本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)潮流分析領(lǐng)域，特別是一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

1、獲得電力系統(tǒng)潮流分布是進(jìn)行電力系統(tǒng)計(jì)算分析的基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)潮流分布依賴(lài)于電力系統(tǒng)潮流計(jì)算。一般地，電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員根據(jù)用戶(hù)負(fù)荷，通過(guò)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算求解各發(fā)電機(jī)出力，從而確定電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度計(jì)劃。在進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算前，一般先給定電壓相角與幅值的一組預(yù)測(cè)值，然后使用牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算方法與高斯-賽德?tīng)柍绷饔?jì)算方法進(jìn)行迭代求解，直至收斂。但傳統(tǒng)牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算方法與高斯-賽德?tīng)柍绷饔?jì)算方法在給定的電壓相角與幅值的預(yù)測(cè)值偏離真實(shí)值的場(chǎng)景下不易收斂，無(wú)法得到可行的結(jié)果，這為電力系統(tǒng)計(jì)算分析帶來(lái)了困難，因此有必要開(kāi)發(fā)一種更為魯棒的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，可適用于病態(tài)初值場(chǎng)景的電力系統(tǒng)潮流分析高效、魯棒數(shù)值方法，可用于對(duì)傳統(tǒng)牛頓-拉夫遜潮流方法不收斂的場(chǎng)景進(jìn)行二次校核。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

3、根據(jù)本發(fā)明提出的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，包括以下步驟：

4、步驟s1、將原始電力系統(tǒng)交流潮流計(jì)算模型轉(zhuǎn)化為一組關(guān)于電壓相角及幅值的微分代數(shù)方程；

5、步驟s2、根據(jù)預(yù)先給定的電壓相角、幅值迭代初值，計(jì)算步驟s1中微分代數(shù)方程狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值；

6、步驟s3、采用剛性精確rosenbrock格式，根據(jù)步驟s2所得狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值，求解步驟s1的微分代數(shù)方程組，直至原始電力系統(tǒng)潮流計(jì)算模型的誤差小于給定誤差限，得到電壓相角與幅值計(jì)算結(jié)果。

7、作為本發(fā)明所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，步驟s1中，一組微分代數(shù)方程

8、

9、其中，y表示待求電壓相角與幅值組成的向量；g(y)表示電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)復(fù)功率平衡方程；表示y的導(dǎo)數(shù)；z為電壓相角與幅值的導(dǎo)數(shù)；j(y)表示電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)復(fù)功率平衡方程對(duì)y的導(dǎo)數(shù)。

10、作為本發(fā)明所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，

11、

12、作為本發(fā)明所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，步驟s2中，根據(jù)給定的電壓相角與幅值迭代初值y(0)，計(jì)算y的初值y0與z的初值z(mì)0：

13、y0＝y(tǒng)(0),z0＝-j(y(0))-1g(y(0))

14、其中，j(y(0))為將y(0)代入j(y)得到的矩陣，g(y(0))為將y(0)代入g(y)得到的向量。

15、作為本發(fā)明所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，步驟s3中，采用剛性精確rosenbrock格式，根據(jù)步驟s2所得狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值，求解步驟s1的微分代數(shù)方程組；在微分代數(shù)方程組的每一時(shí)步計(jì)算完成后，將當(dāng)前步的狀態(tài)變量計(jì)算結(jié)果y*代入電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)復(fù)功率平衡方程g(y)，得到結(jié)果g(y*)，若g(y*)的無(wú)窮范數(shù)小于給定的收斂誤差限，則終止計(jì)算，并得到電壓相角與幅值計(jì)算結(jié)果，否則以y*為初值，采用剛性精確rosenbrock格式開(kāi)始微分代數(shù)方程組下一時(shí)步的計(jì)算。

16、本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

17、本發(fā)明將原始電力系統(tǒng)潮流計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)化為微分代數(shù)方程組的求解，通過(guò)結(jié)合具有超穩(wěn)定性的剛性精確rosenbrock格式來(lái)對(duì)其進(jìn)行非迭代高效求解，保證了給定電壓相角、幅值預(yù)測(cè)值在偏離真實(shí)值的場(chǎng)景下潮流計(jì)算的快速魯棒收斂。因此可在傳統(tǒng)牛頓-拉夫遜潮流方法不收斂的場(chǎng)景下對(duì)潮流計(jì)算結(jié)果進(jìn)行二次校核，從而確保電網(wǎng)運(yùn)行分析的準(zhǔn)確與可靠。

技術(shù)特征：

1.一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟s1中，一組微分代數(shù)方程

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟s2中，根據(jù)給定的電壓相角與幅值迭代初值y(0)，計(jì)算y的初值y0與z的初值z(mì)0：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于剛性精確rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟s3中，采用剛性精確rosenbrock格式，根據(jù)步驟s2所得狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值，求解步驟s1的微分代數(shù)方程組；在微分代數(shù)方程組的每一時(shí)步計(jì)算完成后，將當(dāng)前步的狀態(tài)變量計(jì)算結(jié)果y*代入電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)復(fù)功率平衡方程g(y)，得到結(jié)果g(y*)，若g(y*)的無(wú)窮范數(shù)小于給定的收斂誤差限，則終止計(jì)算，并得到電壓相角與幅值計(jì)算結(jié)果，否則以y*為初值，采用剛性精確rosenbrock格式開(kāi)始微分代數(shù)方程組下一時(shí)步的計(jì)算。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于剛性精確Rosenbrock格式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，涉及電力系統(tǒng)潮流分析領(lǐng)域。該方法包括：將電力系統(tǒng)交流潮流計(jì)算模型轉(zhuǎn)化為一組微分代數(shù)方程；根據(jù)給定的電壓相角、幅值迭代初值，計(jì)算微分代數(shù)方程狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值；使用剛性精確Rosenbrock格式，根據(jù)所得狀態(tài)變量與代數(shù)變量初值，求解所述微分代數(shù)方程組，直至原始電力系統(tǒng)潮流計(jì)算模型的誤差小于給定誤差限；最終導(dǎo)出電壓相角與幅值計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明結(jié)合了剛性精確Rosenbrock格式非迭代、效率高、數(shù)值穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，提升了電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的收斂性能。本發(fā)明適用于對(duì)傳統(tǒng)潮流計(jì)算方法不收斂的場(chǎng)景進(jìn)行二次校核，保證了病態(tài)潮流初值場(chǎng)景下的潮流計(jì)算的快速魯棒收斂。

技術(shù)研發(fā)人員：顧偉,俞睿智,陸帥,徐一駿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6