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1、(10)申请公布号 CN 104065066 A (43)申请公布日 2014.09.24 CN 104065066 A (21)申请号 201410339280.9 (22)申请日 2014.07.16 H02J 3/00(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网福建省电力有限公司 国网福建省电力有限公司检修分公 司 (72)发明人 曾惠敏 (74)专利代理机构 厦门市首创君合专利事务所 有限公司 35204 代理人 张松亭 (54) 发明名称 一种基于导纳矩阵快速修正的电网潮流计算 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种。
2、基于导纳矩阵快速修正的电 网潮流计算方法， 利用电网现有广域测量系统实 现电网各变电站电压、 电流相量的同步测量， 获取 电网同步数据 ； 若发生电网单一线路跳闸， 通过 低维数矩阵求逆计算中间矩阵和变量矩阵， 进而 计算线路跳闸后电网各变电站的电压变化量， 计 算线路跳闸后电网各条线路的电流变化量， 然后 利用计算得到电网各条线路电流变化量与线路跳 闸前电网各条线路的电流进行叠加得到线路跳闸 后电网各条线路流过的电流。本发明方法计算速 度快， 整个计算过程可在 200ms 时间内完成， 能为 电力系统稳定分析控制提供实时电网基础数据， 增强电网安全运行的稳定性。 (51)Int.Cl. 权利。
3、要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104065066 A CN 104065066 A 1/1 页 2 1. 一种基于导纳矩阵快速修正的电网潮流计算方法， 其特征在于， 包括如下依序步 骤 ： 1) 利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、 电流相量的同步测量， 实时获 取电网同步数据， 若线路 ij 两端的断路器跳开后， 进入步骤 2) ； 其中， 线路 ij 连接 i 变电站和 j 变电站 ； i 1,n ； j 1,n ； n 为电网变电站总 数目。
4、 ； 2) 计算线路 ij 两端的断路器跳开后， 电网各变电站的电压变化量矩阵 其中， Y 为电网节点导纳矩阵 ； M 0 1 -1 0T为 n1 维矩阵， M 矩阵中第 i 行第 1 列元素为 1， M 矩阵中第 j 行第 1 列元素为 -1， 其他元素为 0 ； i 1,n ； j 1,n ； n 为电网变电站总数目 ； E 为 nn 阶单位矩阵 ； J 0 -yij yij 0 为 1n 维矩阵， J 矩阵中第 1 行第 i 列元素为 -yij， J 矩阵中第 1 行第 j 列元素为 yij， 其他元素为 0 ； 为线路 ij 两端的断路器跳开前， 广域测量系统测量到的电网各变电站电压相。
5、量矩阵 ； yij为线路 ij 的线路导纳 ；为 n1 维矩阵， 分别为线路 ij 两端的断路器跳开后， 编号为第 1、 2、 3、 n-2、 n-1、 n 变电站的电压变化量 ； 3) 计算线路 ij 两端的断路器跳开后线路 lk 的电流 其中， n 为电网变电站总数目 ； l 1,n ； k 1,n ； zlk为线路 lk 的线路阻抗 ； 为线路 ij 两端的断路器跳开前， 广域测量系统测量到线路 lk 上流过的电流 ； H 0 1 -1 0T为 n1 维矩阵， H 矩阵中第 l 行第 1 列元素为 1， H 矩阵中第 k 行第 1 列元素 为 -1， 其他元素都为 0 ； 线路 lk 连。
6、接 l 变电站和 k 变电站 ； 线路 lk 与线路 ij 为不同线路。 权 利 要 求 书 CN 104065066 A 2 1/3 页 3 一种基于导纳矩阵快速修正的电网潮流计算方法 技术领域 0001 本发明涉及电力系统稳态分析技术领域， 具体地说是涉及一种基于导纳矩阵快速 修正的电网潮流计算方法。 背景技术 0002 电网潮流计算是电力系统稳态分析重要组成内容， 准确、 快速计算电网潮流能为 电力调度提供全面的电流流向和电流大小信息， 为调峰、 调频和防止电气设备过负荷而实 施电网发电机组出力和负荷大小调节提供基础数据。目前， 电网潮流计算方法主要通过对 原始导纳矩阵进行修正， 对修正。
7、后的导纳矩阵重新进行因子表分解， 然后利用因子表进行 电网潮流更新计算。该方法在电网规模不大时， 计算速度能够满足电网需求。但随着中国 电网建设步伐加快， 电网规模日益增大， 电网结构越来越复杂， 电网导纳矩阵的矩阵维数变 得很大， 对修正后的导纳矩阵重新进行因子表分解所需运算量大， 占据电网潮流算法运算 时间的大部分， 导致电力设备因故障跳闸后电网潮流更新速度慢， 无法为电力系统稳定分 析控制提供实时的电网基础数据， 给电网安全稳定运行带来巨大安全隐患。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服已有技术存在的不足， 提供一种只涉及到低维数矩阵求 逆、 无需进行大维数导纳矩阵因子分解、 计算速。
8、度快， 能为电力系统稳定分析控制提供实时 电网基础数据的基于导纳矩阵快速修正的电网潮流计算方法。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案实现 ： 0005 一种基于导纳矩阵快速修正的电网潮流计算方法， 包括如下依序步骤 ： 0006 1) 利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、 电流相量的同步测量， 实 时获取电网同步数据， 若线路 ij 两端的断路器跳开后， 进入步骤 2) ； 0007 其中， 线路 ij 连接 i 变电站和 j 变电站 ； i 1,n ； j 1,n ； n 为电网变电 站总数目 ； 0008 2) 计算线路 ij 两端的断路器跳开后， 电网各变电站的电压变化量。
9、矩阵 0009 0010 其中， Y 为电网节点导纳矩阵 ； M 0 1 -1 0T为 n1 维矩阵， M 矩阵中 第 i 行第 1 列元素为 1， M 矩阵中第 j 行第 1 列元素为 -1， 其他元素为 0 ； i 1,n ； j 1,n ； n 为电网变电站总数目 ； E 为 nn 阶单位矩阵 ； J 0 -yij yij 0 为 1n 维矩阵， J 矩阵中第 1 行第 i 列元素为 -yij， J 矩阵中第 1 行第 j 列元素为 yij， 其他元素为 0 ； 为线路 ij 两端的断路器跳开前， 广域测量系统测量到的电网各变电站电压相量矩阵 ； yij为线路 ij 的线路导纳 ；为 n。
10、1 维矩阵， 分别为线路 ij 两端的断路器跳开后， 编号为第 1、 2、 说 明 书 CN 104065066 A 3 2/3 页 4 3、 n-2、 n-1、 n 变电站的电压变化量 ； 0011 3) 计算线路 ij 两端的断路器跳开后线路 lk 的电流 0012 其中， n 为电网变电站总数目 ； l 1,n ； k 1,n ； zlk为线路 lk 的线路阻 抗 ； 为线路 ij 两端的断路器跳开前， 广域测量系统测量到线路 lk 上流过的电流 ； H 0 1 -1 0T为 n1 维矩阵， H 矩阵中第 l 行第 1 列元素为 1， H 矩阵中第 k 行第 1 列 元素为 -1， 其他。
11、元素都为 0 ； 线路 lk 连接 l 变电站和 k 变电站 ； 线路 lk 与线路 ij 为不同线 路。 0013 本发明与现有技术相比较， 具有下列积极成果 ： 0014 本发明方法利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、 电流相量的同步 测量， 获取电网同步数据 ； 若发生电网单一线路跳闸， 通过低维数矩阵求逆计算中间矩阵 和变量矩阵， 进而计算线路跳闸后电网各变电站的电压变化量， 计算线路跳闸后电网各条 线路的电流变化量， 然后利用计算得到电网各条线路电流变化量与线路跳闸前电网各条线 路的电流进行叠加得到线路跳闸后电网各条线路流过的电流。本发明方法在电网单一线 路跳闸后电网拓扑结。
12、构发生变化时， 只涉及到低维数矩阵求逆， 无需进行大维数导纳矩阵 因子分解， 可直接计算出线路跳闸后电网各条线路的电流， 计算速度快， 整个计算过程可在 200ms 时间内完成， 能为电力系统稳定分析控制提供实时电网基础数据， 增强电网安全运行 的稳定性。 附图说明 0015 图 1 为应用本发明的线路输电系统示意图。 具体实施方式 0016 下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。 0017 本实施例如图 1 所示， 利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、 电流 相量的同步测量， 实时获取电网同步数据。若线路 ij 两端的断路器跳开后， 计算中间矩阵 W Y-1M ； 。
13、其中， Y 为电网节点导纳矩阵 ； M 0 1 -1 0T为 n1 维矩阵， M 矩阵中 第 i 行第 1 列元素为 1， M 矩阵中第 j 行第 1 列元素为 -1， 其他元素为 0 ； i 1,n ； j 1,n ； n 为电网变电站总数目 ； 线路 ij 连接 i 变电站和 j 变电站。 0018 计算变量矩阵其中， E 为 nn 阶单位矩阵 ； J 0 -yij yij 0 为 1n 维矩阵， J 矩阵中第 1 行第 i 列元素为 -yij， J 矩阵中第 1 行第 j 列元素为 yij， 其他元素为 0 ； 为线路 ij 两端的断路器跳开前， 广域测量系统测量到的电网各变电站电 压相。
14、量 ； yij为线路 ij 的线路导纳。 0019 计算线路 ij 两端的断路器跳开后， 电网各变电站电压变化量矩阵其 中，为 n1 维矩阵， 分别为线路 ij 两端的断路器跳开后， 编号为第 1、 2、 3、 n-2、 n-1、 n 变电站的 电压变化量。 说 明 书 CN 104065066 A 4 3/3 页 5 0020 计算线路 ij 两端的断路器跳开后线路 lk 的电流其中， n 为电 网变电站总数目 ； l 1,n ； k 1,n ； zlk为线路 lk 的线路阻抗 ； 为线路 ij 两端 的断路器跳开前， 广域测量系统测量到线路 lk 上流过的电流 ； H 0 1 -1 0T为。
15、 n1 维矩阵， H 矩阵中第 l 行第 1 列元素为 1， H 矩阵中第 k 行第 1 列元素为 -1， 其他元素 都为 0 ； 线路 lk 连接 l 变电站和 k 变电站 ； 线路 lk 与线路 ij 为不同线路。 0021 本发明方法利用电网现有广域测量系统实现电网各变电站电压、 电流相量的同步 测量， 获取电网同步数据 ； 若发生电网单一线路跳闸， 通过低维数矩阵求逆计算中间矩阵和 变量矩阵， 进而计算线路跳闸后电网各变电站的电压变化量， 计算线路跳闸后电网各条线 路的电流变化量， 然后利用计算得到电网各条线路电流变化量与线路跳闸前电网各条线路 的电流进行叠加得到线路跳闸后电网各条线路。
16、流过的电流。 0022 本发明方法在电网单一线路跳闸后电网拓扑结构发生变化时， 只涉及到低维数矩 阵求逆， 无需进行大维数导纳矩阵因子分解， 可直接计算出线路跳闸后电网各条线路的电 流， 计算速度快， 整个计算过程可在 200ms 时间内完成， 能为电力系统稳定分析控制提供实 时电网基础数据， 增强电网安全运行的稳定性。 0023 以上所述仅为本发明的较佳具体实施例， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都 应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104065066 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104065066 A 6 。