CN111199494B - 提高电力系统整定计算速度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种提高电力系统整定计算速度的方法及装置，该方法包括以下步骤：获取计算单元的等值；根据计算单元的等值，生成第一计算模型；基于对象生成详细计算单元和简化计算单元；对第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。本发明能够提高电力系统整定计算效率，同时满足计算准确性和完整性要求。

Description

提高电力系统整定计算速度的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种提高电力系统整定计算速度的方法及装置。

背景技术

目前电力系统故障计算算法采用的是节点阻抗矩阵，节点阻抗矩阵是通过节点导纳矩阵求逆获得。随着电力系统规模越来越大，节点数目也越来越多，节点导致矩阵的求逆耗时呈指数上升，无法满足工程实际中快速求解的要求。

针对这方面的问题，目前常规的方式是采用人工划分方法，将大规模电网进行降阶操作，以提高计算速度。但传统算法的分区规模及边界支路条数在分区方案确定后便无法更改；与此同时，两个相邻区域间联络线的保护定值配合关系也无法获取，从而导致计算效率不高。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种提高电力系统整定计算速度的方法，该方法能够提高电力系统整定计算效率，同时满足计算准确性和完整性要求。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种提高电力系统整定计算速度的装置。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种提高电力系统整定计算速度的方法，包括以下步骤：获取计算单元的等值；根据所述计算单元的等值，生成第一计算模型；基于对象生成详细计算单元和简化计算单元；对所述第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。

根据本发明实施例的提高电力系统整定计算速度的方法，在电力系统整定计算的过程中，基于整个电网模型，保证了计算的正确性；在将大电网分成计算单元的时候，计算单元内模型很小，效率很高，同时计算单元的分割是固定的，可以进一步通过存储计算结果来提高效率；在第二重降阶过程中，计算模型包含了电网的简单模型和详细模型，能够满足计算正确性和完整性要求。

另外，根据本发明上述实施例的提高电力系统整定计算速度的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述根据所述计算单元的等值，生成第一计算模型，包括：根据所述计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成所述第一计算模型。

在一些示例中，所述获取计算单元的等值，包括：将全网模型分成多个计算单元；计算每个计算单元对外电网的等值，并存储所述等值。

在一些示例中，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，包括：在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算。

在一些示例中，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，还包括：在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。

为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种提高电力系统整定计算速度的装置，包括：获取模块，用于获取计算单元的等值；第一生成模块，用于根据所述计算单元的等值，生成第一计算模型；第二生成模块，用于基于对象生成详细计算单元和简化计算单元；第三生成模块，对所述第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。

根据本发明实施例的提高电力系统整定计算速度的装置，在电力系统整定计算的过程中，基于整个电网模型，保证了计算的正确性；在将大电网分成计算单元的时候，计算单元内模型很小，效率很高，同时计算单元的分割是固定的，可以进一步通过存储计算结果来提高效率；在第二重降阶过程中，计算模型包含了电网的简单模型和详细模型，能够满足计算正确性和完整性要求。

另外，根据本发明上述实施例的提高电力系统整定计算速度的装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述根据所述计算单元的等值，生成第一计算模型，包括：根据所述计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成所述第一计算模型。

在一些示例中，所述获取模块用于将全网模型分成多个计算单元；计算每个计算单元对外电网的等值，并存储所述等值。

在一些示例中，所述第二生成模块用于：在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算。

在一些示例中，所述第二生成模块还用于：在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的提高电力系统整定计算速度的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的模型两次降阶流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的基于对象对计算单元不同处理流程示意图；

图4是根据本发明一个实施例的提高电力系统整定计算速度的装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的提高电力系统整定计算速度的方法及装置。

图1是根据本发明一个实施例的提高电力系统整定计算速度的方法的流程图。如图1所示，该提高电力系统整定计算速度的方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取计算单元的等值。

具体的，获取计算单元的等值，包括：将全网模型分成多个计算单元；计算每个计算单元对外电网的等值，并存储等值。

步骤S2：根据计算单元的等值，生成第一计算模型。

具体的，根据计算单元的等值，生成第一计算模型，包括：根据计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一计算模型。也即是说，以计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一个计算模型，即第一计算模型。

步骤S3：基于对象生成详细计算单元和简化计算单元。

具体的，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，即基于计算的种类分别处理，包括：

在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算。换言之，即在计算整定参数的时候，需要考虑计算支路，查看支路和检修支路，有的也需要考虑厂站方式，所以要把这四项所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算即可。

进一步地，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，即基于计算的种类分别处理，还包括：在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。换言之，即故障计算需要考虑故障支路和查看支路，可以把只考虑这两项，如果故障计算也考虑检修和厂站方式，那么可以把检修和厂站方式的计算单元作为详细计算单元，可基于计算形式扩展。

步骤S4：对第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。即，实现模型的第二次降阶，生成第二个计算模型，即第二计算模型。

在具体实施例中，结合图2所示，在整定计算之前，首先判断是否含有所有计算单元的等值，如果有计算单元的等值进行下一步，如果没有计算单元的等值，那么采用以下两步生成计算单元的等值。即，1)把全网模型分成若干计算单元；2)计算每个计算单元对外电网的等值，并保存。

进一步地，以计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一个计算模型。

进一步地，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，基于计算的种类分别处理。

结合图3所示，具体包括：

1)整定参数计算：在计算整定参数的时候，需要考虑计算支路，查看支路和检修支路，有的也需要考虑厂站方式，所以要把这四项所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算即可。

2)故障计算：故障计算需要考虑故障支路和查看支路，可以把只考虑这两项，如果故障计算也考虑检修和厂站方式，那么可以把检修和厂站方式的计算单元作为详细计算单元，可基于计算形式扩展。

进一步地，实现模型的第二次降阶，生成第二个计算模型。

需要说明的是，计算单元是由全网分解成若干块得到的，块与块之间的连接称为“切割支路”，对于任一计算单元，对外电网的影响可以采用两种方式实现：1.详细模型，那么计算单元内的设备按照实际的连接关系和参数加载，适用于计算单元的设备作为关注对象；2.简化模型，计算单元内的模型等效成外部系统或等值联络线，适用于该计算单元内设备不作为关注对象，对计算结果的影响只要以等值形式体现就可以了。基于实际电网结构，可以把厂站作为计算单元，那么站间线为切割支路。

综上，该提高电力系统整定计算速度的方法，采用基于对象的矩阵双重降阶方法，通过降低矩阵阶数来达到提高计算效率。具体的，先将大电网分成若干计算单元，计算单元对大电网其他部分的影响是通过等值实现的，形成计算单元范围的简化模型。在实际生成节点阻抗矩阵的时候，只考虑各计算单元和边界线，从而实现对大电网的第一重降阶。同时在实际应用过程中，在某些情况下需要考虑到某些计算单元内的详细模型，那么基于第一重模型，关注对象以详细模型，其他计算单元以简化模型考虑，实现第二重降阶。

根据本发明实施例的提高电力系统整定计算速度的方法，在电力系统整定计算的过程中，基于整个电网模型，保证了计算的正确性；在将大电网分成计算单元的时候，计算单元内模型很小，效率很高，同时计算单元的分割是固定的，可以进一步通过存储计算结果来提高效率；在第二重降阶过程中，计算模型包含了电网的简单模型和详细模型，能够满足计算正确性和完整性要求。

本发明的进一步实施例还提出了一种提高电力系统整定计算速度的装置。

图4是根据本发明一个实施例的提高电力系统整定计算速度的装置的结构框图。如图4所示，该提高电力系统整定计算速度的装置100，包括：获取模块110、第一生成模块120、第二生成模块130和第三生成模块140。

具体的，获取模块110用于获取计算单元的等值。

具体的，获取模块110用于将全网模型分成多个计算单元，计算每个计算单元对外电网的等值，并存储等值。

第一生成模块120用于根据计算单元的等值，生成第一计算模型。

具体的，第一生成模块120用于根据计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一计算模型。也即是说，以计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一个计算模型，即第一计算模型。

第二生成模块130用于基于对象生成详细计算单元和简化计算单元。

具体的，第二生成模块130用于：在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算。换言之，即在计算整定参数的时候，需要考虑计算支路，查看支路和检修支路，有的也需要考虑厂站方式，所以要把这四项所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算即可。

进一步地，第二生成模块130还用于：在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。换言之，即故障计算需要考虑故障支路和查看支路，可以把只考虑这两项，如果故障计算也考虑检修和厂站方式，那么可以把检修和厂站方式的计算单元作为详细计算单元，可基于计算形式扩展。

第三生成模块140对第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。即，实现模型的第二次降阶，生成第二个计算模型，即第二计算模型。

在具体实施例中，在整定计算之前，首先判断是否含有所有计算单元的等值，如果有计算单元的等值进行下一步，如果没有计算单元的等值，那么采用以下两步生成计算单元的等值。即，1)把全网模型分成若干计算单元；2)计算每个计算单元对外电网的等值，并保存。

进一步地，以计算单元的等值和计算单元之间的连线，生成第一个计算模型。

进一步地，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，基于计算的种类分别处理。

具体包括：

1)整定参数计算：在计算整定参数的时候，需要考虑计算支路，查看支路和检修支路，有的也需要考虑厂站方式，所以要把这四项所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算即可。

2)故障计算：故障计算需要考虑故障支路和查看支路，可以把只考虑这两项，如果故障计算也考虑检修和厂站方式，那么可以把检修和厂站方式的计算单元作为详细计算单元，可基于计算形式扩展。

进一步地，实现模型的第二次降阶，生成第二个计算模型。

需要说明的是，计算单元是由全网分解成若干块得到的，块与块之间的连接称为“切割支路”，对于任一计算单元，对外电网的影响可以采用两种方式实现：1.详细模型，那么计算单元内的设备按照实际的连接关系和参数加载，适用于计算单元的设备作为关注对象；2.简化模型，计算单元内的模型等效成外部系统或等值联络线，适用于该计算单元内设备不作为关注对象，对计算结果的影响只要以等值形式体现就可以了。基于实际电网结构，可以把厂站作为计算单元，那么站间线为切割支路。

综上，该提高电力系统整定计算速度的装置，采用基于对象的矩阵双重降阶方法，通过降低矩阵阶数来达到提高计算效率。具体的，先将大电网分成若干计算单元，计算单元对大电网其他部分的影响是通过等值实现的，形成计算单元范围的简化模型。在实际生成节点阻抗矩阵的时候，只考虑各计算单元和边界线，从而实现对大电网的第一重降阶。同时在实际应用过程中，在某些情况下需要考虑到某些计算单元内的详细模型，那么基于第一重模型，关注对象以详细模型，其他计算单元以简化模型考虑，实现第二重降阶。

根据本发明实施例的提高电力系统整定计算速度的装置，在电力系统整定计算的过程中，基于整个电网模型，保证了计算的正确性；在将大电网分成计算单元的时候，计算单元内模型很小，效率很高，同时计算单元的分割是固定的，可以进一步通过存储计算结果来提高效率；在第二重降阶过程中，计算模型包含了电网的简单模型和详细模型，能够满足计算正确性和完整性要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种提高电力系统整定计算速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将全网模型分成多个计算单元，计算每个计算单元对外电网的等值，获取各计算单元的等值；

根据所述各计算单元的等值和所述各计算单元之间的连线，生成第一计算模型；

基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，其中，在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算，所述对象包括关注对象和非关注对象，所述详细计算单元内的设备按照实际的连接关系和参数加载，适用于所述关注对象，所述简化计算单元内的模型等效成外部系统或等值联络线，适用于所述非关注对象；

根据所述详细计算单元和所述简化计算单元对所述第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。

2.根据权利要求1所述的提高电力系统整定计算速度的方法，其特征在于，基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，还包括：

在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。

3.一种提高电力系统整定计算速度的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于将全网模型分成多个计算单元，计算每个计算单元对外电网的等值，获取各计算单元的等值；

第一生成模块，用于根据所述各计算单元的等值和所述各计算单元之间的连线，生成第一计算模型；

第二生成模块，用于基于对象生成详细计算单元和简化计算单元，其中，在整定参数计算时，获取计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个，将计算支路、查看支路、检修支路、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元，其它的计算单元以等值的形式参与计算，所述对象包括关注对象和非关注对象，所述详细计算单元内的设备按照实际的连接关系和参数加载，适用于所述关注对象，所述简化计算单元内的模型等效成外部系统或等值联络线，适用于所述非关注对象；

第三生成模块，用于根据所述详细计算单元和所述简化计算单元对所述第一计算模型进行降阶，生成第二计算模型。

4.根据权利要求3所述的提高电力系统整定计算速度的装置，其特征在于，所述第二生成模块还用于：

在故障计算时，获取故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个，故障支路、查看支路、检修方式、厂站方式中的一个或多个所在的计算单元作为详细计算单元。

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