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1、10申请公布号CN104078979A43申请公布日20141001CN104078979A21申请号201410340358922申请日20140716H02J3/0620060171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经济技术研究院72发明人林章岁胡臻达林毅杨晓东吴威74专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊54发明名称一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法57摘要本发明提供一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限计算方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一电网在给定基本方式。
2、下运行进行重负荷潮流计算；步骤二当重负荷潮流计算过程中不收敛时，预示静态电压稳定接近极限；步骤三所述静态电压稳定接近极限，则采用连续潮流法搜索静态电压稳定极限，同步开展静态安全分析；步骤四出现静态安全极限或静态电压稳定极限中的任一个，则表明输电通道已经达到静态极限，步骤五根据电网运行人员工作需求，对N1种给定的运行方式重复步骤一至步骤四的计算，每种电网运行方式得到1个极限值，这N1个值中的最小值作为该通道静态输电功率极限。该计算方法能够避免不必要的计算以及重复性计算的目的。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图3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5页附图。
3、3页10申请公布号CN104078979ACN104078979A1/1页21一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一电网在某一给定方式下运行进行重负荷潮流计算，所述重负荷潮流计算为通过输电通道功率修正后加重输电通道功率，再进行电网潮流计算；步骤二根据所述重负荷潮流计算过程中的收敛性来判定当前运行点是否靠近静态电压稳定极限，当重负荷潮流计算过程中不收敛时，预示静态电压稳定性已经开始接近极限；步骤三当重负荷潮流计算过程中不收敛，则改用连续潮流法搜索具体的静态电压稳定极限，同步开展静态安全分析；步骤四出现静态安全极限或静态电压稳定极限中的任一个，则表明。
4、输电通道已经达到当前方式的静态极限；步骤五根据电网运行人员工作需求，对N1种给定的运行方式重复步骤一至步骤四的计算，每种电网运行方式得到1个极限值，这N1个值中的最小值作为该通道静态输电功率极限，其中N1种给定方式为一种基本运行方式和N种故障运行方式，其中N为自然数。2根据权利要求1所述的基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法，其特征在于所述重负荷潮流计算方法采用PQ解耦法，当迭代次数达200次及以上仍不收敛，则认为当前运行点的静态电压稳定性已经开始接近极限。3根据权利要求1所述的基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法，其特征在于所述的输电通道功率修正为送电端电网和受电。
5、端电网按指定步长进行两端发电功率或负荷功率的调整，从而建立起输电通道不同输送功率下的电网运行方式，其中电网损耗变化可平衡在指定侧，所述指定侧为送电端或受电端，其中更改送端电网发电机功率值过程中受发电机上限容量限制，更改受端电网发电机功率值过程中受发电机下限容量限制。4根据权利要求1所述的基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法，其特征在于所述步骤四中出现静态安全极限或静态电压稳定极限中的任一个，具体指每一次输电通道功率修正和加重输电通道功率后，都需要进行静态安全分析；当采用连续潮流法搜索具体的静态电压稳定极限中，同步进行静态安全分析；只要上述任一过程中出现不满足静态安全条件或不满足静。
6、态电压稳定条件，则认为当前的输电通道功率就是静态输送功率极限。权利要求书CN104078979A1/5页3一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限分析方法技术领域0001本发明涉及电力系统输电通道静态输送功率极限计算方法，特别是一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限计算方法。背景技术0002图1中电网A和电网B通过输电线路进行功率交换，电网A作为送端电源，电网B作为受端负荷，电网运行人员需要了解计算在电网各种安全约束下电网A向电网B最大可以输送多少功率。0003电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受微小的干扰后能够自动恢复到原来状态的能力。电网输电通道的静态极限输送功率。
7、是指电网能够满足静态稳定要求的输电功率临界值。静态稳定包含1由功角特性或小扰动稳定性确定的静态稳定；2由电压特性确定的静态稳定；3电网元件N1静态安全等。0004伴随电网结构的加强，在实际电网中功角特性或小扰动稳定性确定的静态稳定极限远大于由电压特性确定的静态稳定极限和元件N1安全极限。因此重点是判定电压特性确定的静态稳定极限和线路N1安全极限，本发明的解决问题也是判定电压特性确定的静态稳定极限和线路N1安全极限，不考虑功角特性确定的静态稳定极限。0005判定电压特性确定的静态稳定极限可通过如下描述0006在图2简单电力系统中，当维持始平衡节点电压不变时，末端电压和负荷功率之间的关系如图3所示。
8、。0007显然，当输送某一功率P时，对应的运行点有二个，即曲线上半部的稳定点B1和曲线下半部的不稳定运行点B2。B1点对应着高电压解，B2点对应低电压解。因此，有时亦称稳定运行区域和不稳定运行区域为高电压解区和低电压解区。随着负荷功率和输送功率的增大，B1点电压逐渐下降，B2逐渐上升。两个点重合则达到电压稳定的极限点或崩溃点。0008电网元件N1静态安全分析可通过如下描述0009当输送某一功率P时，如果某1个电网元件线路、变压器、母线等发生停运，造成其它电网元件的运行电流超过了该元件允许的额定电流，或电网元件的运行电压超出了国标允许的范围，则认为不满足N1静态安全。0010在现有技术中计算输电。
9、通道静态极限输电能力的计算方法是分别独立地计算静态电压稳定极限和N1静态安全极限，两者比较以后取其中的最小值作为输电通道的静态极限输电能力。这种计算方法存在以下缺点静态电压稳定计算从初始点开始，一直计算到极限点结束，可能存在不必要的计算，造成计算耗时增加，实际电网运行过程中往往还没有达到电压安全极限前，很可能因部分线路或变压器超出热稳定约束、母线电压安全约束等情况，已经不满足静态安全条件，导致后面的计算实际上已经没有意义；电网运行要求满足N1准则，因此静态电压稳定计算和静态安全分析都要基于事先确定的故障集进行N1方说明书CN104078979A2/5页4式制定和计算分析，两者的计算存在重叠，分。
10、别独立地计算静态电压稳定极限和N1静态安全极限，计算中存在重复的工作量。0011因此亟需提出一种输电通道静态输送功率极限计算方法能够简单、快速、准确地计算输电通道的静态极限输电能力。发明内容0012本发明的目的提供一种基于连续潮流分析的输电通道静态输送功率极限计算方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一电网在某一给定方式下运行进行重负荷潮流计算，所述重负荷潮流计算为通过输电通道功率修正后加重输电通道功率，再进行电网潮流计算；步骤二根据所述重负荷潮流计算过程中的收敛性来判定当前运行点是否靠近静态电压稳定极限，当重负荷潮流计算过程中不收敛时，预示静态电压稳定性已经开始接近极限；步骤三当重负荷潮流计算过。
11、程中不收敛，则改用连续潮流法搜索具体的静态电压稳定极限，同步开展静态安全分析；步骤四出现静态安全极限或静态电压稳定极限中的任一个，则表明输电通道已经达到当前方式的静态极限；步骤五根据电网运行人员工作需求，对N1种给定的运行方式重复步骤一至步骤四的计算，每种电网运行方式得到1个极限值，这N1个值中的最小值作为该通道静态输电功率极限，其中N1种给定方式为一种基本运行方式和N种故障运行方式，其中N为自然数。0013在本发明的一实施例中所述重负荷潮流计算方法采用PQ解耦法，当迭代次数达200次及以上仍不收敛，则认为当前运行点的静态电压稳定性已经开始接近极限。所述的输电通道功率修正为送电端电网和受电端电。
12、网按指定步长进行两端发电功率或负荷功率的调整，从而建立起输电通道不同输送功率下的电网运行方式，其中电网损耗变化可平衡在指定侧，所述指定侧为送电端或受电端，其中改送端电网发电机功率值过程中受发电机上限容量限制，更改受端电网发电机功率值过程中受发电机下限容量限制。0014所述步骤四中出现静态安全极限或静态电压稳定极限中的任一个，具体指每一次输电通道功率修正和加重输电通道功率后，都需要进行静态安全分析；当采用连续潮流法搜索具体的静态电压稳定极限中，同步进行静态安全分析；只要上述任一过程中出现不满足静态安全条件或不满足静态电压稳定条件，则认为当前的输电通道功率就是静态输送功率极限。0015该计算方法能。
13、够实现节约计算耗时，避免不必要的计算以及重复性计算的目的。0016为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。附图说明0017图1为现有技术两电网间进行功率交换示意图。0018图2为现有技术图简化的电力系统示意图。0019图3为图2中节点2的PV曲线图。0020图4为本发明的具体计算流程图。0021图5为功率调整的示意图。0022图6是图4流程中“计算”子流程。说明书CN104078979A3/5页50023图7为图6中“电压稳定极限计算”子流程。0024图8为连续潮流法计算得到的PV曲线图。具体实施方式0025本发明一实施例的计算流程图参见图4。0。
14、026按图4所示流程对“电网全模型方式”和N种“电网故障集方式”进行通道静态输电功率极限计算，这N1个极限值其中的最小值作为该通道静态输电功率极限00271其中，“电网全模型方式”是指电网运行人员给定的电网基本运行方式，方式的具体特点根据电网运行人员的具体工作需求来确定，一般电网运行人员最关注高峰负荷对应的最大运行方式，但也可能是低谷负荷运行方式或腰荷运行方式；00282“输电通道功率修正”的具体实施方式为通过图5所示的两种调整方式，来增加输电通道的功率输送0029A、在送端都是指定电源集合中发电机出力的增加方式，包括按发电机出力占电源集合总发电出力的比例增加功率，按容量裕度占电源集合总容量裕。
15、度的比例增加功率，按照人工指定的增加顺序和发电出力增加幅度增加功率。发电机功率增加过程中受发电机容量限制；0030B、在受端有两种调整方式00311、在受端指定电源集合中发电机出力的减少方式，包括按发电机出力占电源集合总发电的比例减少功率，按容量裕度占电源集合总容量裕度的比例减少功率，按照人工指定的减少顺序和减少幅度减少发电机出力。发电机出力减少过程中受发电机容量限制；00322、在受端指定负荷集合和负荷的增加方式，包括按各个负荷占负荷集合总功率比例，等比例增加有功、无功和保持功率因数增加，负荷集合中负荷等幅值增加有功、无功和保持功率因数增加，按人工指定的增加顺序和增加幅度增加负荷功率。003。
16、3图6是图4流程中“计算”子流程00341其中,“电网安全约束”包括电网无故障方式和故障集方式下发电机容量上下限约束、电网无故障方式和故障集方式下线路和变压器潮流安全约束、电网无故障方式和故障集方式下母线电压安全约束、电网故障集方式下故障前后的电压变化约束、电网无故障方式和故障集方式下无功储备约束等；00352其中“重负荷潮流计算”的实施方式为在初始给定的基本方式下，通过图6中“输电通道功率修正”后，加大输电通道功率以后进行电网潮流计算；00363其中“计算控制”的控制方式为计算到极限点方式这种控制方式下，电网运行点到达电压极限点，计算停止；计算到不安全点方式在这种控制方式下，电网运行点到达电。
17、网安全约束条件包括电压上下限、电压波动上下限、指定区域无功裕度、发电机上下限、输电设备的功率限值，计算停止。00374“输电通道功率修正”的实施方式为同图4“输电通道功率修正”。0038图7是图6流程中“电压稳定极限计算”子流程00391电压稳定极限计算的技术原理和方法0040在电压稳定计算中采用连续潮流法。一般的潮流计算的节点功率方程式为说明书CN104078979A4/5页600410042004310044I1,2,N0045连续潮流法中考虑到负荷和发电机功率变化后的潮流节点功率方程可以表示为00460047004820049I1,2,N0050其中，PIG0、QIG0、PIDO和QID。
18、O分别为在给定的初始运行方式下节点I上发电机和负荷的有功功率和无功功率；PIG、QIG、PID和QID分别为在过渡运行方式下节点I发电机和负荷增加的有功功率和无功功率所遵循的比例关系，而增加的具体数量将决定于参数的取值。显然，对于PIG、QIG、PID和QID的不同取值，可以反映负荷和发电机功率改变的前述各种情况。0051连续潮流法求解稳定极限点的基本思想是，从对应于给定运行方式的初始解点出发，采用某种预测方法求出使增加的下一个解点的预测值即近似估计值，然后再将这一估计值作为初值，求出下一个解点的校正值即准确值。反复进行上述预估和校正过程，便可得出一系列的解点，直至求出极限点为止。如果用PV曲。
19、线来反映解点X的轨迹，则极限点便是PV曲线的拐点。0052实际使用的步长控制方法是预测值与准确值之间保持相等的弧长，在每一步两端功率调整中，使各个节点电压变化量的均方根值不超过额定电压的千分之五相应的标幺值为0005，而且每一个节点的电压变化量不超过额定电压的百分之一标幺值001，即同时满足00530054005530056前一个条件是反映在每一步中因输电通道输送功率增加而使系统各节点电压降低的总体水平，因此它能更有效地反应PV曲线上所在点的平坦程度；后一个条件是不使个别节点的电压在一个预测校正步中降低得过多。0057当下一个解点的预测值得出以后，需要用它作为初值求解潮流方程式2。为了解决因潮。
20、流方程雅可比矩阵在极限点附近接近奇异而使潮流方程无法收敛的问题，并使预测点与校正点具有相同的弧长，在弧长连续连续法中引入一个附加的弧长方程说明书CN104078979A5/5页7式0058005940060它与式2一起，组成N1个非线性代数方程，于是便可以用预测过程所求得的预测值作为初值，对这N1个非线性方程进行迭代求解，从而解出N1变量XI,I1,2,N和。0061通过不断增加输电通道上的功率，求解每个传输水平上的潮流解，可得到某监测母线上的PV曲线，如图8所示。00622其中“安全约束条件”的实施方式同图6种的“电网安全约束”。说明书CN104078979A1/3页8图1图2图3图4说明书附图CN104078979A2/3页9图5图6说明书附图CN104078979A3/3页10图7图8说明书附图CN104078979A10。