CN105162119B - 一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，属于电力系统分析领域。该方法包括首先进行网络初始化，建立待重新拓扑馈线数组和重新潮流计算数组，并初始化为空数组，根据不同事件进行局部拓扑和局部潮流计算；根据待重新拓扑馈线数组是否为空判断是否需要进行局部拓扑分析：根据重新潮流计算数组是否为空判断是否需要进行局部潮流计算；该方法通过充分利用配电网络分区分块的特征，引入局部拓扑修正和局部潮流技术，解决大规模配电网潮流计算耗时长，响应速度慢的问题，本发明方法可以将开关操作、负荷调整等分析集中在局部馈线，同时对于数据更新，进行局部拓扑分析和量测数据更新，从而提高计算速度，可适用于大规模配网的潮流计算。
Description
技术领域
本发明属于电力系统分析领域，特别涉及一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法。
背景技术
电力系统一般包括由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成各种电压等级的输电网和配电网，它本身是一个多电压等级的复杂系统，在中国较为常见的交流电压等级包括1000kV、500kV、330kV、220kV、110kV、35kV、20kV、10kV、6.3kV、380V。交流电压等级中，通常将1kV及以下称为低压，1kV以上、20kV及以下称为中压，20kV以上、330kV以下称为高压，330kV及以上、1000kV以下称为超高压，1000kV及以上称为特高压。一般而言将35kV以上的电压线路称为输电线路，35kV及其以下的电压线路称为配电线路。电力系统正是由错综复杂的各个电压等级的电网构成，在中国，华北、华中、华东、西北电网互联，各个电压等级的电网内部之间均存在电气连接。将包含各个电压等级的庞大电网进行建模、计算，是一项庞大又及其复杂的工程。因此电力调度部门，一般只对管辖区域进行建模、计算，对区域外的电网采用等值处理，多年的运行经验表明，这的确是一种简单又可以满足精度需求的方法，特别是在35kV以上的电网得到了广泛的应用。
配电网更加靠近终端用户，涉及的节点、线路规模比输电网要高出2至3个数量级，目前配电网的潮流计算，一般按照以下步骤进行：
1.建立实时库，存储全网(即目标配网)的电力系统的全部设备，对上游电网采用戴维南等值进行等效处理。
2.针对全网进行拓扑搜索，合并部分线段、开关建立母线、线路、馈线模型，将电力系统的单端设备挂载到对应的母线，双端设备对应于线路或者变压器。
3.读取全网遥测和遥信的动态数据，进行状态估计或潮流计算。
当数据定时刷新来临或者操作人员进行开关变位(模拟)、负荷调整(模型)时，则依次调用步骤2、3。对于小规模的配电网，按照上述方法，可以满足响应时间的要求，但是对于成百上千馈线规模的配电网，上述方法及其耗时的，无法满足实时计算的要求。配电网的分析工具一般都是采用国外进口，典型代表是西班牙的Telvent，它采用了上文中提到的方法，该方法的主要缺点是响应速度慢，遇到数据更新或者模拟操作等，系统针对全网进行拓扑更新和数据更新。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术的不足，提出一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，该方法通过充分利用配电网络分区分块的特征，引入局部拓扑修正和局部潮流技术，解决大规模配电网潮流计算耗时长，响应速度慢的问题，基于该发明的潮流算法可以将开关操作、负荷调整等分析集中在局部馈线，同时对于数据更新(量测数据和开关遥信)，可以进行局部拓扑分析和量测数据更新，从而提高计算速度，可适用于大规模配网的潮流计算。
本发明提出的适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，包括以下步骤：
1)对配电网络初始化：
1.1)确定配电网络与上级网络的边界，对上级网络进行戴维南等值，构成配电网的电源点集合，将电源点集合为So；
1.2)遍历配电网模型中的电源点，以各个电源点作为起点，进行配电网络拓扑分析，每个电源点对应于一条馈线，配电网络中的所有馈线集合记为Feeder，定义馈线的联络馈线m_pFeeder属性，该属性只有两种取值，如果值为空，则代表该馈线辐射状运行；如果值为非空，则该值指向与馈线相连的馈线，配电网络中所有设备均包含所属馈线字段，该字段标志在拓扑生成的过程中更新；
1.3)遍历配电网络各条馈线，进行潮流计算；
2)建立待重新拓扑馈线集合FeederRetopoArray和重新潮流计算集合FeederReFlowArray，并初始化为空集合，根据不同事件进行局部拓扑和局部潮流计算；具体包括：
2.1)进行负荷调整:
获取待调整负荷的所属馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果否，则将Fi加入到FeederReFlowArray中；如果是，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
2.2)进行开关变位操作:
获取开关所属的馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果是，则将Fi加入FeederReFlowArray中；如果否，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederRetopoArray和FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
3)根据FeederRetopoArray是否为空判断是否需要进行局部拓扑分析：
如果FeederRetopoArray为空，则不需要进行局部拓扑分析；反之，则需要遍历FeederRetopoArray中的馈线，重新生成局部拓扑，根据拓扑分析结果设置馈线的m_pFeeder属性；
4)根据FeederReFlowArary是否为空判断是否需要进行局部潮流计算：
如果FeederReFlowArary为空，则不要进行局部潮流计算，转步骤5)；反之遍历FeederReFlowArary中的馈线，其中第k条馈线Fk,如果Fk为辐射馈线，则直接对该馈线进行潮流计算，如果Fk为非辐射馈线，则将Fk以及其连接的馈线同时进行潮流计算；
5)等待下一次事件到来，转向步骤2)。
本发明提出的一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，旨在解决现有技术的不足，该方法通过充分利用配电网络分区分块的特征，引入局部拓扑修正和局部潮流技术，解决大规模配电网潮流计算耗时长，响应速度慢的问题，基于该发明的潮流算法可以将开关操作、负荷调整等分析集中在局部馈线，从而提高计算速度，可适用于大规模配网的潮流计算。
附图说明
图1是本发明方法实施例所用简单电网拓扑图。
具体实施方式
本发明提出的适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法结合实施例及附图详细说明如下：
本发明提出的适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)对配电网络初始化：
1.1)确定配电网络与上级网络的边界，对上级网络进行戴维南等值，构成配电网的电源点集合，将电源点集合为So；
1.2)遍历配电网模型中的电源点，以各个电源点作为起点，进行配电网络拓扑分析，每个电源点对应于一条馈线，配电网络中的所有馈线集合记为Feeder，定义馈线的联络馈线m_pFeeder属性，该属性只有两种取值，如果值为空，则代表该馈线辐射状运行；如果值为非空，则该值指向与馈线相连的馈线，配电网络中所有设备均包含所属馈线字段，该字段标志在拓扑生成的过程中更新；
1.3)遍历配电网络各条馈线，进行潮流计算；
2)建立待重新拓扑馈线集合FeederRetopoArray和重新潮流计算集合FeederReFlowArray，并初始化为空集合，根据不同事件进行局部拓扑和局部潮流计算；具体包括：
2.1)进行负荷调整:
获取待调整负荷的所属馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果否，则将Fi加入到FeederReFlowArray中；如果是，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
2.2)进行开关变位操作:
获取开关所属的馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果是，则将Fi加入FeederReFlowArray中；如果否，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederRetopoArray和FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
3)根据FeederRetopoArray是否为空判断是否需要进行局部拓扑分析：
如果FeederRetopoArray为空，则不需要进行局部拓扑分析；反之，则需要遍历FeederRetopoArray中的馈线，重新生成局部拓扑，根据拓扑分析结果设置馈线的m_pFeeder属性；
4)根据FeederReFlowArary是否为空判断是否需要进行局部潮流计算：
如果FeederReFlowArary为空，则不要进行局部潮流计算，转步骤5)；反之遍历FeederReFlowArary中的馈线，其中第k条馈线Fk,如果Fk为辐射馈线，则直接对该馈线进行潮流计算，如果Fk为非辐射馈线，则将Fk以及其连接的馈线同时进行潮流计算；
5)等待下一次事件到来，转向步骤2)。
以下结合具体实施例，详细介绍本发明的方法：
图1为实施例所用到的电网模型，该模型中共包括3个电源点，15个节点，8条线段、5个开关(所有开关均处于闭合状态)、8个负荷，共3条馈线，馈线1为辐射运行，馈线2和馈线3通过节点8～节点12的开关联络，成环运行。
本发明提出的适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，包括以下步骤
1)对配电网络初始化：
1.1)确定配电网络与上级网络的边界，对上级网络进行戴维南等值，构成配电网的电源点集合，将电源点集合为So；
在该实施例中So＝{G1，G2，G3}。
1.2)遍历配电网模型中的电源点，以各个电源点作为起点，进行配电网络拓扑分析，每个电源点对应于一条馈线，配电网络中的所有馈线集合记为Feeder，定义馈线的联络馈线m_pFeeder属性，该属性只有两种取值，如果值为空，则代表该馈线辐射状运行；如果值为非空，则该值指向与馈线相连的馈线，配电网络中所有设备均包含所属馈线字段，该字段标志在拓扑生成的过程中更新；
拓扑分析后，得到G1、G2、G3对应的3条馈线依次为F1、F2、F3。由于联络开关8～12处于闭合状态，因此馈线F2的m_pFeeder属性为F3，馈线F3的m_pFeeder属性为F2，馈线F1的m_pFeeder属性为空。
1.3)遍历配电网络各条馈线，进行潮流计算；
2)建立待重新拓扑馈线集合FeederRetopoArray和重新潮流计算集合FeederReFlowArray，并初始化为空集合，根据不同事件进行局部拓扑和局部潮流计算；具体包括：
2.1)进行负荷调整:
获取待调整负荷的所属馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果否，则将Fi加入到FeederReFlowArray中；如果是，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
例如对F1的节点3上挂载的负荷进行负荷调整，节点3所属馈线为F1，其m_pFeeder属性为空，F1增加到FeederReFlowArray中；如果对F2的节点9负荷进行调整，F2的m_pFeeder属性为F3，则F2、F3都加入到FeederReFlowArray中。然后转向步骤3)；
2.2)进行开关变位操作:
获取开关所属的馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果是，则将Fi加入FeederReFlowArray中；如果否，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederRetopoArray和FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)。
例如上步骤中对开关5～6进行变位操作，由合到分，该开关所属馈线为F1，因此F1需要重新进行拓扑分析。
对开关7～8进行变位操作，由合到分，FeederRetopoArray中包含F2、F3，即F2、F3需要重新进行拓扑分析。
3)根据FeederRetopoArray是否为空判断是否需要进行局部拓扑分析：
如果FeederRetopoArray为空，则不需要进行局部拓扑分析；反之，则需要遍历FeederRetopoArray中的馈线，重新生成局部拓扑，根据拓扑分析结果设置馈线的m_pFeeder属性；
例如上步骤中对开关5～6进行变位操作，由合到分，该开关所属馈线为F1，因此F1需要重新进行拓扑分析。
对开关7～8进行变位操作，由合到分，FeederRetopoArray中包含F2、F3，即F2、F3需要重新进行拓扑分析。
4)根据FeederReFlowArary是否为空判断是否需要进行局部潮流计算：
如果FeederReFlowArary为空，则不要进行局部潮流计算，转步骤5)；反之遍历FeederReFlowArary中的馈线，其中第k条馈线Fk,如果Fk为辐射馈线，则直接对该馈线进行潮流计算，如果Fk为非辐射馈线，则将Fk以及其连接的馈线同时进行潮流计算；
对开关5～6进行变位操作，由合到分，该开关所属馈线为F1，FeederReFlowArary中包含F1，因此F1需要重新进行潮流计算。
开关7～8进行变位操作，由合到分，FeederReFlowArary中包含F2、F3,即F2、F3需要重新进行潮流计算。
5)等待下一次事件到来，转向步骤2)。
Claims (1)
1.一种适用于大规模配电网的局部修正潮流计算方法，包括以下步骤：
1)对配电网络初始化：
1.1)确定配电网络与上级网络的边界，对上级网络进行戴维南等值，构成配电网的电源点集合，将电源点集合为So；
1.2)遍历配电网模型中的电源点，以各个电源点作为起点，进行配电网络拓扑分析，每个电源点对应于一条馈线，配电网络中的所有馈线集合记为Feeder，定义馈线的联络馈线m_pFeeder属性，该属性只有两种取值，如果值为空，则代表该馈线辐射状运行；如果值为非空，则该值指向与馈线相连的馈线，配电网络中所有设备均包含所属馈线字段，该字段标志在拓扑生成的过程中更新；
1.3)遍历配电网络各条馈线，进行潮流计算；
2)建立待重新拓扑馈线集合FeederRetopoArray和重新潮流计算集合FeederReFlowArray，并初始化为空集合，根据不同事件进行局部拓扑和局部潮流计算；具体包括：
2.1)进行负荷调整:
获取待调整负荷的所属馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果否，则将Fi加入到FeederReFlowArray中；如果是，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)；
2.2)进行开关变位操作:
获取开关所属的馈线Fi，并判断Fi的m_pFeeder属性是否为空，如果是，则将Fi加入FeederReFlowArray中；如果否，则将Fi和Fi的m_pFeeder属性中对应的馈线一起加入到FeederRetopoArray和FeederReFlowArary中，然后转向步骤3)；
3)根据FeederRetopoArray是否为空判断是否需要进行局部拓扑分析：
如果FeederRetopoArray为空，则不需要进行局部拓扑分析；反之，则需要遍历FeederRetopoArray中的馈线，重新生成局部拓扑，根据拓扑分析结果设置馈线的m_pFeeder属性；
4)根据FeederReFlowArary是否为空判断是否需要进行局部潮流计算：
如果FeederReFlowArary为空，则不要进行局部潮流计算，转步骤5)；反之遍历FeederReFlowArary中的馈线，其中第k条馈线Fk,如果Fk为辐射馈线，则直接对该馈线进行潮流计算，如果Fk为非辐射馈线，则将Fk以及其连接的馈线同时进行潮流计算；
5)等待下一次事件到来，转向步骤2)。
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