本發(fā)明涉及電力傳輸技術領域，尤其是涉及一種建立多斷面模型的方法及裝置。

背景技術：

電網未來態(tài)潮流的收斂性和精度，很大程度上決定了未來電網運行方式安全分析結果的準確性和合理性。

目前，基于調度計劃的交流潮流計算方法已有研究，有功潮流精度不斷提高，基本滿足了有功潮流越限校核的精度需求。但是，由于缺少機組無功計劃和母線無功負荷預測，潮流結果中的無功計劃潮流合理性較差。一方面，偏差較大的無功潮流會影響線路額定電流越限校核和主變壓器額定容量越限校核結果的精度；另一方面，不合理的無功電壓分布也會在一定程度上影響有功潮流的計算精度，并嚴重影響電壓越限校核及穩(wěn)定校核結果的合理性。同時，超短期負荷預測誤差、新能源波動誤差、電能計劃調整和電網運行操作等不確定因素，會對趨勢潮流計算的魯棒性產生不利影響，也會導致計算收斂性受數(shù)據質量影響嚴重的問題。因此，現(xiàn)有的智能控制方法存在魯棒性和收斂性較低的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種建立多斷面模型的方法及裝置，以實現(xiàn)高魯棒性和高收斂性的智能控制。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種建立多斷面模型的方法，包括：

輸入潮流數(shù)據和斷面信息；

選擇控制機群、平衡機群和相位參考機；

在潮流方程組中增加斷面功率方程；

在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程；

確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述在潮流方程組中增加斷面功率方程之后，還包括：

在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，增加所述斷面功率方程對應的行以及元素。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程之后，還包括：

在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，增加所述分布式平衡機群相位參考方程對應的行以及元素。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力之后，還包括：

修改控制機群和平衡機群中發(fā)電機的功率方程。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述修改控制機群和平衡機群中發(fā)電機的功率方程之后，還包括：

在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，修改所述發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種建立多斷面模型的裝置，包括：

輸入模塊，用于輸入潮流數(shù)據和斷面信息；

選擇模塊，用于選擇控制機群、平衡機群和相位參考機；

斷面功率方程增加模塊，用于在潮流方程組中增加斷面功率方程；

相位參考方程增加模塊，用于在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程；

可調出力確定模塊，用于確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，該裝置還包括雅可比矩陣模塊，用于在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，增加所述斷面功率方程對應的行以及元素。

結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所述雅可比矩陣模塊還用于，在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，增加所述分布式平衡機群相位參考方程對應的行以及元素。

結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，該裝置還包括功率方程修改模塊，用于修改控制機群和平衡機群中發(fā)電機的功率方程。

結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所述雅可比矩陣模塊還用于，在所述多斷面模型的雅可比矩陣中，修改所述發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素。

本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的方法中，首先輸入潮流數(shù)據和斷面信息，再選擇控制機群、平衡機群和相位參考機，作為多斷面模型的基礎。然后，在潮流方程組中增加斷面功率方程，并在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程，最后確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

因此，本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的方法中，通過增加斷面功率、分布式平衡機群相位、控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力等方面因素，對傳統(tǒng)的潮流方程組進行改造，建立多斷面模型，并用指定的發(fā)電機群控制多個斷面的功率，從而實現(xiàn)了高魯棒性和高收斂性的智能控制。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的建立多斷面模型的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例二提供的建立多斷面模型的方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例中多斷面模型中的解決方案的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例三提供的建立多斷面模型的裝置的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

目前，現(xiàn)有的智能控制方法存在魯棒性和收斂性較低的技術問題，基于此，本發(fā)明實施例提供的一種建立多斷面模型的方法及裝置，以實現(xiàn)高魯棒性和高收斂性的智能控制。

實施例一：

本發(fā)明實施例提供了一種建立多斷面模型的方法，如圖1所示，該方法包括以下步驟：

S101：輸入潮流數(shù)據和斷面信息。

S102：選擇控制機群、平衡機群和相位參考機。

S103：在潮流方程組中增加斷面功率方程。

S104：在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程。

S105：確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的方法中，首先輸入潮流數(shù)據和斷面信息，再選擇控制機群、平衡機群和相位參考機，作為多斷面模型的基礎。然后，在潮流方程組中增加斷面功率方程，并在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程，最后確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

因此，本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的方法中，通過增加斷面功率、分布式平衡機群相位、控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力等方面因素，對傳統(tǒng)的潮流方程組進行改造，建立多斷面模型，并用指定的發(fā)電機群控制多個斷面的功率，從而實現(xiàn)了高魯棒性和高收斂性的智能控制。

實施例二：

本發(fā)明實施例提供了一種建立多斷面模型的方法，如圖2所示，該方法包括以下步驟：

S201：輸入潮流數(shù)據和斷面信息。

根據電網的實際狀況，輸入潮流數(shù)據和斷面信息，作為建立多斷面模型的基本信息。

S202：選擇控制機群、平衡機群和相位參考機。

在所輸入的潮流數(shù)據和斷面信息的基礎上，選擇其中的控制機群、平衡機群和相位參考機，作為建立多斷面模型的基礎。

S203：在潮流方程組中增加斷面功率方程。

具體的，在牛頓法潮流方程中增加斷面有功功率偏差方程：

式中，ΔP_cut(j)為斷面j的有功功率偏差；為斷面j的有功功率，它由構成該斷面的N_j條線路的有功相加得到；P_des(j)為斷面的有功功率目標值。

S204：在多斷面模型的雅可比矩陣中，增加斷面功率方程對應的行以及元素。

在雅可比矩陣中增加斷面功率方程對應的行以及元素之后，可以在雅可比矩陣的運算過程中，也將斷面功率方程作為計算的參數(shù)。

S205：在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程。

具體的，在每個電氣島增加一個相位基準方程。若電氣島l中i機為相位基準，則有

θ_i＝θ_0l

式中，θ_i為第i臺機相角；θ_0l為電氣島l設定的相角基準，通常取為0。

S206：在多斷面模型的雅可比矩陣中，增加分布式平衡機群相位參考方程對應的行以及元素。

在雅可比矩陣中增加相位參考方程對應的行以及元素之后，可以在雅可比矩陣的運算過程中，也將相位參考方程作為計算的參數(shù)。

S207：確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。

發(fā)電機的控制作用通過在控制機組功率方程中附加功率項體現(xiàn)。第m個控制機群中第i臺機的有功功率P_g(i)為：

P_g(i)＝f_p(i)-α(m)ΔP_vail(i)

式中，f_p(i)為發(fā)電機節(jié)點的拓撲約束，與傳統(tǒng)的潮流方程一致；α(m)為機群m有功功率控制因子；ΔP_vail(i)為帶權重的發(fā)電機有功可調出力。

斷面功率的變化使電網中不平衡功率增加，必須采用多臺機共同承擔不平衡功率的方法，及分布式平衡機算法。分布式平衡機有功表達式與上式相同，其與斷面功率控制機統(tǒng)稱為調控機組。由此可見，多斷面控制法用機群進行調控，能同時控制多個斷面功率且具有較強的收斂性。

S208：修改控制機群和平衡機群中發(fā)電機的功率方程。

根據以上各式，可以修改控制機群以及平衡機群中，發(fā)電機的功率方程，以實現(xiàn)多斷面模型的計算。

S209：在多斷面模型的雅可比矩陣中，修改發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素。

在雅可比矩陣中修改發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素之后，可以在雅可比矩陣的運算過程中，也將發(fā)電機的功率方程作為計算的參數(shù)。

S210：檢查、執(zhí)行提高收斂性的措施。

根據上述確定的計算原則，未來態(tài)潮流分析具有兩大數(shù)據源：參考潮流和計劃類數(shù)據。前者提供電網基本的拓撲結構和具有參考性的無功和電壓分配方案，后者決定最終的潮流分布。未來態(tài)潮流計算模型可表達為如下映射：

A(x,p,q,c)→B(x,p’,q’,c’)

式中，A、B分別代表參考潮流和計劃潮流；x為電壓變量，包括幅值和相角。p、q、c為參考潮流中的有功、無功注入和網絡參數(shù)。p’、q’、c’為計劃潮流中的有功、無功注入和網絡參數(shù)。滿足如下約束：

p’＝h_p

c’＝c+h_t

q’≈f_q

上述三式中，h_p為計劃所確定的有功約束，除有功計劃外，還包括預先指定的不平衡功率分配方式；h_t為計劃拓撲與參考拓撲的偏差；f_q為與計劃有功對應的最可能出現(xiàn)的無功分布。

在大型互聯(lián)電網中，h_p、h_t、f_q各自的特點給計算帶來困難，而這些問題又交織在一起，使計算更加復雜。因此，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供了在多斷面模型中，對于各種原因和難點的解決方案。

本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的方法中，通過增加斷面功率、分布式平衡機群相位、控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力等方面因素，對傳統(tǒng)的潮流方程組進行改造，建立多斷面模型，并用指定的發(fā)電機群控制多個斷面的功率，從而實現(xiàn)了高魯棒性和高收斂性的智能控制。

實施例三：

如圖4所示，本發(fā)明實施例提供一種建立多斷面模型的裝置，包括輸入模塊1、選擇模塊2、斷面功率方程增加模塊3、相位參考方程增加模塊4和可調出力確定模塊5。

輸入模塊1用于輸入潮流數(shù)據和斷面信息。輸入模塊1可根據電網的實際狀況，輸入潮流數(shù)據和斷面信息，作為建立多斷面模型的基本信息。

選擇模塊2用于選擇控制機群、平衡機群和相位參考機。在所輸入的潮流數(shù)據和斷面信息的基礎上，選擇模塊2選擇其中的控制機群、平衡機群和相位參考機，作為建立多斷面模型的基礎。

斷面功率方程增加模塊3，用于在潮流方程組中增加斷面功率方程。具體的，斷面功率方程增加模塊3在牛頓法潮流方程中增加斷面有功功率偏差方程：

相位參考方程增加模塊4用于在潮流方程組中增加分布式平衡機群相位參考方程。在每個電氣島增加一個相位基準方程。若電氣島l中i機為相位基準，則有θ_i＝θ_0l。

可調出力確定模塊4用于確定控制機群和平衡機群中發(fā)電機的帶權重的可調出力。發(fā)電機的控制作用通過在控制機組功率方程中附加功率項體現(xiàn)。第m個控制機群中第i臺機的有功功率P_g(i)＝f_p(i)-α(m)ΔP_vail(i)。

斷面功率的變化使電網中不平衡功率增加，必須采用多臺機共同承擔不平衡功率的方法，及分布式平衡機算法。分布式平衡機有功表達式與上式相同，其與斷面功率控制機統(tǒng)稱為調控機組。由此可見，多斷面控制法用機群進行調控，能同時控制多個斷面功率且具有較強的收斂性。

作為一個優(yōu)選方案，本實施例中還包括功率方程修改模塊6，用于修改控制機群和平衡機群中發(fā)電機的功率方程。根據以上各式，功率方程修改模塊6可以修改控制機群以及平衡機群中，發(fā)電機的功率方程，以實現(xiàn)多斷面模型的計算。

進一步，本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的裝置中還包括雅可比矩陣模塊7，用于在多斷面模型的雅可比矩陣中，增加斷面功率方程對應的行以及元素，以及在多斷面模型的雅可比矩陣中，增加分布式平衡機群相位參考方程對應的行以及元素。此外，雅可比矩陣模塊7還可以用于在多斷面模型的雅可比矩陣中，修改發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素。

在雅可比矩陣中增加斷面功率方程、相位參考方程對應的行以及元素，并修改發(fā)電機的功率方程對應的行以及元素之后，可以在雅可比矩陣的運算過程中，也將斷面功率方程、相位參考方程以及發(fā)電機的功率方程作為計算的參數(shù)。

本發(fā)明實施例提供的建立多斷面模型的裝置，與上述實施例提供的建立多斷面模型的方法具有相同的技術特征，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。

本發(fā)明實施例所提供的建立多斷面模型的方法、裝置的計算機程序產品，包括存儲了程序代碼的計算機可讀存儲介質，所述程序代碼包括的指令可用于執(zhí)行前面方法實施例中所述的方法，具體實現(xiàn)可參見方法實施例，在此不再贅述。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。