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1、第19卷第1期武汉水利 电力大学(宜昌)学报Vol.1 9 1997年3月ofUn iv.o fHvdr.潮流计算;联合 电力网分类号T M72 7刊74 4中国 电网经过数 十年的 发展,各区域性 电网已具相 当规模。为了更加合理地 利用自然资源,节 约建设资金,提高 电网运 行的安全 性、可靠性、经济性,实现大区间乃至 全 国联 网当属 必然。但是,随着 电网规模的 急剧扩大,电力系统 潮流计算所要求的计算机内存容量将成指数规 律增长(例如:一个l以) )个 节点的 电网,其导纳 矩阵为l以刃xl(X助二1护个复数;两个同规模的电网联 网 后,联合电网的导纳矩阵为2以叉 xZ以X)二4xl
2、护 个复数;而 三个同规模的电网相联后,导纳矩阵为3以叉)x3以洲 二gxl护个复数),显然,尽可能地减少潮流计算所需内存容量将是 一个极具现实意义 的工作。传统的潮流计算方 法中,有许多节约 内存的措施,如针对导纳矩阵的稀疏性,在内存中只存贮导纳矩阵的非 零元素;为使网络 化简 过程 中注人元素数目最 少而 采 用 的节点编号优化;当 电力网络 中没 有移 相变压 器时,利用 导纳 矩阵 的对称特性,只形成其上三角部分(或下三角部分 )元 素和对角元素”!;以及 针对 大型稀 疏矩阵而 提 出 的撕裂算法s 等。但所 有这些措施都是将 电网作 为一个整体来讨论的,只是 利用了电网本 身(主要
3、 是 导 纳 矩阵 )的 一些特征。当电网规模急剧 扩大时,这些方法 所作的节约计算机 内存的努力有可能仍无 法满足计算的要求。本文 针 对联合电力 网的潮 流计算提 出一种分解协调算法,该算法首先仍 将联合电力 网视为几个 独 立的电网进行潮流计算,然后 再在各电网 之间进行协调,最终得出整个联合电力网的潮 流计算结果。1分解协调算法的数学方法分析1.1方法简介收稿日期:19头i一0 7一0 8.谭伦农,男,讲师,从事电力 系统分析的教学和研究.武汉水利电力大学(宜昌)电气工程系(4 43以介).武汉水利 电力大学(宜昌)学 报1卯7年3月由于联合电力网是在各区域性电网 的基 础上 形成的,
4、故一般而言,各区域性 电网之间往往只 有极少数的几根联络 线进 行联接。以下 取 一种 最简单的模型来说明潮流计算的分解协调算法的基本理论。如图1所示,联合电力网 是 由区域性电 网l和区域性 电网2通过联络线a b联接而成的。显然,图1可等值分解为图2,图2 (a)中的节点a和 图2 (b )中的节点a 事实上 是同一点,故两点的功率及电压应完全相同。图1联 合电力网联接示意 图a ( )图2联合电力网分解示意图( 5 )为叙述方便,我们假设整个联合电力网仅有一个平衡节点,且该平衡节点在电 网1中,则在作联合电 网的 潮 流计算时,可以首先从电网2 ( 认为联络线a b属 于 电网2 )着手
5、,计算步骤如下:l ()设饥,=u尹匕占尹,取。,点为电网2的平衡节点,进行电网2的潮流计算,可得电网2的潮 流 及节点。的注人功率尸舒+ Q梦。( 2 )将节点。视为尸Q节点,其注人功率为一(尸公+j Q1 1 )二一(尸息p+j Q纷),对电网l作潮流计算,可得电网1的潮 流及节点。的 电压 右。二此,匕占:l )。(3)比较节点。的电压u梦乙。梦和节点。,的电压u织,艺。纷,取。梦,二告(。梦,+u沙,)匕占公,重新进行(1)、(2)的计算,直至Iv盆+”一v乞,一感:l和l占盆十”一砚,l、。 2(:、:2为给定的允许误差)均满足要求,则潮流计算结束,分别由电网1和电网2计算所 得 的
6、结果即为联合电力网 的潮 流计算结果。1.2对方法的评述1.2.1方法 的 可行性由于电力 系统的 电压水平主要与系统的 无 功 功率情况 有关。当系统无功功率充裕时,电网 电压较高;当系统无功 功率不 足 时,电 网 电 压 就较低。故而 在计算步骤(3 )中进 行第、;次协调计算时,取u护二令(此i )+此,一,)可以保证在进行完第+l次计算后,网 络1“丁几以、囚,”一一J-一一aZ、一a一。一-一一一”-一-一一和 网络2在接口处 的状态进一步趋于 一致。以u分u分一,为例,此时u梦,二告(u分,、盯)岭一,则在对网 络2进行第i十l次潮 流计算时,由于平衡节点a 电压 的提高,必将导
7、致网络2所 消耗无功 功率的 增 加,从而 导致Q梦十的增大,用此增 大后的Q息,十”取 代口i 1 )来对网络1进行潮 流计算。由于Q。对网络1而 言 相 当于无功 功 率负荷,故Q。的 增 大必将导致网 络1电 压水平 的降低,从而 导致u忿“、u息,使得u梦,与u沪较u: i )与u公一更加接近。在计算过 程中,我们取砚=占沪。这是 由于对网 络2而言,节点。是平衡节点,亦即句是整个网络2各节点 电压 相角的参考值。由电力系统分析知识可知,网 络2的状态是由第1 9卷第1期谭伦农联合电力网潮流计算的分解协调 法各节点之 间电 压 相角的相 对值决定 的,与绝 对值的大小无关,所以作为电压
8、 相角参 考值的句的选取是 随意的,只是为了保证网络1与网络2在接口处的协调 而取砚户=砚。由于在对网 络l进 行 潮流计算时,取砚)+, 0:i)二尸盆l)+j Q乞,),从而保证了 网络1与网络2在接口处 功率的一致。1.2.2方法 对计算机内存的要求根据1.1的方法简介可得如图3所示计算框图。由框图不难发现,在同一 时 间内,计算机所进行的只是某个区域性电网 的潮 流计算,亦即计算机内存只须满 足 组成联合电力网的区域性电网中最大一 个区域网 潮 流计算对内存的要求即可,并没有 随着联合电力网的组成而增加对内存的要求,从而 避免了常规潮 流算法将联合电力网作为一个整体进行计算而导致的对计
9、算机 内存要求过 于 庞大鲍弊端。2使用情况例系统为一2 7个节点、2 9条支路的模拟联合电力网(由两个区域网组成,其 中区域网1有1 7个节点、1 9条支路,区域网2有n个节点、1 0条支路,两个区域网通 过 一条 联 络线联接成联合电力 网)。分别对该 系统进行 常规 潮 流计算和分解协调法 潮 流计算,计算结果表明:(l ) 分解协调法潮 流计算较常规潮流计算节约计算机内存约9%,考虑到例系统为一小型 电力系统,对该系统的计算程序 中,算法、函数等所启启动动输输人 网络2原始数据据肥肥列孚让岁岁对对网络2进行潮流计算算讨讨,j泛扩二韶十j必必输输人 网络1原始数据据对对网络1进行潮流计算
10、算U U U;,二告!u;。,+u;,一,. . .a a a二,)二s二,) ) )输输出网络1、网络2潮流计算算结结果即为联合电力网的潮流流停停止止图3分解协调法潮流计算原理框图占内存数较大,而这部分内存数并不因网络规模增 大而 增大,所以,若计算网络为大型 电力网,则 所节 约内存数会大大增 加。亦即,所计算的网 络越大,联合电力网与最大一个区域网规模相 差越 大,则使用分解协调 法进行 潮 流计算在 节约计算机 内存方面 的优势越大。(2)分解协调算法 在速度上 明显慢于常规算法,计算速度与所 要求精度成反比。武汉水利电力大学(宜昌)学报1卯7年3月3结论( l )潮流计算方法中现 有
11、的各类节约计算机 内存的措施应用于本方法中依然有效,从而可以进一步减少对计算机内存的要求。(2 )由于分解协调算法 对计算机内存的节约是以牺牲计算速度而换 取 的,故该方法 不适用 于在线潮流计算。(3 )当计算机 内存足以满足联合 电力 网作为一个 整体进行潮流计算时,不宜使用分解协调法,原因同(2 )。参考文献西 安交通大学等.电力系统计算.北京:水利电力出版社,19 78.库希克G L.电力 系统计算机辅助分析.廖培金等译.西安:西安交通大学出版社,198 9.刘树勤.电力网络的计算机辅助分析.北京:清华大学出版社,198 5.AMeh td oo fDi s以犯iatio n一Ad j
12、u S七ne ntf orh teCu re rntC滋Ic u laitonof Ui no nO Pw erSys e tmTa n助n n ong(。叩.o fEl ed成己电幼现“咭Ab sa t retBc ea us eh tee ue r rntc a leulatio nf oru nio np owe rs ,se tmdema nd sto oa m nye o呷uterintema lmeo mw,po rvidd eameh t记of i dsc s oiatio n一ad ju sm tentf orh teeu二ntc a le ulation.Fi二t,h teu
13、 niono pw ers stem15diss o ciate da ss ev ea l re ri go nsa nd h teCue nnt。a leulatio nf o revey re ri go n15o tb edone,h tenh teintef a reia lv ola g te sofeve汀况go na e rad ja ste du ntila l lsystem15ham o ri ne zd.h Tismeh to do nlydem a ndh ta th tec om pute rinter nalm琢s ai tsf yh tee ue r rntc a le ulia tonf o rh tel田毛e str路io n.Key WO找】5o pwersystem;e utca le ul atio n;画o no pwe rsyste m
