本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術領域，特別涉及一種斷面潮流控制方法及裝置。

背景技術：

電力系統(tǒng)中的輸電斷面是指在某一基態(tài)潮流下有功潮流方向相同且電氣距離相近的一組輸電線路集合。

目前，電力系統(tǒng)中斷面潮流控制方法有多種，具體包括有單純基于靈敏度信息的控制方法，例如，直流潮流靈敏度法、功率靈敏度分析法等。

但是，傳統(tǒng)的靈敏度一般運用在電壓穩(wěn)定中，對單個節(jié)點電壓靈敏度進行研究，其不能分析電網(wǎng)運行過程中各種參數(shù)對支路潮流均衡度的影響，尤其是輸電斷面發(fā)電廠出力的影響情況。而斷面發(fā)電廠出力因素對斷面安全控制的影響較大，進而會降低輸電斷面潮流均衡度和供電可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種斷面潮流控制方法及裝置，目的在于解決現(xiàn)有斷面潮流控制方法的均衡度和安全性較低的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種斷面潮流控制方法，該方法包括：

采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；

對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果；

基于所述潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，所述方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值；

選取所述方差靈敏度大于預設閾值的所述發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組；

調整所述關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。

可選地，所述基于所述潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度包括：

根據(jù)方差計算公式計算有功功率方差；

根據(jù)方差靈敏度計算公式計算出各個所述發(fā)電機組的方差靈敏度；

其中，n為斷面支路數(shù)；i、j為斷面支路的首、末電壓節(jié)點；pij為斷面支路上實際傳輸?shù)挠泄β剩?imgfile="bda0001358639800000023.gif"wi="278"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>為平均負載率；pgk為發(fā)電機組節(jié)點的輸出功率。

可選地，所述調整所述關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值包括：

以預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，且每次調整后重新計算所述方差靈敏度；

根據(jù)重新計算的所述方差靈敏度，以所述預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，直至所述斷面潮流均衡度達到所述預設數(shù)值。

可選地，所述對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果包括：

利用潮流計算軟件，對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出所述有功功率、無功功率及電壓在電網(wǎng)中的分布。

此外，本發(fā)明還提供了一種斷面潮流控制裝置，該裝置包括：

采集模塊，用于采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；

潮流計算模塊，用于對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果；

方差靈敏度計算模塊，用于基于所述潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，所述方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值；

選取模塊，用于選取所述方差靈敏度大于預設閾值的所述發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組；

出力調整模塊，用于調整所述關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。

可選地，所述方差靈敏度計算模塊包括：

方差計算單元，用于根據(jù)方差計算公式計算有功功率方差；

方差靈敏度計算單元，用于根據(jù)方差靈敏度計算公式計算出各個所述發(fā)電機組的方差靈敏度；

其中，n為斷面支路數(shù)；i、j為斷面支路的首、末電壓節(jié)點；pij為斷面支路上實際傳輸?shù)挠泄β剩?imgfile="bda0001358639800000033.gif"wi="277"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>為平均負載率；pgk為發(fā)電機組節(jié)點的輸出功率。

可選地，所述調整模塊包括：

重復調整單元，用于以預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，且每次調整后重新計算所述方差靈敏度；根據(jù)重新計算的所述方差靈敏度，以所述預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，直至所述斷面潮流均衡度達到所述預設數(shù)值。

可選地，所述潮流計算模塊包括：

計算單元，用于利用潮流計算軟件，對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出所述有功功率、無功功率及電壓在電網(wǎng)中的分布。

本發(fā)明所提供的一種斷面潮流控制方法及裝置，通過采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果；基于潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值；選取方差靈敏度大于預設閾值的發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組；調整關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。本申請基于方差靈敏度來調整發(fā)電機組的出力，對過載情況有良好調整作用，而方差靈敏度可以全面評估斷面線路的潮流均衡度，提高運算速度，進而提高斷面潮流的均衡度和電網(wǎng)的安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(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，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，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(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制方法的一種具體實施方式的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的某地區(qū)電網(wǎng)斷面接線圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制方法的另一種具體實施方式的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的方差靈敏度的計算流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制裝置的結構示意框圖。

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，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中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?；诒景l(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。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制方法的一種具體實施方式的流程示意圖，該方法包括以下步驟：

步驟101：采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。

可以理解，上述預設區(qū)域可以具體為某一個地區(qū)，即采集該地區(qū)的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。

步驟102：對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果。

潮流計算具體可以基于相應的潮流計算軟件，故在本發(fā)明的一些實施例中，上述對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果的過程可以具體為：利用潮流計算軟件，對所述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出所述有功功率、無功功率及電壓在電網(wǎng)中的分布。

上述潮流計算軟件可以為但不限于matpower，潮流計算的具體過程為本領域技術人員所熟知，在此不再贅述。

步驟103：基于所述潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，所述方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值。

需要說明，上述方差靈敏度為線路方差靈敏度，具體為σ²為斷面線路的有功功率的方差，pgk為發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率。

引入了概率統(tǒng)計中的方差概念，利用線路負載率方差作為斷面潮流的均衡度的指標，可以直觀反映電網(wǎng)運行的安全水平。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述基于所述潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度的過

程可以具體為：根據(jù)方差計算公式計算有功功率方差；根據(jù)方差靈敏度計算公式計算出各個所述發(fā)電機組的方差靈敏度；其中，n為斷面支路數(shù)；i、j為斷面支路的首、末電壓節(jié)點；pij為斷面支路上實際傳輸?shù)挠泄β剩?imgfile="bda0001358639800000054.gif"wi="277"he="131"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>為平均負載率；pgk為發(fā)電機組節(jié)點的輸出功率。

上述為方差對各支路潮流求偏導，為各支路對某一個發(fā)電廠處理球微分，對進一步展開，得到該式子表示單條支路潮流對某一個發(fā)電廠的靈敏度推導。的可以由下面的多個式子推導出來。

電力系統(tǒng)中支路潮流公式i^*ij為斷面支路電流的共軛值，sij為斷面支路的視在功率。對i^*ij展開，得到即sij＝vi(cosθi+jsinθj){[vi(cosθi+jsinθi)-vj(cosθj+jsinθj)](gij+jbij)}^*。

而無功功率可以就地補償，故可以考慮發(fā)電廠輸送有功功率對斷面支路潮流均衡度的影響，故可以得出pij＝2gijvj-vivj(gijcosθij+bijsinθij)，其中，θij＝θi-θj，θij為電壓vi、vj之間的相角差。

利用pij＝2gijvj-vivj(gijcosθij+bijsinθij)，分別對相應的參數(shù)求偏導，即可以得出：

步驟104：選取所述方差靈敏度大于預設閾值的所述發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組。

可以理解，方差靈敏度較大的發(fā)電機機組對斷面潮流的均衡度影響程度較大，故可將方差靈敏度最大的一個或較大的幾個作為關鍵機組。而由于方差靈敏度有正有負，則比較方差靈敏度間的大小應是比較方差靈敏度的絕對值大小。

上述預設閾值可以根據(jù)需求、經(jīng)驗人為設定，在此不作限定。

步驟105：調整所述關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。

由于斷面潮流方差具有非線性特性，即每次調整關鍵發(fā)電機組的出力后，具體為增加或減少一定的發(fā)電機出力，各個發(fā)電機組的方差會改變，故可以在每次調整出力后，重新計算各個發(fā)電機機組的方差靈敏度，再進行相應調整，依次循環(huán)，直至潮流的均衡度達到預設數(shù)值為止。

上述預設數(shù)值可以是指斷面潮流均衡度的最優(yōu)值，該最優(yōu)值可以根據(jù)經(jīng)驗值、需求人為設定，在此不作限定。

在本發(fā)明的一些實施例中，上述調整所述關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值的過程可以具體為：以預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，且每次調整后重新計算所述方差靈敏度；根據(jù)重新計算的所述方差靈敏度，以所述預設調整功率調整所述發(fā)電機組的出力，直至所述斷面潮流均衡度達到所述預設數(shù)值。

上述預設調整功率可以根據(jù)經(jīng)驗、需求人為設定，例如，其可以為5mw，此時，每次都增加或減少關鍵發(fā)電機組出力5mw，每次調整后，重新計算新的方差靈敏度，繼續(xù)調整5mw,依次類推。

本實施例所提供的種斷面潮流控制方法，通過采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果；基于潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值；選取方差靈敏度大于預設閾值的發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組；調整關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。基于方差靈敏度來調整發(fā)電機組的出力，對過載情況有良好調整作用，而方差靈敏度可以全面評估斷面線路的潮流均衡度，提高運算速度，進而提高斷面潮流的均衡度和電網(wǎng)的安全性。

為更具體形象地介紹本實施例提供的斷面潮流方法，下面將結合圖2和圖3進行介紹，圖2為本發(fā)明實施例提供的某地區(qū)電網(wǎng)斷面接線圖，圖3為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制方法的另一種具體實施方式的流程示意圖。

如圖2所示，該地區(qū)電網(wǎng)節(jié)點數(shù)為31個，其中，節(jié)點1、2、3、4、31為發(fā)電機組節(jié)點；潮流斷面包括6條輸電支路，分別為節(jié)點7到節(jié)點5間的3條支路；節(jié)點9與節(jié)點6間的3條支路。

而節(jié)點7到節(jié)點5間原來只有2條線路，后期因為供電小區(qū)加裝一條，加裝的與前期兩條線路參數(shù)不同，故實際運行中，三條輸電線路的輸送功率不同，容易使某一條線路或兩條線路過載。

基于圖2中的斷面進行潮流控制的過程可以包括以下步驟：

步驟201：獲取電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，并對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出計算結果。

上述電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)可以具體為電網(wǎng)阻抗信息、狀態(tài)信息等相關信息數(shù)據(jù)。

步驟202：在潮流計算的基礎上，計算各個發(fā)電機組的斷面潮流的方差靈敏度，并根據(jù)方差靈敏度的絕對值大小確定關鍵發(fā)電機組。

根據(jù)潮流計算得出的斷面各個線路的有功功率，可以計算出各個發(fā)電機組的方差靈敏度，具體計算過程可以具體為如圖4所示，參見圖4可以包括：

步驟a1:輸入潮流結果，計算雅各比矩陣，并對雅各比矩陣求逆；

步驟a2：根據(jù)控制變量和參數(shù)變量設置

步驟a3：回代計算過程求出狀態(tài)變量；

步驟a4：提取與斷面線路相關支路的狀態(tài)變量，計算出支路潮流靈敏度；

步驟a5：根據(jù)方差靈敏度公式，計算出方差靈敏度；

為了進一步提高斷面潮流的均衡度，可以根據(jù)各個潮流支路的權重、正負來進行選擇，故還可以包括：

步驟a6：計算個支路潮流對方差的權重；

步驟a7：判斷最大潮流支路的權重是否小于最小支路潮流的權重，若是，則進入步驟a8，若否，則進入步驟a10。

步驟a8：判斷最大潮流支路的靈敏度是否和最小潮流支路的靈敏度異號，若是，進入步驟a9，若否，進入步驟a10。

步驟a9：除去最小潮流支路；

步驟a10：重新計算出各個發(fā)電機組的方差靈敏度。

計算出各個發(fā)電機組的方差靈敏度后，根據(jù)方差靈敏度的絕對值確定出關鍵發(fā)電機組。例如，根據(jù)如表1的各個發(fā)電機組的方差靈敏度，可以將發(fā)電機節(jié)點4確定為關鍵發(fā)電機組。

表1

步驟203：改變關鍵發(fā)電機組的出力，以調整斷面潮流。

例如，基于上述表1，改變節(jié)點4的出力，具體可以每調整發(fā)電機組出力5mw后，重新計算斷面潮流和方差靈敏度，再根據(jù)新的方差靈敏度去調整發(fā)電機出力情況。其具體可以如表2所示：

表2

可以看出，調整發(fā)電機組的出力，降低關鍵發(fā)電機組的方差靈敏度，且可以控制斷面潮流提高輸電裕度，提高輸電可靠性和安全性。具體可以參見表3。

表3

本實施例提供的斷面潮流控制方法，通過方差靈敏度控制斷面潮流，可以提高潮流的輸出裕度、提高輸電安全性和可靠性。

下面對本發(fā)明實施例提供的一種斷面潮流控制裝置進行介紹，下文描述的一種斷面潮流控制裝置與上文描述的一種斷面潮流控制方法可相互對應參照。

請參考圖5，圖5為本發(fā)明實施例提供的斷面潮流控制裝置的結構示意框圖，該裝置可以包括：

采集模塊51，用于采集預設區(qū)域的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)；

潮流計算模塊52，用于對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出潮流計算結果；

方差靈敏度計算模塊53，用于基于潮流計算結果的各個斷面線路的有功功率，分別計算各個發(fā)電機組的方差靈敏度，其中，方差靈敏度為各個斷面線路的有功功率方差對發(fā)電機機組節(jié)點輸出功率的求導得出的值；

選取模塊54，用于選取方差靈敏度大于預設閾值的發(fā)電機組作為關鍵發(fā)電機組；

出力調整模塊55，用于調整關鍵發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。

在本發(fā)明的一些實施例中，方差靈敏度計算模塊可以包括：

方差計算單元，用于根據(jù)方差計算公式計算有功功率方差；

方差靈敏度計算單元，用于根據(jù)方差靈敏度計算公式計算出各個發(fā)電機組的方差靈敏度；

其中，n為斷面支路數(shù)；i、j為斷面支路的首、末電壓節(jié)點；pij為斷面支路上實際傳輸?shù)挠泄β剩?imgfile="bda0001358639800000103.gif"wi="277"he="138"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>為平均負載率；pgk為發(fā)電機組節(jié)點的輸出功率。

在本發(fā)明的一些實施例中，調整模塊可以包括：

重復調整單元，用于以預設調整功率調整發(fā)電機組的出力，且每次調整后重新計算方差靈敏度；根據(jù)重新計算的方差靈敏度，以預設調整功率調整發(fā)電機組的出力，直至斷面潮流均衡度達到預設數(shù)值。

在本發(fā)明的一些實施例中，潮流計算模塊可以包括：

計算單元，用于利用潮流計算軟件，對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進行潮流計算，得出有功功率、無功功率及電壓在電網(wǎng)中的分布。

本實施例所提供的斷面潮流控制裝置，基于方差靈敏度來調整發(fā)電機組的出力，對過載情況有良好調整作用，而方差靈敏度可以全面評估斷面線路的潮流均衡度，提高運算速度，進而提高斷面潮流的均衡度和電網(wǎng)的安全性。

說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。

結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(ram)、內存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。

以上對本發(fā)明所提供的斷面潮流控制方法及裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。