[发明专利]基于可用容量一致性的带约束等值方法

摘要

本发明提供了基于可用容量一致性的带约束等值方法，方法实现的过程如下，首先输入等值前的互联电网基本数据，采用最优潮流方法计算获得等值前外网可用容量，然后通过潮流及灵敏度一致性的静态等值方法建立等值网络，并计算等值网络参数，保持等值前后可用容量不变，最后推导得到等值网络的约束条件。全面考虑外网电源的功率约束、电压约束及支路和网络的功率传输能量约束，采用最优潮流方法计算外网边界节点及边界截面的可用容量，基于等值前后可用容量一致性推导等值约束条件，有效提高等值约束计算的准确性。同时为最优潮流分析、电压稳定等计算的准确性和有效性提供全面合理的外网等值参数和等值约束条件，确保互联电网的安全稳定经济运行。

主权项

基于可用容量一致性的带约束等值方法，其特征在于，包括以下步骤：1)输入基础数据；输入互联电网基础数据，包括互联电网拓扑结构和电力设备参数；所述互联电网拓扑结构包括电网分区情况及电网中各节点的连接关系；所述电力设备参数包括，全部线路的阻抗参数与对地电纳参数，变压器的阻抗参数及变比参数、对地导纳参数，全部节点的对地导纳参数，发电机出力约束条件和线路传输约束条件；等值前的互联电网节点包括外网节点集合E、边界节点集合B和内网节点集合I三部分；2)采用最优潮流方法计算等值前外网可用容量；基于步骤1中输入的外网和边界处的基础数据，建立求解外网可用容量的最优潮流模型；I)目标函数；边界节点Bi处的可用容量CBi=maxPBi,(i=1,2,...,NB)---(1)]]>边界截面B‑all处的可用容量CB‑all；CB-all=maxΣi=1N8PBi---(2)]]>公式1和2中，为外网通过边界节点向外传输的实际功率，NB为边界节点数量；II)建立外网节点以及边界节点约束条件；首先建立如公式3和4的功率平衡约束模型；PEi-VEiΣj=1NE+NBVEj(GEi,EjcosδEi,Ej+BEi,EjsinδEi,Ej)=0,(i=1,2,...,NE+NB)---(3)]]>QEi-VEiΣj=1NE+NBVEj(GEi,EjsinδEi,Ej-BEi,EjcosδEi,Ej)=0,(i=1,2,...,NE+NB)---(4)]]>公式3和4中，Ei、Ej分别为外网节点以及边界节点i、j的节点编号，Ei∈{E,B}，Ej∈{E,B},NE为外网节点数量，分别为节点Ei处的有功和无功注入功率，分别为节点Ei处的电压幅值、相角，分别为节点Ej处的电压幅值、相角，式中为节点导纳矩阵的第Ei行、第Ej列项元素的实部，为节点导纳矩阵的第Ei行、第Ej列项元素的虚部；然后建立如公式5、6、7和8的变量约束条件；VEimin≤VEi≤VEimax,(i=1,2,...,NE+NB)---(5)]]>PEimin≤PGEi≤PGEimax,(i=1,2,...,NGE)---(6)]]>QGEimin≤QGEi≤QGEimax,(i=1,2,...,NGE)---(7)]]>-PlEkmax≤PlEk≤PlEkmax,(k=1,2,...,NlE)---(8)]]>公式5‑8中，分别为发电机节点Ei的有功和无功出力，NGE分别为外网发电机节点数量，NlE分别为外网支路数量，为支路Ek流过的有功功率，节点Ei处的电压幅值,(*)max和(*)min分别表示(*)的上限和下限；最后采用内点法求解最优潮流模型获得等值前边界节点Bi可用容量和边界截面B‑all可用容量CB‑all的值；3)建立保留约束的等值模型；采用现有基于潮流和灵敏度一致性的静态等值方法计算等值网络的等值参数，所述等值参数包括等值支路阻抗和等值对地支路和等值负荷边界节点Bi的功率平衡公式如公式9；边界截面B‑all的功率平衡公式如公式10；Σi=1NBPeqLGiBi=Σi=1NBPeqBi+Σi=1NBPeqLBi+Σi=1N8PeqB0i---(10)]]>公式9和10中，为等值网络通过边界节点Bi流入内网的有功功率；是等值发电机节点流向边界节点Bi的支路有功功率；由边界节点Bj流向Bi的支路有功功率；为边界节点Bi处等值对地支路的有功功率其计算公式如11；PeqB0i=real[U·Bi(U·BiYeqB0i)*],(i=1,2,...,NB)---(11)]]>其中，为节点Bi的电压；边界节点Bi流过的功率应小于该边界节点的可用容量，如公式12；PeqBi≤CeqBi,(i=1,2,...,NB)---(12)]]>同理，边界截面B‑all流过的功率应小于该边界截面的可用容量，如公式13；Σi=1NBPeqBi≤CeqB-all---(13)]]>公式10和11中，为等值后边界节点的可用容量，CeqB‑all为等值后边界截面的可用容量；保持等值前后边界节点Bi和边界截面B‑all的可用容量不变，则有公式14和15；CeqBi=CBi,(i=1,2,...,NB)---(14)]]>CeqB‑all＝CB‑all  (15)将公式12‑15代入公式10和11，可求解得到等值约束条件，即；PeqLGiBi+PeqLBjBi≤CBi+PeqLBi+PeqB0i,(i=1,2,...,NB)---(16)]]>Σi=1NBPeqLGiBi≤CB-all+Σi=1NBPeqLBi+Σi=1NBPeqB0i---(17)]]>公式16和17为最优潮流、静态安全分析、电压稳定建模提供准确有效的不等式约束条件。