【技术实现步骤摘要】
一种电网潮流仿真方法和系统
本专利技术涉及电力规划仿真
，具体涉及一种电网潮流仿真方法和系统。
技术介绍
目前，在一个区域电网一般有一个电网控制中心，负责本区域电网模型维护和电力资源调度，对区域外电网模型和可调节资源并不掌握，如果将全网模型纳入一个控制中心将面临计算规模过大，优化收敛速度慢的问题，因此要依据事先确定好的联络线功率作为区域间的边界，各自优化区域内资源配置。因为区域间的联络线潮流根据事前制定的功率计划送电，送电功率可以认为是确定的，但在电力市场环境下，联络线两端机组和用户都需要参与到竞价市场确定发电和用电，电网潮流和联络线功率将出现很大的不确定性，区域内控制中心需要外部电网发出正确动态反馈信息，确保本区域计算的准确性。传统电力规划进行仿真时，针对规划区域的电网一般使用精确网络模型，而将外部联络线简单等值为机组，当电网模型复杂，对外联络众多的情况下，简单等值将造成网络潮流计算失真，将造成外部网络的重要信息的损失，在用电高峰时期或区域功率交换较大时潮流失真将影响对未来电网运行状态的掌控，潮流失真前提下的功率调整也将付出较大的调整代价。实际上网络中各个节点的状态和注入功率等信息对全网潮流都有影响，特别是功率注入大的关键节点和阻塞支路与断面对全网潮流影响更大，而在电力市场环境下，网络潮流分布将极大影响处于不同节点位置市场主体的利益，因此传统规划仿真时简单等值的方法可能造成部分节点潮流的不准确，对电力规划提供的参考信号不准确。为了解决这个问题，一般通过等值方法将外部网络化简，除了上述在...
【技术保护点】
1.一种电网潮流仿真方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取与目标区域电网有功率交换的区域电网的等效拓扑结构；/n基于目标区域电网的拓扑结构以及与目标区域电网有功率交换的区域电网的等效拓扑结构生成潮流仿真模型；/n对所述潮流仿真模型进行潮流仿真，获取所述目标区域电网的潮流结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种电网潮流仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取与目标区域电网有功率交换的区域电网的等效拓扑结构；
基于目标区域电网的拓扑结构以及与目标区域电网有功率交换的区域电网的等效拓扑结构生成潮流仿真模型；
对所述潮流仿真模型进行潮流仿真，获取所述目标区域电网的潮流结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与目标区域电网有功率交换的区域电网的等效拓扑结构，包括：
若与目标区域电网有功率交换的第i个区域电网至少满足电网约束条件集合中的一个约束条件，则采用WARD等值简化法获取所述第i个区域电网的等效拓扑结构，否则，采用简单等值法获取所述第i个区域电网的等效拓扑结构；
其中，i∈(1～RS)，RS为与目标区域电网有功率交换的区域电网的总数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电网约束条件集合中的约束条件，包括：电源结构约束条件、单位爬坡率约束条件、负荷峰谷差约束条件、曲线斜率约束条件、交换功率约束条件和联络线数目约束条件；
按下式确定电网约束条件集合中的电源结构约束条件：
χA,i≥30％
式中，χA,i为目标区域电网与所述第i个区域电网之间的电源结构差异度；
其中，按下式确定目标区域电网与所述第i个区域电网之间的电源结构差异度χA,i：
式中，γA,h为目标区域电网的火电装机容量，γA,s为目标区域电网的水电装机容量，γi,h为所述第i个区域电网的火电装机容量，γi,s为所述第i个区域电网的水电装机容量；
按下式确定电网约束条件集合中的单位爬坡率约束条件：
式中，为目标区域电网的单位爬坡率，为所述第i个区域电网的单位爬坡率；
其中，按下式确定目标区域电网的单位爬坡率
式中，λA,u为目标区域电网的发电功率向上调节能力，λA,d为目标区域电网的发电功率向下调节能力，CA为目标区域电网的装机容量；
按下式确定目标区域电网的发电功率向上调节能力λA,u：
式中，kA,s,u为目标区域电网中第s台水电机组的上爬坡率，kA,h,u为目标区域电网中第h台火电机组的上爬坡率，kA,w,u为目标区域电网中第w台风电机组的上爬坡率，h∈(1～A,foss)，A,foss为目标区域电网中火电机组的总数，s∈(1～A,hydr)，A,hydr为目标区域电网中水电机组的总数，w∈(1～A,wind)，A,wind为目标区域电网中风电机组的总数；
按下式确定目标区域电网的发电功率向下调节能力λA,d：
式中，kA,s,d为目标区域电网中第s台水电机组的下爬坡率，kA,h,d为目标区域电网中第h台火电机组的下爬坡率，kA,w,d为目标区域电网中第w台风电机组的下爬坡率；
按下式确定所述第i个区域电网的单位爬坡率
式中，λi,u为所述第i个区域电网的发电功率向上调节能力，λi,d为所述第i个区域电网的发电功率向下调节能力，Ci为所述第i个区域电网的装机容量；
按下式确定所述第i个区域电网的发电功率向上调节能力λi,u：
式中，ki,s',u为所述第i个区域电网中第s'台水电机组的上爬坡率，ki,h',u为所述第i个区域电网中第h'台火电机组的上爬坡率，ki,w',u为所述第i个区域电网中第w'台风电机组的上爬坡率，h'∈(1～i,foss)，i,foss为所述第i个区域电网中火电机组的总数，s'∈(1～i,hydr)，i,hydr为所述第i个区域电网中水电机组的总数，w'∈(1～i,wind)，i,wind为所述第i个区域电网中风电机组的总数；
按下式确定所述第i个区域电网的发电功率向下调节能力λi,d：
式中，ki,s',d为所述第i个区域电网中第s'台水电机组的下爬坡率，ki,h',d为所述第i个区域电网中第h'台火电机组的下爬坡率，ki,w',d为所述第i个区域电网中第w'台风电机组的下爬坡率；
按下式确定电网约束条件集合中的负荷峰谷差约束条件：
ηAi,f<ηA,f且ηAi,f<ηi,f
式中，ηAi,f为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线的峰谷差比例，ηA,f为目标区域电网的预测负荷曲线的峰谷差比例，ηi,f为所述第i个区域电网的峰谷差比例；
其中，按下式确定目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线的峰谷差比例ηAi,f：
式中，pAi,f为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后曲线的最大峰值；pAi,g为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后曲线的最小谷值；
按下式确定目标区域电网的预测负荷曲线的峰谷差比例ηA,f：
式中，pA,f为目标区域电网的预测负荷曲线的最大峰值；pA,g为目标区域电网的预测负荷曲线的最小谷值；
按下式确定按下式确定所述第i个区域电网的预测负荷曲线的峰谷差比例ηi,f：
式中，pi,f为所述第i个区域电网的预测负荷曲线的最大峰值；pi,g为所述第i个区域电网的预测负荷曲线的最小谷值；
若目标区域电网与所述第i个区域电网的负荷曲线的峰/谷值分别出现在T1和T2时刻，目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线的峰/谷值出现在T1与T2之间的T3时刻，则按下式确定电网约束条件集合中的曲线斜率约束条件：
SAi,T3<SA,T1且SAi,T3<Si,T2
式中，SAi,T3为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线在T3时刻的负荷斜率，SA,T1为目标区域电网的预测负荷曲线在T1时刻的负荷斜率，Si,T2为所述第i个区域电网在T2时刻的负荷斜率；
其中，按下式确定所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后曲线在T3时刻的负荷斜率SAi,T3：
式中，DT3+1为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线中T3+1时刻的负荷，DT3为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线中T3时刻的负荷，DAi,t为目标区域电网与所述第i个区域电网的预测负荷曲线叠加后的曲线中第t个时刻的负荷,t∈(1～T),T为预测负荷曲线上的时刻总数；
按下式确定目标区域电网的预测负荷曲线在T1时刻的负荷斜率SA,T1：
式中，DT1+1为目标区域电网的预测负荷曲线中T1+1时刻的负荷，DT3为目标区域电网的预测负荷曲线中T1时刻的负荷，DA,t为目标区域电网的预测负荷曲线中第t个时刻的负荷；
按下式确定所述第i个区域电网在T2时刻的负荷斜率Si,T2：
式中，DT2+1为所述第i个区域电网的预测负荷曲线中T2+1时刻的负荷，DT2为所述第i个区域电网的预测负荷曲线中T2时刻的负荷，Di,t为所述第i个区域电网的预测负荷曲线中第t个时刻的负荷；
按下式确定电网约束条件集合中的交换功率约束条件：
式中，JA,i为目标区域电网与所述第i个区域电网在历史发电高峰时段交换功率的平均值,pA,Z为目标区域电网在调度周期的发电高峰时段的功率需求，σ为第一设定阈值；
按下式确定电网约束条件集合中的联络线数目约束条件：
LA,i≥Nε
式中，LA,i为目标区域电网与所述第i个区域电网之间的联络线数目，Nε为第二设定阈值。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用WARD等值简化法获取所述第i个区域电网的等效拓扑结构，包括：
根据第i个区域电网中各节点对目标区域电网与第i个区域电网之间的联络线的灵敏度确定第i个区域电网的保留节点；
令第i个区域电网的保留节点之间的线路以及第i个区域电网的保留节点与目标区域电网之间的联络线保留，并获取第i个区域电网的保留节点之间的线路的等效导纳矩阵；
基于第i个区域电网的保留节点、第i个区域电网的保留节点之间的线路、第i个区域电网的保留节点之间的线路的等效导纳矩阵以及第i个区域电网的保留节点与目标区域电网之间的联络线生成第i个区域电网的等效拓扑结构。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第i个区域电网中各节点对目标区域电网与第i个区域电网之间的联络线的灵敏度确定第i个区域电网的保留节点，包括：
若第i个区域电网中第e个节点对目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的灵敏度的绝对值大于灵敏度限制，则第i个区域电网中第e个节点保留，否则，第i个区域电网中第e个节点不保留，e∈(1～Nie)，Nie为第i个区域电网的节点总数，B∈(1～NAi)，NAi为目标区域电网与第i个区域电网之间的联络线总条数。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式获取第i个区域电网的保留节点之间的线路的等效导纳矩阵
式中，Yi-BB为第i个区域电网中保留节点之间的线路的导纳矩阵，Yi-BE为第i个区域电网中保留节点与不保留节点之间的线路的导纳矩阵，Yi-EB为第i个区域电网中不保留节点与保留节点之间的线路的导纳矩阵，为第i个区域电网中不保留节点之间的线路的导纳矩阵的逆矩阵；
其中，按下式确定第i个区域电网中保留节点之间的线路的导纳矩阵Yi-BB：
式中，为第i个区域电网中第αz个保留的节点与第βz个保留的节点之间的线路的导纳，αz,βz∈(1～nq)，nq为第i个区域电网中保留节点的总数；
按下式确定第i个区域电网中保留节点与不保留节点之间的线路的导纳矩阵Yi-BE：
式中，为第i个区域电网中第αz个保留节点与第βr个不保留节点之间的线路的导纳，βr∈(1～na)，na为第i个区域电网中不保留节点的总数；
按下式确定第i个区域电网中不保留节点与保留节点之间的线路的导纳矩阵Yi-EB：
式中，为第i个区域电网中第βr个不保留节点与第αz个保留节点之间的线路的导纳；
按下式确定第i个区域电网中不保留节点之间的线路的导纳矩阵的逆矩阵
式中，为第i个区域电网中第αr个不保留节点与第βr个不保留节点之间的线路的导纳，αr∈(1～na)。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用简单等值法获取所述第i个区域电网的等效拓扑结构，包括：
根据第i个区域电网中各节点计划注入目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的有功功率确定目标区域电网与第i个区域电网通过第B条联络线交换的有功功率pA,i,B；
若pA,i,B>0，则在所述第B条联络线处将第i个区域电网等效为一个发电机节点，该节点处连有一个出力为pA,i,B的发电机组，若pA,i,B<0，则在所述第B条联络线处将第i个区域电网等效为负荷节点，该节点处负荷为pA,i,B；
其中，B∈(1～NAi)，NAi为目标区域电网与第i个区域电网之间的联络线总条数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据第i个区域电网中各节点计划注入目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的有功功率确定目标区域电网与第i个区域电网通过第B条联络线交换的有功功率pA,i,B，包括：
按下式确定目标区域电网与第i个区域电网通过第B条联络线交换的有功功率pA,i,B：
pA,i,B＝p'A,i,B+λB·△p
式中，p'A,i,B为目标区域电网与第i个区域电网通过第B条联络线计划交换的有功功率，λB为目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的分配系数，△p为目标区域电网与第i个区域电网通过各条联络线计划交换的有功功率总和与目标区域电网与第i个区域电网计划交换的有功功率的差值；
其中，按下式确定目标区域电网与第i个区域电网通过第B条联络线计划交换的有功功率p'A,i,B(t)：
式中，pey为第i个区域电网中第e个节点计划注入目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的有功功率，pef为第i个区域电网中第e个节点的有功负荷，SBe为第i个区域电网中第e个节点对目标区域电网与第i个区域电网之间的第B条联络线的灵敏度，e∈(1～Nie)，Nie为第...
【专利技术属性】
技术研发人员：车勇，孙伟，李湘华，张艳，左雅，凡鹏飞，李香平，赵志强，张增强，吕盼，辛超山，王新刚，孙立成，吴高磊，宋新甫，孟宪珍，付高善，周专，韩立芝，常喜强，余中平，朱泽磊，李嵘，李晓磊，武赓，王理厦，方少雄，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司，国网新疆电力有限公司经济技术研究院，电力规划总院有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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