CN113746102A - 电网潮流计算扩展拼接模型及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电网潮流计算扩展拼接模型及其方法，属于电网潮流计算技术领域。本发明所述包括如下步骤：S1：省调调控系统状态估计结果导出；S2：地调侧外网等值文件管理：包括如下小步：S21：状态估计、S22：获取实时的状态估计断面和模型、S23：获取历史的状态估计断面和模型；S3：地调侧省调外网详细模型拼接；S4：地调侧应用分析：包括如下小步：S41：调度员潮流、S42：静态安全分析。本发明通过全网模型拼接的方式，将省调导出的包含全网设备模型和量测的QS文件与各地调电网本地模型进行拼接，形成地区电网包含外网详细模型的等值系统，从而减小边界附近元件的计算误差，改善边界线路模型的计算精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网潮流计算扩展拼接模型及其方法，属于电网潮流计算技术领域。
背景技术
目前各级调控中心一般只建立自身调管范围内的电网模型，外部网络的实时信息一般不传递到本地调控技术支持系统，而是采用固定参数的等值模型来模拟外网的响应。实际上，外部系统的状态对内部系统的分析有重要影响，在不同的运行方式下，外网对于内网扰动的响应也是在不断变化着的，因而与之对应的外网等值模型参数也应该随之变化，采用固定的外网等值模型无法保证内网中尤其是涉及边界元件的计算结果准确性。对于省调而言，省域内的地区电网均属于网内设备，不存在边界等值问题，而各地区的外网边界等值结果会对其电网分析计算结果准确率产生影响。
确认标准：《国家电网安全稳定计算技术规范》规定对于所研究系统进行外部等值，应保持等值前后联络线潮流和电压分布保持不变。
确认过程：目前全省各地区主要采用等值发电机方式进行外网等值。在这种等值方式下，联络线潮流计算节点均设置为平衡节点，在进行潮流计算时，当系统内出现潮流变化，潮流的增减按照平衡节点电阻电抗的大小等比例的反映在这些平衡节点的潮流上，因而外网联络线的潮流分布均是通过计算得来，无法真实反映外网等值情况，导致潮流计算偏差较大，影响计算断面准确性。根据论文“不同外网等值模型对EMS应用效果影响的试验研究”文章描述的观点，在电网模型边界直接挂等值机或者采用无缓冲网等值方式情况下，网络等值会出现不同程度的偏差。尚缺少一种从上级电网到下级电网的详细外网等值模型进行拼接的潮流计算方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种电网潮流计算扩展拼接模型及其方法，减小目前地区电网简单等值造成的边界附近元件的计算误差，改善边界线路模型的计算精度。
本发明所述的电网潮流计算扩展拼接方法，包括如下步骤：
S1：省调调控系统状态估计结果导出：省调调控系统状态估计以周期导出计算结果，通过省调调控系统将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给地调调度；
S2：地调侧外网等值文件管理：包括如下小步：
S21：状态估计：地调状态估计主程序整点保存断面时，从目录保存实时断面的同时采用文件服务的方式保存在目录下匹配的最近的外网QS文件，并记录QS文件的名称和省调电网模型时间；
S22：获取实时的状态估计断面和模型：获取状态估计实时断面时，自动获取匹配的外网QS，然后根据内外网的QS文件进行建模，外网的量测数据也在QS文件中，基于内外网的综合模型和断面进行分析；
S23：获取历史的状态估计断面和模型：获取状态估计历史断面时，采用CaseView获取历史的断面并更新与之匹配的历史模型，同时采用文件服务将匹配的外网等值文件获取到网络分析应用的服务主机，根据内外网的QS文件进行建模；
S3：地调侧省调外网详细模型拼接：根据省调全网详细模型的QS文件，结合省调本地模型，基于设备点号进行拼接，在地调全网详细模型的QS文件基础上读取地调本地模型进行拼接，形成省内模型及省调模型的拼接模型；
S4：地调侧应用分析：包括如下小步：
S41：调度员潮流：调度员潮流通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，能够支持对地调建模范围内的设备进行模拟操作，计算结果展示也是将外网模型过滤掉，也只展示地调建模范围内的信息；支持基于地调画面对省内模型进行模拟操作和全网潮流计算；
S42：静态安全分析：静态安全分析通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，默认设置地调范围内设备参与N-1开断和越限检测。
对运行中的电力系统或研究态下的某一网络断面，按N-1原则，逐个研究单个元件或特定元件集合退出运行后系统的安全运行情况，校验是否发生设备重过载、母线电压越限，也叫N-1扫描。在给定(或假设)的运行方式下进行设定操作，改变运行方式，分析本系统的潮流分析和潮流计算特性。
优选地，所述步骤S1的省调调控系统内置QS文件导出服务程序，其中：QS文件中包含省调电网所有220kV设备的参数和量测，按照周期将QS文件下发到省调一区，省调保存在默认目录下，包含模型建模时间。
优选地，所述步骤S2中，地调侧外网等值的前提是：省调与各地调系统均采用了设备一体化建模，保证电网内设备标识的统一及唯一性，因此直接利用该便利条件将省调已建立详细模型与各地调模型进行拼接，形成从上级电网到下级电网的详细外网等值模型。
优选地，所述步骤S3中，地调侧省调外网详细模型拼接，即全网模型拼接方法，是指各地调接收省调发布的包含全网设备的模型和量测文件，与地调本地电网模型拼接，形成各地区电网包含外网详细模型的等值系统。
优选地，所述步骤S3中，包括如下小步：
S31：生成边界设备表，确定模型拼接范围。模型拼接过程中，程序通过边界设备表中的设备信息，搜索地调模型中边界外的设备和省调界内模型中边的设备；将搜到的设备删除后，将剩下的设备拼接在一起，生成新的全网模型；
S32：是接收省调下发QS文件，利用模型拆分/合并技术，把本地模型内网部分与外网模型合并，导入系统，完成全网模型的建立，包括如下具体小步：
S321：省调调控系统状态估计周期导出计算结果，通过sftp服务，将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给各地调；
S322：各地调接受到省调QS文件以后，根据边界线路需要进行模型拼接，由于地调的设备ID与省调的设备ID不一致，需要进行ID之间的映射转换；
S323：经过转换后进行基于省地两级的QS文件完成全网模型拼接；
S33：综合考虑计算节点规模、计算时长、计算精度和收敛情况，确定各地区电网结合运行实际，将地区电网外扩3-5层后，数据计算准确率电即可满足网运算要求，收敛性大大提高。
优选地，所述步骤S31中，边界设备定义表按照属性名称包括如下内容：ID、地调标识、省调标识、边界设备在地调模型中的标识符、边界设备类型、地调侧与边界设备相连的设备的标识符、地调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备在省调模型中的标识符、边界设备类型、省调侧与边界设备相连的设备的标识符、省调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备所在厂站的厂站标识符。
优选地，所述步骤S33中，为减少地区电网外扩需要建模的次数，预先判断省调下发QS文件中的建模时间和地区电网的建模时间，二者有更新时重新更新层次库模型。
优选地，所述步骤S33中，为减少计算和分析的时间、减少需要建模的次数，没有模型变化时，仅导入QS文件中的外网量测。
本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型，包括拼接模型，拼接模型分为内部系统I、边界系统B和外部系统E，其中：
内部系统I，指要求详细计算模拟、等值过程中保持不变的区域或所关注的区域；
边界系统B，指关联内部系统Ⅰ和外部系统E，并有针对性更新层次库以延伸计算、隔离误差辅助计算内部系统Ⅰ的区域；
外部系统E，指与内部系统I毗邻并相互有一定影响，但不需要详细计算即可用某种等值网络取代的区域。
本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型，包括拼接模型，拼接模型在使用时执行上述电网潮流计算扩展拼接方法。
本发明的有益效果是：本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型及其方法，通过全网模型拼接的方式，将省调导出的包含全网设备模型和量测的QS文件与各地调电网本地模型进行拼接，形成地区电网包含外网详细模型的等值系统，从而减小目前地区电网简单等值造成的边界附近元件的计算误差，改善边界线路模型的计算精度。
附图说明
图1是本发明的流程原理框图。
图2是地调侧拼接模型文件管理的流程原理框图。
图3是地调侧拼接模型设备管理的流程原理框图。
图4是电网潮流计算扩展拼接方法的示意图。
图5是本发明拼接模型的功能逻辑框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1和图5所示，本发明所述的电网潮流计算扩展拼接方法，包括如下步骤：
S1：省调调控系统状态估计结果导出：省调调控系统状态估计以周期导出计算结果，通过省调调控系统将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给地调调度；
S2：地调侧外网等值文件管理：如图2所示，包括如下小步：
S21：状态估计：地调状态估计主程序整点保存断面时，从目录保存实时断面的同时采用文件服务的方式保存在目录下匹配的最近的外网QS文件，并记录QS文件的名称和省调电网模型时间；
S22：获取实时的状态估计断面和模型：获取状态估计实时断面时，自动获取匹配的外网QS，然后根据内外网的QS文件进行建模，外网的量测数据也在QS文件中，基于内外网的综合模型和断面进行分析；
S23：获取历史的状态估计断面和模型：获取状态估计历史断面时，采用CaseView获取历史的断面并更新与之匹配的历史模型，同时采用文件服务将匹配的外网等值文件获取到网络分析应用的服务主机，根据内外网的QS文件进行建模；
S3：地调侧省调外网详细模型拼接：根据省调全网详细模型的QS文件，结合省调本地模型，基于设备点号进行拼接，在地调全网详细模型的QS文件基础上读取地调本地模型进行拼接，形成省内模型及省调模型的拼接模型；
S4：地调侧应用分析：包括如下小步：
S41：调度员潮流：调度员潮流通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，能够支持对地调建模范围内的设备进行模拟操作，计算结果展示也是将外网模型过滤掉，也只展示地调建模范围内的信息；支持基于地调画面对省内模型进行模拟操作和全网潮流计算；
S42：静态安全分析：静态安全分析通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，默认设置地调范围内设备参与N-1开断和越限检测。
对运行中的电力系统或研究态下的某一网络断面，按N-1原则，逐个研究单个元件或特定元件集合退出运行后系统的安全运行情况，校验是否发生设备重过载、母线电压越限，也叫N-1扫描。在给定(或假设)的运行方式下进行设定操作，改变运行方式，分析本系统的潮流分析和潮流计算特性。
优选地，所述步骤S1的省调调控系统内置QS文件导出服务程序，其中：QS文件中包含省调电网所有220kV设备的参数和量测，按照周期将QS文件下发到省调一区，省调保存在默认目录下，包含模型建模时间。
优选地，所述步骤S2中，地调侧外网等值的前提是：省调与各地调系统均采用了设备一体化建模，保证电网内设备标识的统一及唯一性，因此直接利用该便利条件将省调已建立详细模型与各地调模型进行拼接，形成从上级电网到下级电网的详细外网等值模型。
优选地，所述步骤S3中，地调侧省调外网详细模型拼接，如图4和图5所示，即全网模型拼接方法，是指各地调接收省调发布的包含全网设备的模型和量测文件，与地调本地电网模型拼接，形成各地区电网包含外网详细模型的等值系统，如图3所示，包括如下小步：
S31：生成边界设备表，确定模型拼接范围。模型拼接过程中，程序通过边界设备表中的设备信息，搜索地调模型中边界外的设备和省调界内模型中边的设备；将搜到的设备删除后，将剩下的设备拼接在一起，生成新的全网模型；
其中，边界设备定义表按照属性名称包括如下内容：ID、地调标识、省调标识、边界设备在地调模型中的标识符、边界设备类型、地调侧与边界设备相连的设备的标识符、地调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备在省调模型中的标识符、边界设备类型、省调侧与边界设备相连的设备的标识符、省调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备所在厂站的厂站标识符，如表1所示：
表1：边界设备定义表
S32：是接收省调下发QS文件，利用模型拆分/合并技术，把本地模型内网部分与外网模型合并，导入系统，完成全网模型的建立，包括如下具体小步：
S321：省调调控系统状态估计周期导出计算结果，通过sftp服务，将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给各地调；
S322：各地调接受到省调QS文件以后，根据边界线路需要进行模型拼接，由于地调的设备ID与省调的设备ID不一致，需要进行ID之间的映射转换；
S323：经过转换后进行基于省地两级的QS文件完成全网模型拼接；
S33：综合考虑计算节点规模、计算时长、计算精度和收敛情况，确定各地区电网结合运行实际，将地区电网外扩3-5层后，数据计算准确率电即可满足网运算要求，收敛性大大提高。
优选地，所述步骤S33中，为减少地区电网外扩需要建模的次数，预先判断省调下发QS文件中的建模时间和地区电网的建模时间，二者有更新时重新更新层次库模型。
优选地，所述步骤S33中，为减少计算和分析的时间、减少需要建模的次数，没有模型变化时，仅导入QS文件中的外网量测。
本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型，包括拼接模型，拼接模型分为内部系统I、边界系统B和外部系统E，其中：
内部系统I，指要求详细计算模拟、等值过程中保持不变的区域或所关注的区域；
边界系统B，指关联内部系统Ⅰ和外部系统E，并有针对性更新层次库以延伸计算、隔离误差辅助计算内部系统Ⅰ的区域；
外部系统E，指与内部系统I毗邻并相互有一定影响，但不需要详细计算即可用某种等值网络取代的区域。
本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型，包括拼接模型，拼接模型在使用时执行上述电网潮流计算扩展拼接方法。
本发明的有益效果是：本发明所述的电网潮流计算扩展拼接模型及其方法，通过全网模型拼接的方式，将省调导出的包含全网设备模型和量测的QS文件与各地调电网本地模型进行拼接，形成地区电网包含外网详细模型的等值系统，从而减小目前地区电网简单等值造成的边界附近元件的计算误差，改善边界线路模型的计算精度。
本发明可广泛运用于电网潮流计算场合。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：省调调控系统状态估计结果导出：省调调控系统状态估计以周期导出计算结果，通过省调调控系统将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给地调调度；
S2：地调侧外网等值文件管理：包括如下小步：
S21：状态估计：地调状态估计主程序整点保存断面时，从目录保存实时断面的同时采用文件服务的方式保存在目录下匹配的最近的外网QS文件，并记录QS文件的名称和省调电网模型时间；
S22：获取实时的状态估计断面和模型：获取状态估计实时断面时，自动获取匹配的外网QS，然后根据内外网的QS文件进行建模，外网的量测数据也在QS文件中，基于内外网的综合模型和断面进行分析；
S23：获取历史的状态估计断面和模型：获取状态估计历史断面时，采用CaseView获取历史的断面并更新与之匹配的历史模型，同时采用文件服务将匹配的外网等值文件获取到网络分析应用的服务主机，根据内外网的QS文件进行建模；
S3：地调侧省调外网详细模型拼接：根据省调全网详细模型的QS文件，结合省调本地模型，基于设备点号进行拼接，在地调全网详细模型的QS文件基础上读取地调本地模型进行拼接，形成省内模型及省调模型的拼接模型；
S4：地调侧应用分析：包括如下小步：
S41：调度员潮流：调度员潮流通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，能够支持对地调建模范围内的设备进行模拟操作，计算结果展示也是将外网模型过滤掉，也只展示地调建模范围内的信息；支持基于地调画面对省内模型进行模拟操作和全网潮流计算；
S42：静态安全分析：静态安全分析通过取状态估计断面操作获取内外网拼接模型，默认设置地调范围内设备参与N-1开断和越限检测。
2.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S1的省调调控系统内置QS文件导出服务程序，其中：QS文件中包含省调电网所有220kV设备的参数和量测，按照周期将QS文件下发到省调一区，省调保存在默认目录下，包含模型建模时间。
3.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S2中，地调侧外网等值的前提是：省调与各地调系统均采用了设备一体化建模，保证电网内设备标识的统一及唯一性，因此直接利用便利条件将省调已建立详细模型与各地调模型进行拼接，形成从上级电网到下级电网的详细外网等值模型。
4.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S3中，地调侧省调外网详细模型拼接，即全网模型拼接方法，是指各地调接收省调发布的包含全网设备的模型和量测文件，与地调本地电网模型拼接，形成各地区电网包含外网详细模型的等值系统。
5.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S3中，包括如下小步：
S31：生成边界设备表，确定模型拼接范围,模型拼接过程中，程序通过边界设备表中的设备信息，搜索地调模型中边界外的设备和省调界内模型中边的设备；将搜到的设备删除后，将剩下的设备拼接在一起，生成新的全网模型；
S32：是接收省调下发QS文件，利用模型拆分/合并技术，把本地模型内网部分与外网模型合并，导入系统，完成全网模型的建立，包括如下具体小步：
S321：省调调控系统状态估计周期导出计算结果，通过sftp服务，将全网内包含模型参数和量测的详细QS文件导出并下发给各地调；
S322：各地调接受到省调QS文件以后，根据边界线路需要进行模型拼接，由于地调的设备ID与省调的设备ID不一致，需要进行ID之间的映射转换；
S323：经过转换后进行基于省地两级的QS文件完成全网模型拼接；
S33：综合考虑计算节点规模、计算时长、计算精度和收敛情况，确定各地区电网结合运行实际，将地区电网外扩3-5层后，数据计算准确率电即可满足网运算要求，收敛性大大提高。
6.根据权利要求5所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S31中，边界设备定义表按照属性名称包括如下内容：ID、地调标识、省调标识、边界设备在地调模型中的标识符、边界设备类型、地调侧与边界设备相连的设备的标识符、地调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备在省调模型中的标识符、边界设备类型、省调侧与边界设备相连的设备的标识符、省调侧与边界设备相连的设备的类型、边界设备所在厂站的厂站标识符。
7.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S33中，为减少地区电网外扩需要建模的次数，预先判断省调下发QS文件中的建模时间和地区电网的建模时间，二者有更新时重新更新层次库模型。
8.根据权利要求1所述的电网潮流计算扩展拼接方法，其特征在于，所述步骤S33中，为减少计算和分析的时间、减少需要建模的次数，没有模型变化时，仅导入QS文件中的外网量测。
9.一种电网潮流计算扩展拼接模型，其特征在于，包括拼接模型，拼接模型分为内部系统I、边界系统B和外部系统E，其中：
内部系统I，指要求详细计算模拟、等值过程中保持不变的区域或所关注的区域；
边界系统B，指关联内部系统Ⅰ和外部系统E，并有针对性更新层次库以延伸计算、隔离误差辅助计算内部系统Ⅰ的区域；
外部系统E，指与内部系统I毗邻并相互有一定影响，但不需要详细计算即可用某种等值网络取代的区域。
10.一种电网潮流计算扩展拼接模型，其特征在于，包括拼接模型，拼接模型在使用时执行如权利要求1～8任一项所述的电网潮流计算扩展拼接方法。
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Non-Patent Citations (1)
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| 李欣;张延奇;王鹏;: "长春地区电网外网等值在线自动生成系统的应用", 东北电力技术, no. 07 * |
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