路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-L(10)

对于变压器支路，支路负载率R_ij表示为：

R_ij＝P_ij/S_ij-T(11)

步骤3-6：对检验支路负载率的合理性，具体有：

设支路负载率门槛值为R_max，若R_ij≤R_max，则表明支路负载率合理，否则表明支路负载率不合理，列出支路负载率不合理的线路和变压器支路。