[发明专利]基于广度优先搜索的潮流跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于广度优先搜索的潮流跟踪方法，对电力系统环网进行解环处理，将环网变换为无环网；对无环网进行损耗负荷处理，变换为不存在环路的无损耗网；计算无损耗网中的发电机节点对下游节点的贡献因子矩阵与负荷上游节点的汲取因子矩阵，再基于改进的广度优先搜索算法计算发电机功率对其下游节点总流过功率的贡献因子矩阵，得到发电机对线路和负荷的功率分配的量化关系。该方法不仅可以应用于有功功率输送关系的分析，也可适用于无功功率输送关系的分析，能有效解决环网的循环功率跟踪问题，在实时潮流跟踪的应用领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于广度优先搜索的潮流跟踪方法，属于电力技术领域。

背景技术

在潮流计算或状态估计的基础上，运用潮流跟踪方法快速且准确地确定各发电机与负荷之间功率的分配关系，确定发电机和负荷对输电线路的实际利用程度以及网损分配等显得日益重要。目前，潮流跟踪已经被广泛的应用于解决输电成本分摊、网损分摊、无功功率定价等电力市场问题。另外，潮流跟踪虽是在建立电力市场过程中提出的，但其在电力系统的安全控制领域也具有广阔的应用前景。

图论方法已被广泛应用于解决与网络拓扑有关的工程问题。文献《基于图论的输电线路功率组成和发电机与负荷间功率输送关系的快速分析》(中国电机工程学报，2000，20(6)：21-25)，基于图论的原理提出了贡献因子和汲取因子的概念，但无法应用于存在环流网络的潮流跟踪，并且该方法需预先确定节点顺序使得算法复杂度大大增加。文献《Tracing the flow of electricity》(IEE Proceedings：Generation，Transmission andDistribution，1996，143(4)：313-320)、《Topological generation and loaddistribution factor for supplement charge allocation in transmission openaccess》(IEEE Transaction on Power Systems 1997，12(3)：1185-1190)提出基于顺流分配矩阵和逆流分配矩阵的潮流跟踪算法，但实际计算中需要对矩阵求逆，在大系统计算时需要耗费大量时间。文献《自环流网络潮流跟踪算法》(中国科学，2003，33(1)：74-81)运用级数理论给出环流网络潮流跟踪算法，通过改动IEEE14节点系统的参数检验了环网算法的正确性和有效性，该方法需要计算环路中的循环功率，影响了算法计算速度，不利于大系统的计算。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于广度优先搜索的潮流跟踪方法，电力输送时，潮流是从发电机节点开始沿着所有可能的输送路径到达相应的负荷节点，基于此特征，本文首先利用最小生成树算法对有环流的网络解环，然后基于广度优先搜索提出一种搜索追加方法计算发电机功率对其下游节点总流过功率的贡献因子矩阵及负荷功率对上游节点总流过功率的汲取因子矩阵。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于广度优先搜索的潮流跟踪方法。

一种基于广度优先搜索的潮流跟踪方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：对电力系统环网进行解环处理，将环网变换为无环网；

步骤2：对无环网进行损耗负荷处理，变换为不存在环路的无损耗网；

步骤3：计算无损耗网中的发电机节点对下游节点的贡献因子矩阵与负荷上游节点的汲取因子矩阵，再基于改进的广度优先搜索算法计算发电机功率对其下游节点总流过功率的贡献因子矩阵，得到发电机对线路和负荷的功率分配的量化关系。

步骤1中，采用最小生成树算法将加权环网解环变换为无环网。

步骤2中，损耗负荷处理的步骤为：

将步骤1中解环处理时断开的支路损耗功率平均分配到该断开的支路两端节点上作为损耗负荷，然后计算各节点的净功率。