一种电网潮流的计算方法技术

本发明专利技术公开一种电网潮流的计算方法，涉及电力系统分析领域，用于解决电网潮流计算收敛困难的问题。所述电网潮流的计算方法包括：预设PQ收敛条件和PQ迭代步数，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，判断PQ分解法的潮流计算结果是否满足PQ收敛条件；如果不满足，则获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，将其作为牛顿‑拉夫逊法的初值，并在预设牛顿‑拉夫逊收敛条件后采用牛顿‑拉夫逊法对电网潮流进行计算；如果满足，则将PQ分解法的潮流计算结果直接作为牛顿‑拉夫逊法的初值，在预设牛顿‑拉夫逊收敛条件后采用牛顿‑拉夫逊法对电网潮流进行计算。本发明专利技术提供的电网潮流的计算方法用于电力系统分析。

A method for calculating power flow in power grid

The invention discloses a method for calculating the power flow of a network, which relates to the field of power system analysis and is used to solve the problem of the convergence of power flow calculation in a power grid. Including the power flow calculation method of the grid: the default PQ convergence conditions and PQ iteration steps, using PQ decomposition method to calculate power flow, determine the PQ decomposition method for power flow calculation results can meet the PQ condition of convergence; if not satisfied, obtaining the corresponding iterative error accumulated PQ decomposition method in the process of calculation the results, as the initial Newton Raphson method, and the power flow were calculated using the Newton Raphson method in Newton Raphson preset convergence condition; if satisfied, the PQ decomposition method for power flow calculation results directly as the initial value Newton Raphson method, Newton Raphson in default the convergence condition after using the Newton Raphson method of power flow calculation. The power flow calculation method provided by the invention is used for power system analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种电网潮流的计算方法
本专利技术涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种电网潮流的计算方法。
技术介绍
电网潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，其计算结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础，使得电网潮流计算常被广泛用于电力系统的规划、运行和科研工作中。目前，常见电网潮流的计算方法一般都采用由PQ分解法和牛顿-拉夫逊法组合的方法，具体使用时，对PQ分解法设置较大的收敛条件和最大的迭代步数进行PQ分解计算，当PQ分解法的计算收敛或达到最大的迭代步数后，将PQ分解法的计算结果作为初值转入牛顿-拉夫逊法中进行计算。而与PQ分解法的收敛条件相比，牛顿-拉夫逊法的收敛条件要小的多，因此在电网潮流计算中，当计算结果达到牛顿-拉夫逊法的收敛条件后，才认为电网潮流计算收敛。然而，随着电网规模的不断增大和电力设备的不断接入，采用上述电网潮流的计算方法，经常会遇到PQ分解法计算达不到收敛条件的情况，而且PQ分解法计算得到的有功功率偏差量和无功功率偏差量，并不随着迭代步数的增加而一直减小，使得现行使用的PQ分解法，并不能为牛顿-拉夫逊法提供较优的初值，导致电网潮流计算的收敛越来越困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电网潮流的计算方法，用于解决电网潮流计算收敛困难的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电网潮流的计算方法，包括以下步骤：步骤1，预设PQ收敛条件和PQ迭代步数，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，获取PQ分解法的潮流计算结果，判断PQ分解法的潮流计算结果是否满足PQ收敛条件；如果不满足，则转入步骤2；如果满足，则转入步骤3；步骤2，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，将迭代计算结果作为PQ分解法的潮流计算结果；步骤3，预设牛顿-拉夫逊收敛条件，将PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值，采用牛顿-拉夫逊法对所述电网潮流进行计算，获取牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果。与现有技术相比，本专利技术提供的电网潮流的计算方法具有以下有益效果：本专利技术提供的电网潮流的计算方法，在判断出PQ分解法的潮流计算结果满足PQ收敛条件后，将PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值；而在判断出PQ分解法的潮流计算结果未能满足PQ收敛条件后，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，并将该迭代计算结果作为PQ分解法的潮流计算结果，为牛顿-拉夫逊法提供初值。可见，采用本专利技术提供的电网潮流的计算方法，能够将PQ分解法计算中收敛的潮流计算结果或误差最小的潮流计算结果，作为牛顿-拉夫逊法的初值，从而为牛顿-拉夫逊法提供较优的初值，以便采用牛顿-拉夫逊法对电网潮流进行计算后，能够容易的获得电网潮流计算收敛的计算结果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法的流程图。具体实施方式为便于理解，下面结合说明书附图，对本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法进行详细描述。参阅图1，本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法包括以下步骤：步骤1，预设PQ收敛条件和PQ迭代步数，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，获取PQ分解法的潮流计算结果，判断PQ分解法的潮流计算结果是否满足PQ收敛条件；如果不满足，则转入步骤2；如果满足，则转入步骤3；步骤2，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，将迭代计算结果作为PQ分解法的潮流计算结果；步骤3，预设牛顿-拉夫逊收敛条件，将PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值，采用牛顿-拉夫逊法对所述电网潮流进行计算，获取牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果。具体实施时，在本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法中，PQ迭代步数是指允许PQ分解法进行迭代计算的最大步数，且PQ收敛条件和PQ迭代步数应由本领域工程人员根据电网潮流计算需要采用的PQ分解法自行设定。在预设PQ收敛条件和PQ迭代步数后，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，便能获得PQ分解法的潮流计算结果，此时，判断PQ分解法的潮流计算结果是否满足PQ收敛条件，如果满足，则将PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值；如果不满足，则获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，即比较PQ分解法中每步迭代计算后的累计计算误差，将累计计算误差最小的迭代计算结果作为PQ分解法的潮流计算结果，为牛顿-拉夫逊法提供初值。然后，采用牛顿-拉夫逊法对电网潮流进行计算，获取牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果，完成电网潮流的计算。通过上述具体实施过程可知，本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法，在判断出PQ分解法的潮流计算结果满足PQ收敛条件后，将PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值；而在判断出PQ分解法的潮流计算结果未能满足PQ收敛条件后，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，并将该迭代计算结果作为PQ分解法的潮流计算结果，为牛顿-拉夫逊法提供初值。因此，采用本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法，能够将PQ分解法计算中收敛的潮流计算结果或误差最小的潮流计算结果，作为牛顿-拉夫逊法的初值，从而为牛顿-拉夫逊法提供较优的初值，以便采用牛顿-拉夫逊法对电网潮流进行计算后，能够容易的获得电网潮流计算收敛的计算结果。需要说明的是，在电网潮流的计算过程中，通常将电网内的各发电机视作相对应的节点以进行计算，具体的，将有功功率和无功功率均已知的发电机作为PQ节点，而将有功功率和电压幅值均已知的的发电机作为PV节点。示例性的，电网中发电机的总个数为n个，即电网中节点的总个数对应为n个，其中，PQ节点的个数为m个，PV节点的个数为n-m-1个；此时，电网潮流的计算则是求解如下公式：其中，Pis为第i个节点的有功功率预设值，Qis为第i个节点的无功功率预设值，Vi为第i个节点的电压幅值，Vj为第j个节点的电压幅值，δi为第i个节点的电压相角，δj为第j个节点的电压相角，Gij为第i个节点和第j个节点之间的电导值，Bij为第i个节点和第j个节点之间的电纳值。上述实施例中，PQ收敛条件可由本领域工程人员根据电网潮流计算的需要自行设定。本实施例中，将PQ收敛条件具体设定为：其中，ε常选用一个很小的正实数；ΔPik为第k步迭代计算后第i个节点的有功功率偏差量，且ΔPik采用如下公式得到：为第k步迭代计算后第i个节点的无功功率偏差量，且采用如下公式得到：其中：Vik为第k步迭代计算后第i个节点的电压幅值，为第k步迭代计算后第j个节点的电压幅值，为第k步迭代计算后第i个节点的电压相角，为第k步迭代计算后第j个节点的电压相角。需要补充的是，上述实施例采用的PQ分解法计算过程中的累计计算误差存在多种计算方法，具体可由本领域工程人员根据电网潮流计算的实际需要确定。示例性的，本实施例中，累计计算误差为了进一步减少电网潮流计算收敛的困难，继续参阅图1，在本专利技术实施例提供的电网潮流的计算方法中，还包括：步骤4，判断牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果是否满足牛顿-拉夫逊收敛条件；如果不满足，则取消电网中各节点的无功功率限制，转入步骤5；如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网潮流的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，预设PQ收敛条件和PQ迭代步数，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，获取PQ分解法的潮流计算结果，判断所述PQ分解法的潮流计算结果是否满足所述PQ收敛条件；如果不满足，则转入步骤2；如果满足，则转入步骤3；步骤2，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，将所述迭代计算结果作为所述PQ分解法的潮流计算结果；步骤3，预设牛顿‑拉夫逊收敛条件，将所述PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿‑拉夫逊法的初值，采用牛顿‑拉夫逊法对所述电网潮流进行计算，获取牛顿‑拉夫逊法的潮流计算结果。

【技术特征摘要】
1.一种电网潮流的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，预设PQ收敛条件和PQ迭代步数，采用PQ分解法对电网潮流进行计算，获取PQ分解法的潮流计算结果，判断所述PQ分解法的潮流计算结果是否满足所述PQ收敛条件；如果不满足，则转入步骤2；如果满足，则转入步骤3；步骤2，获取PQ分解法计算过程中累计计算误差最小时对应的迭代计算结果，将所述迭代计算结果作为所述PQ分解法的潮流计算结果；步骤3，预设牛顿-拉夫逊收敛条件，将所述PQ分解法的潮流计算结果作为牛顿-拉夫逊法的初值，采用牛顿-拉夫逊法对所述电网潮流进行计算，获取牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果。2.根据权利要求1所述的电网潮流的计算方法，其特征在于，所述电网潮流的计算方法还包括：步骤4，判断所述牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果是否满足所述牛顿-拉夫逊收敛条件；如果不满足，则取消电网中各节点的无功功率限制，转入步骤5；如果满足，则输出电网潮流计算收敛的计算结果；步骤5，依次执行步骤1-步骤3，判断所述步骤3中牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果是否满足所述牛顿-拉夫逊收敛条件；如果不满足，则输出电网潮流计算不收敛的计算结果；如果满足，则转入步骤6；步骤6，恢复电网中各节点的无功功率限制，依次执行步骤1-步骤3，判断所述步骤3中牛顿-拉夫逊法的潮流计算结果是否满足所述牛顿-拉夫逊收敛条件；如果不满足，则输出电网潮流计算不收敛的计算结果；如果满足，则输出电网潮流计算收敛的计算结果。3.根据权利要求2所述的电网潮流的计算方法，其特征在于，步骤4中，取消电网中各节点的无功功率限制包括：取消计算电网中各节点的无功功率，将所述电网中各所述节点作为PV节点，对电网潮流进行计算；步骤6中，恢复电网中各节点的无功功率限制包括：计算所述电网中各所述节点的无功功率，将无功功率超过临界值的节点从PV节...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利刚，周挺辉，甄鸿越，王长香，涂亮，黄冠标，杨诚，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44