一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法、设备及介质

技术领域

本发明属于电力调度系统技术领域，具体涉及一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法、设备及介质。

背景技术

随着新能源发电技术的快速发展，新能源发电电源的装机容量不断提高，其大规模并网运行已成必然趋势。然而，由于新能源发电的随机性和间歇性，无法持续稳定地输出有功功率，这给电力系统带来了较大的挑战。在400V台区中，新型元件(例如分布式电源、主动式负荷)的加入也给台区的运行控制提出了新的要求。这些新型元件使得传统的潮流计算方法在求解功率时会遇到计算参数不准的问题。传统的潮流计算方法(如牛拉法)依赖于准确的拓扑信息和测量信息，但由于传感器安装和维护困难，台区测量信息不全是一个普遍存在的问题。

因此，需要一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法来解决这些问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法、设备及介质。

本发明的技术方案是：一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法，包括以下步骤：

1)初始化数据，计算台区线路上的有功功率，并进行数据迭代，迭代后，判断有功功率是否收敛；若发散，则返回再次迭代，直至有功功率收敛为止，收敛后进入步骤2)；

2)计算台区线路上的视在功率，判断视在功率是否收敛，若收敛，则直接结束程序；若发散，则进入步骤3)；

3)继续计算台区线路上的视在功率，并进行数据迭代，迭代后，判断视在功率是否收敛，若发散，则返回再次迭代计算视在功率，直至视在功率收敛为止，功功率收敛，进入步骤4)；

4)再次判断有功功率是否收敛，若收敛，则直接结束程序；若发散，则返回步骤1)开始。

优选的，利用叠加法计算台区线路上的有功功率，具体为：

先计算台区内一条输电线路的有功功率：

P

式中：i和j指输电线路两端的节点，P为功率，U为电压，G为导纳，(θ

然后将所有线路上的有功功率叠加，即得到台区线路上总的有功功率。

进一步优选的，输电线路的有功功率简化为：

(1)考虑高压电网中线路的电阻远小于电抗，对地电导也可以忽略，即G

(2)按照标幺值计算时，节点电压与其额定电压相差不大，故有U

(3)线路两端的电压相角差(θ

前两项均为零，只剩第三项

[B

式中：B

优选的，利用直流潮流计算台区线路上的视在功率，具体为：

对于每个节点i，假设：Vi为节点i的电压幅值；δi为节点i的相角；Pi为节点i的有功功率(已知)；Qi为节点i的视在功率；

节点i的视在功率Qi可以通过：Qi＝Vi*Vi*Bii算式计算，其中，Bii是节点i的自导纳；

最后将每个节点i的视在功率Qi相加，即得到整个台区线路上的视在功率。

优选的，计算台区线路上的有功功率和视在功率时，采用自适应控制算法，对参数摄动进行修正。

进一步优选的，所述自适应控制算法为：

其中，u(t)是控制器的输出，x(t)是系统的输入，v(t)是外部干扰项，

优选的，计算台区线路上的有功功率和视在功率时，通过对已有数据的分析和缺失数据插值，对缺失数据进行估计和恢复。

进一步优选的，使用数据可视化方法进行数据分析。

进一步优选的，将收集到的已有数据建立成多元时间序列模型，并根据模型选择插值方法。

进一步优选的，所述插值方法为线性插值、拉格朗日插值、Kriging插值或基于奇异值分解中任意一种。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述计算机程序时，基于上述任一项所述的适用于新能源发电台区的潮流计算方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于上述任一项所述的适用于新能源发电台区的潮流计算方法。

本发明的有益效果：

1、更适合求解新型电力系统中的潮流：相较于传统的牛拉法，该方法在台区拓扑信息不足、测量信息不全的情况下更适合求解潮流；

2、鲁棒性更高：该方法在针对参数的摄动问题时提出了一种鲁棒性较高的平稳矫正环节，能够更好地应对计算参数不准的情况；

3、适用范围更广泛：该方法针对信息缺失提出了一种广义场景映射的方法，能够更好地适用于不同的台区类型和场景。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为直流法等值图；

图3为场景参考自适应控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

参见图1，一种适用于新能源发电台区的潮流计算方法，包括以下步骤：

1)初始化数据，计算台区线路上的有功功率，并进行数据迭代，迭代一定次数后，根据实际情况选择，不低于2次，判断有功功率是否收敛；若发散，则返回再次迭代，直至有功功率收敛为止，收敛后进入步骤2)；收敛，即后一次算出来的有功功率与前一次算出来的有功功率的差值很小，几乎一样，下同；发散，即后一次算出来的有功功率与前一次算出来的有功功率的差值很大，下同；

2)计算台区线路上的视在功率，判断视在功率是否收敛，若收敛，则直接结束程序；若发散，则进入步骤3)；

3)继续计算台区线路上的视在功率，并进行数据迭代，迭代一定次数后，判断视在功率是否收敛，若发散，则返回再次迭代计算视在功率，直至视在功率收敛为止，功功率收敛，进入步骤4)；

4)再次判断有功功率是否收敛，若收敛，则直接结束程序；若发散，则返回步骤1)开始。

总之，同时满足有功功率和视在功率收敛的条件后，得到最终解结束程序。

本实施例中，利用叠加法计算台区线路上的有功功率，

针对每个电源，可视其为PQ节点，这类节点的有功功率P和视在功率Q是给定的，节点电压和相位(V，δ)是待求量。通常变电所都是这一类型的节点。由于没有发电设备，故其发电功率为零。在一些情况下，系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂也作为PQ节点，因此，电力系统中绝大多数节点属于这一类型。已知发出的有功功率，求解线路的有功功率即求有功功率损耗，且有功功率损耗与电压有关；其次，400V台区配线不长，两端电压相角差别不大，只与电压大小有较大关联，假设线性网损，所以与初始电压有关；最后，求得一个电源作用的线路有功功率后，利用叠加法得到n个电源作用的线路有功功率分布。

具体为：

先计算台区内一条输电线路的有功功率为：

P

式中：i和j指输电线路两端的节点，P为功率，U为电压，G为导纳，(θ

然后将所有线路上的有功功率叠加，即得到台区线路上总的有功功率。

参见图2，可进一步简化为：

(1)考虑高压电网中线路的电阻远小于电抗，对地电导也可以忽略，即G

(2)按照标幺值计算时，节点电压与其额定电压相差不大，故有U

(3)线路两端的电压相角差(θ

前两项均为零，只剩第三项

[B

式中：B

本实施例中，利用直流潮流计算台区线路上的视在功率，具体为：

对于每个节点i，假设：Vi为节点i的电压幅值；δi为节点i的相角；Pi为节点i的有功功率(已知)；Qi为节点i的视在功率；

节点i的视在功率Qi可以通过：Qi＝Vi*Vi*Bii算式计算，其中，Bii是节点i的自导纳；

最后将每个节点i的视在功率Qi相加，即得到整个台区线路上的视在功率。

在电力系统运行中，可能会出现参数的微小变化或扰动，包括发电机参数(发电机的额定功率、转子惯量、阻尼参数等)、输电线路参数(线路的电阻、电抗、电容等)、变压器参数(变压器的变比、漏抗等)、负荷参数(负荷的功率、功率因数等)。

在潮流计算中，这些参数主要参与了电力系统的节点注入功率、支路导纳、以及变压器参数方面。

这些参数摄动可能会影响潮流计算的稳定性和准确性。为了提高计算的鲁棒性，提出了一种鲁棒性较高的平稳矫正环节。这个平稳矫正环节的作用是通过一定的算法或修正方式，使得潮流计算结果对于参数摄动的响应更加稳定可靠。

参见图3，采用自适应控制算法，对参数摄动进行修正。

具体为：

其中，u(t)是控制器的输出，x(t)是系统的输入，v(t)是外部干扰项，

在电力系统实际运行中，可能会遇到测量信息不完整或缺失的情况。包括节点注入功率信息、支路参数信息、控制策略信息、测量数据信息。

这些信息主要参与了潮流计算的：节点注入功率信息、支路参数信息、支路参数信息、支路参数信息。

为了应对这个问题，提出了一种广义场景映射的方法。该方法可能采用插值或推断技术，以估算缺失的测量信息，从而保证潮流计算的可靠性和准确性。

本实施例中，计算台区线路上的有功功率和视在功率时，通过数据可视化方法进行数据分析，将收集到的已有数据建立成多元时间序列模型，并根据模型选择插值方法，插值方法为线性插值、拉格朗日插值、Kriging插值或基于奇异值分解中任意一种。对缺失数据进行估计和恢复。数据分析和插值恢复为现有技术，本领域技术人员可依据实际情况，进行选择，具体不再赘述。

本实施例中，在得到基本的潮流计算结果后，通过鲁棒性较高的平稳矫正环节，处理参数的摄动，保证计算结果对参数变化的响应更加稳定。接着，通过广义场景映射方法，处理测量信息的缺失，使得缺失的测量信息得到合理的估算，进一步提高潮流计算的可靠性。三者在整体方案中相互补充和支持，共同实现了在复杂的台区情况下准确高效的潮流计算。

本实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算处理器执行计算机程序时，基于上述任一项的适用于新能源发电台区的潮流计算方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，基于上述任一项的适用于新能源发电台区的潮流计算方法。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围。