多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法及系统，属于电力系统传输性能分析技术领域，以边界联络线测量点作为撕裂点将多区域互联电网分为多个子区域；计算子区域的独立潮流，得到边界节点状态变量信息；利用外部协调方程对边界节点状态变量进行修正，直至各个子区域的边界节点状态变量一致，得到收敛解，获得分布式潮流计算结果；将分布式潮流计算结果作为基准点，结合连续潮流与崩溃点法计算分布式功率传输极限。本发明专利技术考虑子区域间的功率交换，建立了多区域互联电网的分解协调潮流计算模型，提出了分布式潮流计算的参数化模型和改进的CPF模型，采用POC方法求出SNB的近似解，采用非线性拟合方法预测区域联络线潮流，提高了校正速度。

【技术实现步骤摘要】
多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法及系统
本专利技术涉及电力系统传输性能分析
，具体涉及一种多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法及系统。
技术介绍
多区域互联是促进全网电力资源优化配置，提高电力系统经济性和可靠性的有效途径。多区域互联电网在解决清洁能源的消纳与冲击方面起着重要作用。在多区域互联的电力网络中，由于信息的保密性，上层系统运营商可能不适合访问子区域的拓扑结构和参数等分区数据。对于一个多区域交流互联的电力系统，在不完全信息流的下，潮流计算显得尤为重要。虽然每个分区都为自己建立了详细的模型，但不能完全获得其他分区的运行参数和状态。传统的静态等值法，如Ward等值法，可以实现子区域的独立计算。但是，当外部网络的结构和参数发生变化时，需要不断更新。这种静态等值模型很难在发电量和负荷水平不断变化时计算功率传输极限(PTL)，同时，计算精度也受等值模型精度的影响。为了获得与统一的多区域潮流方法一致的潮流结果，在边界信息交换有限的情况下，子区域间的分解协调是一种可能的解决方案。基于异步迭代法的分布式潮流算法，用合并参数来修正同一边界母线在不同分区间的不匹配状态变量，可以获得精确的潮流结果，将其应用于分区间联络线的两端，从而可以得到修正后的联络线潮流。但是，合并参数的选择会影响潮流计算的收敛速度。PTL计算对于将最大功率从发电厂安全转移到负荷中心具有重要意义。连续潮流计算(CPF)是一种非常成熟和有效的计算传统单区域PTL的方法。CPF可以使得潮流计算在电压失稳的鞍节点分叉(SNB)附近计算。与单区域系统不同，在多区域互联电力系统中，子区域协同维持功率平衡和控制区域间功率交换是非常重要的。在上述背景之下，对于直流(DC)互联系统，所需的功率可以直接精确地调整。而对于交流互联系统，在目前的分布式多区域PTL计算中，没有考虑SNB相关的计算，如何在保证信息安全和分区独立系统运营商(ISO)的前提下，实现交流互联系统传输功率的精确计算和规划调整，对多区域互联电网的运行规划，安全控制有着重要的指导意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种考虑信息安全与区域间功率交换的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，该方法包括：以边界联络线测量点作为撕裂点将多区域互联电网分为多个子区域；计算子区域的独立潮流，得到边界节点状态变量信息包括：边界节点的电压幅值和电压相位角；利用外部协调方程对边界节点状态变量进行修正，直至各个子区域的边界节点状态变量一致，得到收敛解，获得分布式潮流计算结果；将分布式潮流计算结果作为连续潮流计算的基准点，结合连续潮流与崩溃点法计算分布式功率传输极限。优选的，计算子区域的独立潮流包括：根据功率注入灵敏度初始化边界节点的注入功率；根据外部协调方程的计算结果，对边界节点的注入功率进行修正；根据修正后的边界节点的注入功率，结合各个子区域的功率平衡方程，采用牛顿迭代算法计算各个子区域的独立潮流。优选的，在子区域独立潮流计算结束后中，各子区域交换计算的边界节点状态变量信息；对于每一次外迭代，联络线潮流通过外部协调方程进行校正，然后反馈到子区域的独立潮流计算；当不同子区域计算的边界节点状态变量偏差小于预设的阈值后，分布式潮流计算收敛完成。优选的，当边界节点的状态变量不一致时，根据边界节点的电压幅值灵敏度以及电压相位角灵敏度建立外部协调方程。优选的，分布式潮流计算结束后，根据预测边界节点的功率注入灵敏度来进行连续潮流计算。优选的，预测边界节点功率注入灵敏度包括：对各子区域联络线基准点处的潮流结果进行第一次计算并记录；以最小步长增加发电量和负荷，计算并记录第二次潮流结果和第三次潮流结果；根据记录的第一次潮流结果、第二次潮流结果和第三次潮流结果，根据步长控制策略不断更新连续三次潮流结果，采用非线性拟合方法，预测边界节点的功率注入灵敏度。优选的，所述步长控制策略包括：利用外迭代的次数建立自适应步长控制策略对步长进行控制；其中，当外迭代次数小于等于2时，增大步长；当外迭代次数大于2时，减小步长；当发生节点模式转换或分布式潮流计算发散时，分布式潮流计算回滚到最后一次计算，并将步长设置为最小步长。优选的，当节点模式由PV节点转换为PQ节点时，确定PQ节点电压幅值对无功变化的敏感性，判断互联电网系统的稳定性。优选的，分布式潮流计算发散时，采用POC方法计算鞍结分岔SNB近似解，POC方法的计算公式为：f(θ,V,λ)＝0Tleft×JPF＝0ΣTleft＝1其中，f(θ,V,λ)＝0表示子区域负荷参数化的潮流平衡方程，θ表示电压相位角，V表示电压幅值，λ表示负荷参数；JPF表示根据f(θ,V,λ)＝0计算的雅可比矩阵；Tleft表示JPF的左特征向量；ΣTleft＝1表示Tleft的模量。第二方面，本专利技术提供一种多区域互联电网的分布式功率传输极限计算系统，该系统包括：构建模块，用于以边界联络线测量点作为撕裂点将多区域互联电网分为多个子区域；第一计算模块，用于计算子区域的独立潮流，得到边界节点状态变量信息包括：边界节点的电压幅值和电压相位角；修正模块，用于利用外部协调方程对边界节点状态变量进行修正，直至各个子区域的边界节点状态变量一致，得到收敛解，获得分布式潮流计算结果；第二计算模块，用于将分布式潮流计算结果作为连续潮流计算的初始点，结合连续潮流与崩溃点法计算分布式功率传输极限。优选的，所述第一计算模块被配置为：根据功率注入灵敏度初始化边界节点的注入功率；根据外部协调方程的计算结果，对边界节点的注入功率进行修正；根据修正后的边界节点的注入功率，结合各个子区域的功率平衡方程，采用牛顿迭代算法计算各个子区域的独立潮流。本专利技术有益效果：从电网的多区域互联出发，考虑子区域信息安全与区域间的功率交换，建立了多区域互联电网的分解协调潮流计算模型，针对不完全信息下的PTL计算，提出了分布式潮流计算的参数化模型和改进的CPF模型，采用POC方法求出SNB的近似解，采用非线性拟合方法预测区域联络线潮流，提高了校正速度。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所述的多区域互联电网的子区域间互联拓扑结构图。图2为本专利技术实施例所述的多区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，包括：/n以边界联络线测量点作为撕裂点将多区域互联电网分为多个子区域；/n计算子区域的独立潮流，得到边界节点状态变量信息包括：边界节点的电压幅值和电压相位角；/n利用外部协调方程对边界节点状态变量进行修正，直至各个子区域的边界节点状态变量一致，得到收敛解，获得分布式潮流计算结果；/n将分布式潮流计算结果作为连续潮流计算的基准点，结合连续潮流与崩溃点法计算分布式功率传输极限。/n

【技术特征摘要】
1.一种多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，包括：
以边界联络线测量点作为撕裂点将多区域互联电网分为多个子区域；
计算子区域的独立潮流，得到边界节点状态变量信息包括：边界节点的电压幅值和电压相位角；
利用外部协调方程对边界节点状态变量进行修正，直至各个子区域的边界节点状态变量一致，得到收敛解，获得分布式潮流计算结果；
将分布式潮流计算结果作为连续潮流计算的基准点，结合连续潮流与崩溃点法计算分布式功率传输极限。


2.根据权利要求1所述的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，计算子区域的独立潮流包括：
根据功率注入灵敏度初始化边界节点的注入功率；
根据外部协调方程的计算结果，对边界节点的注入功率进行修正；
根据修正后的边界节点的注入功率，结合各个子区域的功率平衡方程，采用牛顿迭代算法计算各个子区域的独立潮流。


3.根据权利要求1所述的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，在子区域独立潮流计算结束后中，各子区域交换计算的边界节点状态变量信息；对于每一次外迭代，联络线潮流通过外部协调方程进行校正，然后反馈到子区域的独立潮流计算；当不同子区域计算的边界节点状态变量偏差小于预设的阈值后，分布式潮流计算收敛完成。


4.根据权利要求1所述的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，当边界节点的状态变量不一致时，根据边界节点的电压幅值灵敏度以及电压相位角灵敏度建立外部协调方程。


5.根据权利要求2所述的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，连续潮流中计算功率注入灵敏度包括：
对各子区域联络线基准点处的潮流结果进行第一次计算并记录；以最小步长增加发电量和负荷，计算并记录第二次潮流结果和第三次潮流结果；根据记录的第一次潮流结果、第二次潮流结果和第三次潮流结果，根据步长控制策略不断更新连续三次潮流结果，采用非线性拟合方法，预测边界节点的功率注入灵敏度。


6.根据权利要求5所述的多区域互联电网的分布式功率传输极限计算方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝强，王亚松，陈凡，贾学勇，孙宏文，马悦，刘正奇，郝旭鹏，陈全，
申请(专利权)人：济南职业学院，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37