CN115117887A - 电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力自动化技术领域，公开一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质；所述方法包括：获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊；存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。本发明解决了未来态多源多时段数据不合理、省地数据不贯通的问题，提升了时序潮流计算的数据存储及加载速度，实现各时刻仿真状态的快速切换及操作事件的准确继承，支撑长时间尺度电网调控运行模拟各种场景的快速仿真。

Description

电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，特别涉及一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质。

背景技术

现有的电网调度控制系统已经实现了电网运行实时监控、在线分析和动态预警，调控运行人员能够直观了解和整体掌握当前电网的实时运行信息。但随着高比例新能源接入，电力系统运行方式发生巨大变化，调控运行人员更迫切希望了解未来一个时段电网的全过程连续状态和可能的运行风险，因此对电网调控运行模拟技术也提出了更高要求，急需将调控运行模拟由单时间尺度仿真拓展为多时间尺度的时序仿真。

中国专利公开CN113489009A号，介绍了一种电力系统时序仿真方法，重点在于潮流计算算法本身，为了提升每次潮流计算的速度，将非线性迭代计算的潮流方程改成线性的，提升时序潮流计算速度。

该技术提升了时序仿真中每次潮流计算的速度，但未涉及各个时间段之间的快速切换问题，未考虑各时段潮流结果如何存储、多时段仿真结果播放等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质，通过多时态数据整合技术、多时态仿真数据存储建模技术及多时态仿真过程动态播放技术，实现未来电网多时段运行状态的播放、重演、快进、回退、操作，并在时序仿真过程中进行电网事故设置与恢复操作模拟，支撑调度员培训仿真未来态事故模拟、源网荷储负荷控制策略模拟、电力市场出清与电网事故联动模拟等典型电网调控运行模拟，对电网调控运行人员进行未来态电网长时间尺度的事故处置培训，提升调控运行人员对未来电网运行方式变化的掌控及电网故障处置能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，包括：

获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；

根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

本发明进一步的改进在于：所述电网模型与数据融合的步骤具体包括：

取电网多源多时段的模型数据中一个最新时刻的状态估计断面；所述状态估计断面包含电网模型信息及当前的电网运行数据；所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；以设备ID为唯一匹配条件，将状态估计断面中的电网模型与电网运行数据进行匹配，形成n个潮流断面；

所述多源数据修正的步骤具体包括：

对n个潮流断面分别进行发电用电不平衡量统计，若发电用电不平衡量大于预设限值，通过外网联络线功率调整或网内多平衡机联合调整的方式调节发电用电不平衡量，使得发用电不平衡量小于或等于预设限值。

本发明进一步的改进在于：所述低压侧潮流数据分摊的步骤具体包括：

对于地调直调机组，采用状态估计断面中的初始值作为地调直调机组的发电计划数据，各个仿真时刻数据不变化；

对于新能源机组，根据新能源电厂整体出力预测数据，对整个新能源电厂的出力值进行均分，得到新能源电厂中每个新能源机组的出力预测值；

对于低压负荷，由220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值计算出对应220kV厂站变压器下所有低压负荷预测总值p_LowLoadAll：

其中，P_220kV为220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值，P_LowUn为地调机组发电计划值，k为地调机组数量，P_NewEnergyUn为新能源电厂出力预测值，m为新能源电厂数量，ωP_220kV为线损值，ω为经验值；

然后根据从上而下的拓扑搜索，得到对应220kV厂站变压器下所连的所有10kV负荷，根据各个负荷的当前值进行等比例负荷分配计算，得到所有主网低压侧末端负荷的预测值：

式中，P_LowLoad(i,k)为第i个低压负荷第k时刻的计算值，P_LowLoad(i,k-1)为第i个低压负荷第k-1时刻的计算值，P_LowLoadAll(k)为第k时刻低压负荷预测总值；

n个潮流断面经过多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，获得n个完整合理的初始潮流断面。

本发明进一步的改进在于：所述构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照的步骤，具体包括：

对电网模型信息进行存储建模，包括各设备的ID、名称、电压等级、所属厂站、连接点号的基本模型信息；

对各个时刻各类设备的运行状态进行存储建模，每个时刻存一份；

对各时刻发生操作事件后的设备运行状态进行存储建模，每次操作事件后存一份。

本发明进一步的改进在于：所述根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真的步骤，具体包括：

在仿真启动之前，设置仿真总时长T、仿真时钟压缩比r及仿真时间节点个数n，计算得到仿真步长Δt；仿真时每间隔Δt，仿真时钟往前推进一次，直至推进到时刻n；

根据仿真时间节点个数n创建n个播放窗口节点，如在仿真过程中有操作事件发生，每新增一个操作事件，播放窗口节点的长度加1；建立仿真快照索引表，记录一次仿真全过程中所有快照的名称、类型、发生时刻、序号、设备操作状态快照与初始状态快照对应关系的信息；最终根据仿真快照索引形成一个完整有序的播放窗口模型；若仿真时刻t到t+1时刻之间共发生了a次操作事件，对应单位仿真时钟内的播放窗口大小为a；

建立仿真信息索引表，一次仿真全过程结束后，记录本次仿真过程的唯一ID、描述、播放窗口大小、仿真总时长、仿真时钟压缩比的参数；构建仿真快照库，将所有仿真快照进行压缩存储，压缩文件以仿真ID命名；仿真信息索引表与仿真快照索引表通过仿真ID进行关联。

本发明进一步的改进在于：所述根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真的步骤中：

若仿真时钟未到达下一时刻，且当前无操作事件发生，进入等待，等待下次仿真时钟到来；

若仿真时钟到达下一时刻，且仿真时钟未到达最后一个时刻，加载当前时刻的电网设备初始状态快照；

若当前时刻之前有操作事件，加载上一个设备操作状态快照并进行潮流计算；若当前时刻之前没有操作事件，判断当前时刻有无新操作事件发生；若当前时刻没有新操作事件发生，则继续等待仿真时钟推进；若当前有新操作事件发生，针对新操作事件进行潮流计算，并根据计算构建设备操作状态快照存储模型，并存储为一个当前时刻的设备操作状态快照，并继续等待仿真时钟推进；

若仿真时钟到达最后一个时刻，本次仿真结束；

存储本次仿真全过程中的仿真快照。

第二方面，本发明提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，包括：

多时态基础数据整合模块，用于获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

多时态仿真数据存储建模模块，用于基于n个初始潮流断面进行n次潮流计算，构建电网模型数据快照存储模型及电网设备状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照；

多时态仿真过程动态播放模块，用于根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

第三方面，本发明提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，包括：

数据层，用于为电网调控运行模拟时序潮流仿真提供电网多源多时段的模型数据；所述电网多源多时段的模型数据包括若干时刻的状态估计断面；所述状态估计断面包含电网模型信息及当前的电网运行数据；所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；

功能层，包括多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块；所述多时态基础数据整合模块用于进行多时态基础数据整合；所述多时态仿真数据存储模型构建模块用于多时态仿真数据存储模型构建；所述多时态仿真过程动态播放模块用于多时态仿真过程动态播放；

应用层，用于调用数据层中的电网多源多时段的模型数据，以及功能层的多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块进行未来态事故模拟、源网荷储负荷控制策略模拟或电力市场出清与电网事故联动模拟。

第四方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法。

第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法、装置、设备及介质，获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，形成完整合理且适用于省(市)地一体联合调控模拟仿真的n个初始潮流断面，解决了未来态多源多时段数据不合理、省地数据不贯通的问题。

本发明构建电网模型数据快照存储模型、各时刻设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，通过三层存储模型之间的关联关系，提升时序潮流计算的数据存储及加载速度。

本发明通过建立播放窗口模型，实现各时刻仿真状态的快速切换及操作事件的准确继承，支撑长时间尺度电网调控运行模拟各种场景的快速仿真。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置的架构示意图；

图2为本发明一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法的流程示意图；

图3为快照三层存储建模方式的示意图；

图4为播放窗口模型的示意图；

图5为本发明一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置的结构框图；

图6为本发明一种电子设备的结构框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

技术术语解释：

(1)、快照：

在仿真过程中，对仿真对象的状态数据进行流式存储，用于支持多时间尺度仿真过程的回退和重演。

(2)、状态估计断面：

一种固定格式的文本文件，保存状态估计计算结果及电网模型信息。

实施例1

请参阅图1所示，本发明一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，主要包括：数据层、功能层和应用层。

数据层，用于为电网调控运行模拟时序潮流仿真提供电网多源多时段的模型数据；所述电网多源多时段的模型数据包括若干时刻的状态估计断面；所述状态估计断面包含电网模型信息及当前的电网运行数据；所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；

功能层，为时序潮流仿真主要技术模块，包括多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块；所述多时态基础数据整合模块用于进行多时态基础数据整合；所述多时态仿真数据存储模型构建模块用于多时态仿真数据存储模型构建；所述多时态仿真过程动态播放模块用于多时态仿真过程动态播放；

应用层，用于调用数据层中的电网多源多时段的模型数据，以及功能层的多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块进行未来态事故模拟、源网荷储负荷控制策略模拟或电力市场出清与电网事故联动模拟。

数据层和功能层为应用层提供支撑，支持调度员培训仿真未来态事故模拟、源网荷储负荷控制策略模拟以及电力市场出清与电网事故联动模拟等调控运行模拟场景。

实施例2

请参阅图2所示，本发明一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，包括以下步骤：

S1、首先获取电网多源多时段的模型数据(根据不同的模拟，获取对应不同的模型数据)，在多时态基础数据整合模块，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面(n为仿真时间节点个数)，为时序潮流计算做好数据准备。

S2、然后进入多时态仿真数据存储模型构建模块，构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照，标志着初始状态加载完成。

S3、最后进入到多时态仿真过程动态播放模块，根据预先设定的仿真总时长及仿真时钟压缩比，推进仿真时钟。

1)若仿真时钟未到达下一时刻，且当前无操作事件发生，进入等待模块，等待下次仿真时钟到来；

2)若仿真时钟到达下一时刻，且仿真时钟未到达第n个时刻(即最后一个时刻)，加载当前时刻的电网设备初始状态快照；

3)若当前时刻之前有操作事件，加载上一个设备操作状态快照并基于此运行状态进行潮流计算；若当前时刻之前没有操作事件，判断当前时刻有无新操作事件发生；

4)若当前时刻没有新操作事件发生，则继续等待仿真时钟推进；

5)若当前有新操作事件发生，针对此操作事件进行潮流计算，并根据计算构建设备操作状态快照存储模型，并存储为一个当前时刻的设备操作状态快照，并继续等待仿真时钟推进。

6)若仿真时钟到达第n个时刻，本次仿真结束；

7)存储本次仿真全过程中的仿真快照，供后续开展历史仿真重演。

在一具体实施方式中，步骤S1中多时态基础数据整合模块的工作流程包括为：

S101、电网模型与数据融合：取电网多源多时段的模型数据中一个最新时刻的状态估计断面，其中包含电网模型信息及当前的电网运行数据。所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；这些电网运行数据存储在数据层的调控云大数据平台，通过数据服务获取。多时态基础数据整合模块以设备ID为唯一匹配条件，将状态估计断面中的电网模型与电网运行数据进行匹配，匹配失败的记录仍保留状态估计断面中的运行数据，形成n个初始潮流断面。

S102、多源数据修正：数据层的调控云大数据平台在做数据汇集及分析时，已对数据进行了合理性及完整性校验，因此多时态基础数据整合模块主要考虑电网发用电不平衡的情况。对n个初始潮流断面分别进行发用电不平衡量统计，若发用电不平衡量大于预设限值，通过外网联络线功率调整或网内多平衡机联合调整的方式调节发用电不平衡量，使得发用电不平衡量小于或等于预设限值，保证电网发用电平衡，以确保后续潮流计算的收敛性。

S103、低压侧潮流数据分摊(数据补全)：当前电网的发电计划数据精确到了省(市)调直调机组，缺少地调直调机组发电计划数据；新能源出力预测数据精确到了新能源电厂，缺少电厂内部各个机组具体出力预测数据；负荷预测数据精确到了220kV厂站变压器高压侧等值负荷，缺少低压侧负荷预测数据。因此在开展省(市)地一体的联合调控运行模拟仿真时，需要对缺少数据进行合理性估计与补充。

S1031、地调直调机组发电计划数据补充：当前电网的发电计划数据精确到了省(市)调直调机组，缺少地调直调机组发电计划数据；地调直调机组一般为垃圾电厂、生物质能电厂等容量及出力较小的电厂，可忽略其发电波动，采用状态估计断面中的初始值作为地调直调机组的发电计划数据，即认为各个仿真时刻该数据不变化；

S1032、新能源机组出力预测数据补充：新能源出力预测数据精确到了新能源电厂，缺少电厂内部各个机组具体出力预测数据；因同一新能源电厂内的机组型号及额定容量基本相同，因此对整个新能源电厂的出力值进行均分，得到新能源电厂中每个新能源机组的出力预测值；

S1033、低压侧负荷预测数据补充：负荷预测数据精确到了220kV厂站变压器高压侧等值负荷，缺少低压侧负荷预测数据；省(市)级电网一般在110kV和35kV侧为分裂运行，因此可由某个220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值计算出该变压器下所有低压负荷预测总值P_LowLoadAll，计算公式如下。其中，P_220kV为220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值，P_LowUn为地调机组发电计划值，k为地调机组数量，P_NewEnergyUn为新能源电厂出力预测值，m为新能源电厂数量，ωP_220kV为线损值，ω为经验值。

然后根据从上而下的拓扑搜索，得到该220kV厂站变压器下所连的所有10kV负荷，根据各个负荷的当前值进行等比例负荷分配计算，计算公式如下，得到所有主网低压侧末端负荷的预测值。式中，P_LowLoad(i,k)为第i个低压负荷第k时刻的计算值，P_LowLoad(i,k-1)为第i个低压负荷第k-1时刻的计算值，该值作为第i个低压负荷第k时刻的初始值(其中，第一个时刻的初始值取状态估计断面中该负荷的数值)，P_LowLoadAll(k)为第k时刻低压负荷预测总值(其中，第一时刻的预测总值取状态估计断面中的低压负荷总加值)。

通过以上步骤，可以得到n个完整合理的初始潮流断面。

在一具体实施方式中，步骤S2中多时态仿真数据存储建模模块的工作流程为：

请参阅图3所示，为了提升时序潮流仿真的页面展示效率，对仿真过程中的电网模型、设备状态及设备操作进行三层存储建模，以流数据方式进行存储。分为电网模型数据快照存储模型、各时刻设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型。

S201、电网模型数据快照建模：对电网模型信息进行存储建模，包括各设备的ID、名称、电压等级、所属厂站、连接点号的基本模型信息。本发明暂不考虑在仿真时段内有模型增减的情况，所以电网模型数据快照只存一份，命名规则为“时间_制作方式”，如202202121530_modelSnap,表示2022年2月12日15点30分制作的电网模型数据快照。在仿真启动后，将此电网模型数据快照加载到常驻内存中，后续计算不再发生变化，也无需更新。

S202、各时刻设备初始状态快照建模：对各个时刻各类设备的运行状态进行存储建模，每个时刻存一份，命名规则为“时间_序列号_制作方式”，如202202121530_3_baseSnap,表示2022年2月12日15点30分制作的第3个仿真时钟的初始状态快照。为节省数据读取加载时间，各设备采取最小化运行状态存储方式，只存储各类设备当前时刻的有功、无功、电压、分合状态的信息，将此数据与电网模型数据快照中的模型进行对应，形成完整的潮流计算模型，供后续仿真计算。

S203、各时刻设备操作状态快照建模：对各时刻发生操作事件后的设备运行状态进行存储建模，每次操作事件后存一份，命名规则为“时间_序列号-次序列号_制作方式”，如202202121535_3-2_operateSnap，表示2022年2月12日15点35分制作的第3个仿真时钟中第2个操作事件的设备操作状态快照。为节省数据读取加载时间，设备操作状态快照只存储开关/刀闸/地刀的分合状态、发电负荷及直流的运行状态数据，其余设备类型的数据不再存储，可节省保护动作和安控装置逻辑计算时间，根据设备操作状态快照对该时刻的设备初始状态快照进行局部数据更新，形成操作事件之后的潮流计算模型，供后续仿真计算。

在一具体实施方式中，步骤S3中多时态仿真过程动态播放模块主要工作流程为：

在仿真启动之前，设置仿真总时长T、仿真时钟压缩比r及仿真时间节点个数n，计算得到仿真步长Δt。即每间隔Δt，仿真时钟往前推进一次，直至推进到时刻n。

S301、播放窗口建模：先根据仿真时间节点个数n创建n个播放窗口节点，如在仿真过程中有操作事件发生，每新增一个操作事件，该播放窗口节点的长度加1。建立仿真快照索引表，记录一次仿真全过程中所有快照的名称、类型、发生时刻、序号、设备操作状态快照与初始状态快照对应关系的信息。最终根据仿真快照索引形成一个完整有序的播放窗口模型，如图4所示，其中2-1代表第2个仿真时钟内第一个操作事件，以此类推。若仿真时刻t到t+1时刻之间共发生了a次操作事件，则该单位仿真时钟内的播放窗口大小为a，整个仿真过程中的总播放窗口大小为

为了继承电网操作事件，将播放窗口分为单一型与复合型。若上一时刻未发生操作事件，则本时刻播放窗口为单一型，如图4的1、6节点；若上一时刻有操作事件发生，则本时刻播放窗口为复合型，如图4的3、5节点。对于单一型播放窗口，播放轴拖动到该节点时，加载该节点的设备初始状态快照，即可展示该节点的电网运行状态；对于复合型播放窗口，播放轴拖动到该节点时，需根据上一时刻最后一个设备操作状态快照对本时刻的设备初始状态快照进行局部数据更新。

S302、建立仿真信息索引表，一次仿真全过程结束后，记录本次仿真过程的唯一ID、描述、播放窗口大小、仿真总时长、仿真时钟压缩比的参数；构建仿真快照库，将所有仿真快照进行压缩存储，压缩文件以仿真ID命名。仿真信息索引表与仿真快照索引表通过仿真ID进行关联。

S303、历史仿真重演：读取仿真信息索引表，选择其中某个历史仿真过程进行仿真重演。以该仿真ID为唯一标识在仿真快照库中查找该次仿真对应的快照压缩文件，加载电网模型数据快照，进行仿真模型初始化；然后随着仿真时钟推进，进入多时态仿真过程动态播放模块，按时序播放各时刻电网潮流变化情况。在历史仿真重演过程中，若要进行播放快进或回退，可将播放轴推动到任意位置，加载对应时刻的仿真快照；若要进行加速或慢速播放，可通过调节仿真时钟压缩比r的方式修改仿真步长。

本发明面向长时间尺度的电网调控运行模拟需求，设计了时序潮流仿真整体架构及流程，从数据处理、存储建模及播放展示三个角度，提出了多时态基础数据整合方法、多时态仿真数据三层存储建模方法及多时态仿真过程动态播放方法，能够实现整个仿真过程的时序管理、操作模拟及动态播放，提升了长时间尺度电网仿真计算的快速性与灵活性。

实施例3

请参阅图5所示，本发明提供一种电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，包括：

多时态基础数据整合模块，用于获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

多时态仿真数据存储建模模块，用于构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；

多时态仿真过程动态播放模块，用于根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

实施例4

请参阅图6所示，本发明还提供一种电量分配方法的电子设备100；所述电子设备100包括存储器101、至少一个处理器102、存储在所述存储器101中并可在所述至少一个处理器102上运行的计算机程序103及至少一条通讯总线104。

存储器101可用于存储所述计算机程序103，所述处理器102通过运行或执行存储在所述存储器101内的计算机程序，以及调用存储在存储器101内的数据，实现实施例2所述的一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法的方法步骤。所述存储器101可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备100的使用所创建的数据(比如音频数据)等。此外，存储器101可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

所述至少一个处理器102可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器102可以是微处理器或者该处理器102也可以是任何常规的处理器等，所述处理器102是所述电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部分。

所述电子设备100中的所述存储器101存储多个指令以实现一种电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，所述处理器102可执行所述多个指令从而实现：

获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；

根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

各步骤的具体实施过程详见实施例2，在此不予赘述。

实施例5

所述电子设备100集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器及只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，包括：

获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；

根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

2.根据权利要求1所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，所述电网模型与数据融合的步骤具体包括：

取电网多源多时段的模型数据中一个最新时刻的状态估计断面；所述状态估计断面包含电网模型信息及当前的电网运行数据；所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；以设备ID为唯一匹配条件，将状态估计断面中的电网模型与电网运行数据进行匹配，形成n个潮流断面；

所述多源数据修正的步骤具体包括：

对n个潮流断面分别进行发电用电不平衡量统计，若发电用电不平衡量大于预设限值，通过外网联络线功率调整或网内多平衡机联合调整的方式调节发电用电不平衡量，使得发用电不平衡量小于或等于预设限值。

3.根据权利要求2所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，所述低压侧潮流数据分摊的步骤具体包括：

对于地调直调机组，采用状态估计断面中的初始值作为地调直调机组的发电计划数据；

对于新能源机组，根据新能源电厂整体出力预测数据，对整个新能源电厂的出力值进行均分，得到新能源电厂中每个新能源机组的出力预测值；

对于低压侧负荷，由220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值计算出对应220kV厂站变压器下所有低压负荷预测总值P_LowLoadAll：

其中，P_220kV为220kV厂站变压器高压侧等值负荷预测值，P_LowUn为地调机组发电计划值，k为地调机组数量，P_NewEnergyUn为新能源电厂出力预测值，m为新能源电厂数量，ωP_220kV为线损值，ω为经验值；

然后根据从上而下的拓扑搜索，得到对应220kV厂站变压器下所连的所有10kV负荷，根据各个负荷的当前值进行等比例负荷分配计算，得到所有主网低压侧末端负荷的预测值：

式中，P_LowLoad(i，k)为第i个低压负荷第k时刻的计算值，P_LowLoad(i，k-1)为第i个低压负荷第k-1时刻的计算值，P_LowLoadAll(k)为第k时刻低压负荷预测总值；

n个潮流断面经过多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，获得n个完整合理的初始潮流断面。

4.根据权利要求1所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，所述构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照的步骤，具体包括：

对电网模型信息进行存储建模，包括各设备的ID、名称、电压等级、所属厂站、连接点号的基本模型信息；

对各个时刻各类设备的初始运行状态进行最小化存储建模，每个时刻存一份；

对各时刻发生操作事件后的设备运行状态进行存储建模，在各个时刻的设备初始状态快照的基础上根据设备操作状态进行局部数据更新，每次操作事件后存一份，形成各时刻仿真操对应的设备操作状态快照。

5.根据权利要求1所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，所述根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真的步骤，具体包括：

在仿真启动之前，设置仿真总时长T、仿真时钟压缩比r及仿真时间节点个数n，计算得到仿真步长Δt；仿真时每间隔Δt，仿真时钟往前推进一次，直至推进到时刻n；

根据仿真时间节点个数n创建n个播放窗口节点，如在仿真过程中有操作事件发生，每新增一个操作事件，播放窗口节点的长度加1；建立仿真快照索引表，记录一次仿真全过程中所有快照的名称、类型、发生时刻、序号、设备操作状态快照与初始状态快照对应关系的信息；最终根据仿真快照索引形成一个完整有序的播放窗口模型；若仿真时刻t到t+1时刻之间共发生了a次操作事件，对应单位仿真时钟内的播放窗口大小为a；

建立仿真信息索引表，一次仿真全过程结束后，记录本次仿真过程的唯一ID、描述、播放窗口大小、仿真总时长、仿真时钟压缩比的参数；构建仿真快照库，将所有仿真快照进行压缩存储，压缩文件以仿真ID命名；仿真信息索引表与仿真快照索引表通过仿真ID进行关联。

6.根据权利要求1所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法，其特征在于，所述根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真的步骤中：

若仿真时钟未到达下一时刻，且当前无操作事件发生，进入等待，等待下次仿真时钟到来；

若仿真时钟到达下一时刻，且仿真时钟未到达最后一个时刻，加载当前时刻的电网设备初始状态快照；

若当前时刻之前有操作事件，加载上一个设备操作状态快照并进行潮流计算；若当前时刻之前没有操作事件，判断当前时刻有无新操作事件发生；若当前时刻没有新操作事件发生，则继续等待仿真时钟推进；若当前有新操作事件发生，针对新操作事件进行潮流计算，并根据计算构建设备操作状态快照存储模型，并存储为一个当前时刻的设备操作状态快照，并继续等待仿真时钟推进；

若仿真时钟到达最后一个时刻，本次仿真结束；

存储本次仿真全过程中的仿真快照。

7.电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，其特征在于，包括：

多时态基础数据整合模块，用于获取电网多源多时段的模型数据，进行电网模型与数据融合、多源数据修正以及低压侧潮流数据分摊，生成n个初始潮流断面；n为仿真时间节点个数；

多时态仿真数据存储建模模块，用于构建电网模型数据快照存储模型、电网设备初始状态快照存储模型及各时刻设备操作状态快照存储模型，存储一份电网模型数据快照、n份电网设备初始状态快照及与各时刻仿真操对应的设备操作状态快照；

多时态仿真过程动态播放模块，用于根据预先设定的仿真总时长、仿真时钟压缩比调用存储的电网模型数据快照以及n份电网设备状态快照，推进仿真时钟进行电网调控运行模拟时序潮流仿真。

8.电网调控运行模拟时序潮流仿真装置，其特征在于，包括：

数据层，用于为电网调控运行模拟时序潮流仿真提供电网多源多时段的模型数据；所述电网多源多时段的模型数据包括若干时刻的状态估计断面；所述状态估计断面包含电网模型信息及当前的电网运行数据；所述电网运行数据包括：发电计划、负荷预测、新能源出力预测、检修计划和联络线计划的多时态数据；

功能层，包括多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块；所述多时态基础数据整合模块用于进行多时态基础数据整合；所述多时态仿真数据存储模型构建模块用于多时态仿真数据存储模型构建；所述多时态仿真过程动态播放模块用于多时态仿真过程动态播放；

应用层，用于调用数据层中的电网多源多时段的模型数据，以及功能层的多时态基础数据整合模块、多时态仿真数据存储模型构建模块以及多时态仿真过程动态播放模块进行未来态事故模拟、源网荷储负荷控制策略模拟或电力市场出清与电网事故联动模拟。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至6中任意一项所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的电网调控运行模拟时序潮流仿真方法。

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