CN103887790B - 输配电网协同潮流控制方法与*** - Google Patents
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Abstract
本发明输配电网协同潮流控制方法与***，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型，建立输、配电网之间的信息交互模型，利用EMS、DMS的潮流计算方式进行多次潮流计算，获取迭代计算结果，根据多次迭代计算结果，指定信息交互模型中的数据进行交互，确定输配电网协同潮流计算结果，根据输配电网协同潮流计算结果，对输配电网协同潮流进行控制。由于在输配电网中采用EMS和DMS分区潮流计算，进行迭代计算，减小了EMS和DMS中潮流计算使用等值方法建立网络模型带来的计算误差，提高整个输配电网协同潮流计算精度，从而能准确实现输配电网协同潮流控制，确保电力***安全、高效运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及输配电网协同潮流控制方法与***。
背景技术
在实际电力***中，整个电力***是由发、输电***和配电***组成的。
现有的EMS（Energy Management System,能量管理***）的高级应用软件只对整个电力***中的输电***部分进行网络建模，对配电***部分通常在进行网络建模时，将其等值为负荷，因此EMS的潮流计算功能只计算输电***部分潮流，不计算配电***的潮流。现有的DMS(Distribution Management System,配电管理***)的高级应用软件只对整个电力***中的配电***部分进行网络建模，对输电***部分通常在进行网络建模时，将其等值为等值电源，因此DMS的潮流计算功能只计算配电***部分潮流，不计算输电***的潮流。
在实际电力***中，输电***和配电***之间是有电气连接关系的。因此，通过等值的方法将其分成输电***网络模型和配电***网络模型后分别进行潮流计算，得到的潮流计算结果与真实电力***状态相比存在一定误差。如果依据这种存在较大误差的潮流计算结果对电力***进行输配电网协同潮流控制必然会存在较大误差的，这将严重影响电力***高效、安全运行。
发明内容
基于此，有必要针对现有电力***中输配电网协同潮流控制存在较大误差，严重问题影响电力***高效、安全运行的问题，提供一种准确的输配电网协同潮流控制与***，确保电力***安全、高效运行。
一种输配电网协同潮流控制方法，包括步骤：
遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型；
建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互；
利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果；
根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果；
根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果；
根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
一种输配电网协同潮流控制***，包括：
模型建立模块，用于遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型；
数据交互建立模块，用于建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互；
潮流计算模块，用于利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果；
迭代计算模块，用于根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果；
协同潮流确定模块，用于根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果；
控制模块，用于根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
本发明输配电网协同潮流控制方法与***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型，之后建立输电网与配电网之间的信息交互模型，分别利用EMS和DMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型和配电***模型多次潮流计算结果，再根据输电***模型和配电***模型多次潮流计算结果获取迭代计算结果，根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果，最后根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。由于在输配电网中采用EMS和DMS分区潮流计算，之后再进行迭代计算，减小了EMS和DMS中潮流计算使用等值方法建立网络模型带来的计算误差，提高整个输配电网协同潮流计算精度，从而能准确实现输配电网协同潮流控制，确保电力***安全、高效运行。
附图说明
图1为本发明输配电网协同潮流控制方法第一个实施例的流程示意图；
图2为本发明输配电网协同潮流控制方法第二个实施例的流程示意图；
图3为本发明输配电网协同潮流控制***第一个实施例的结构示意图；
图4为本发明输配电网协同潮流控制***第二个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，一种输配电网协同潮流控制方法，包括步骤：
S100：遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型。
整个电力***主要是由输电网和配电网构成的，在输电网中目前采用EMS进行管控，EMS是一种计算机***，包括提供基本支持服务的软件平台，以及提供使发电和输电设备有效运行所需功能的一套应用，以便用最小成本保证适当的供电安全性。在配电网中采用DMS进行管控，DMS是一个涉及供电企业运行管理、设备管理、用户服务等各个方面的计算机网络***。以配电自动化实时环境、地理信息***、综合性数据库***等为基础，组成多个相对独立的应用功能子***，包括配网自动化、配电工作管理、故障投诉管理、自动作图和设备管理、负荷管理、配网分析***等。以实现配电网的管理自动化，优化配网运行、提高供电可靠性、为用户提供优质服务。在这里，分别借助EMS和DMS对电力***中的输电网和配电网构建***模型，以便在后续的处理中数据的快速，准确处理。
S200：建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互。
信息交互区的构建使得输电***模型可以配电***模型进行数据交互，这个交互过程主要包括数据在输、配电***中的转换和人工设置，这点将在下述具体实施例中详细描述清楚。
S300：利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果。
利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，分别获取EMS和配电***模型多次潮流计算结果。分别获取不同***的多次潮流计算结果，避免了输、配电***之间的相互影响，确保获取的潮流计算结果的准确。
S400：根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果。
迭代法是数值计算中一类典型方法，应用于方程求根，方程组求解，矩阵求特征值等方面。其基本思想是逐次逼近，先取一个粗糙的近似值，然后用同一个递推公式，反复校正此初值，直至达到预定精度要求为止。在这里将获得多个迭代计算结果值。
S500：根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果。
根据不同的迭代计算结果，指定在信息交互模型中的数据进行交互，即指定输、配电***的数据进行交互。在进行交互的同时，判断交互的数据是否满足预设的输配电网潮流收敛条件，当满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果。
S600：根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
根据准确的输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制，确保电网***的安全、高效运行。
本发明输配电网协同潮流控制方法，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型，之后建立输电网与配电网之间的信息交互模型，分别利用EMS和DMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型和配电***模型多次潮流计算结果，再根据输电***模型和配电***模型多次潮流计算结果获取迭代计算结果，根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果，最后根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。由于在输配电网中采用EMS和DMS分区潮流计算，之后再进行迭代计算，减小了EMS和DMS中潮流计算使用等值方法建立网络模型带来的计算误差，提高整个输配电网协同潮流计算精度，从而能准确实现输配电网协同潮流控制，确保电力***安全、高效运行。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述S500之前还有步骤：
S440：保持输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致。
具体来说“保持输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致”就是保持输配电***中相应的设备按照一定的对应关系设置，例如输电***中的厂站对应配电***中的厂站，输电***中的开关对应配电***中的开关，输电***中的交流线路段对应配电***中的等值电源等，这部分内容将在后续具体实施例中进一步说明。
在其中一个实施例中，所述根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果具体包括步骤：
根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互；
当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，判断迭代计算次数是否超过预设的最大迭代次数；
当迭代计算次数超过预设的最大迭代次数时，确定输配电网协同潮流计算结果。
预设的最大迭代次数，是根据当前处理环境或者操作者需求设置好的，在本实施例中，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件后，还需要判断迭代计算次数是否超过预设的最大迭代次数，只有当迭代计算次数超过预设的最大迭代次数时，才能确定输配电网协同潮流计算结果。
如图2所示，在其中一个实施例中，所S400之后还有步骤：
S420：保存所述迭代计算结果。
保存迭代计算结果，确保计算获得数据的安全，避免由于意外导致数据的流失，同时也便于在后续的操作中查验。
如图3所示，一种输配电网协同潮流控制***，包括：
模型建立模块100，用于遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型；
数据交互建立模块200，用于建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互；
潮流计算模块300，用于利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果；
迭代计算模块400，用于根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果；
协同潮流确定模块500，用于根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果；
控制模块600，用于根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
本发明输配电网协同潮流控制***，模型建立模块100对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型，数据交互建立模块200建立输电网与配电网之间的信息交互模型，潮流计算模块300分别利用EMS和DMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型和配电***模型多次潮流计算结果，迭代计算模块400根据EMS和配电***模型多次潮流计算结果获取迭代计算结果，协同潮流确定模块500根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果，控制模块600根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。由于在输配电网中采用EMS和DMS分区潮流计算，之后再进行迭代计算，减小了EMS和DMS中潮流计算使用等值方法建立网络模型带来的计算误差，提高整个输配电网协同潮流计算精度，从而能准确实现输配电网协同潮流控制，确保电力***安全、高效运行。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述输配电网协同潮流控制***还包括：
状态调控模块700，用于保持输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致。
在其中一个实施例中，所述协同潮流确定模块具体包括：
数据交互单元，用于根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互；
迭代次数判断单元，用于当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，判断迭代计算次数是否超过预设的最大迭代次数；
确定单元，用于当迭代计算次数超过预设的最大迭代次数时，确定输配电网协同潮流计算结果。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述输配电网协同潮流控制***还包括：
存储模块800，用于保存所述迭代计算结果。
为了更进一步详细解释本发明输配电网协同潮流控制方法与***，下面将采用一具体实施例进行解释说明。其具体如下：
1）建立“信息交互区”：分析调用EMS和DMS的潮流计算功能进行迭代计算时需要交互的信息，建立多张信息交互表，存储需要交互的信息，形成“信息交互区”。“信息交互区”的设备及其属性来自于EMS和DMS的网络模型。为描述方便，下述表格第一行后缀为（E）的说明该设备属性来自于EMS的网络模型，后缀为（D）的说明该设备属性来自于DMS的网络模型。需要建立的信息交互表如下，交互方式为使用表中同一行的两列内容中的一列替换另一列。
“厂站—厂站”信息交互表：EMS和DMS的网络模型中同一厂站需要交互的信息。
| 厂站排除状态（E） | 厂站排除状态（D） |
“开关—开关”信息交互表：EMS和DMS的网络模型中同一开关需要交互的信息。
| 开关排除状态（E） | 开关排除状态（D） |
| 开关开合状态（E） | 开关开合状态（D） |
“母线—母线”信息交互表：EMS和DMS的网络模型中同一母线需要交互的信息。
| 母线排除状态（E） | 母线排除状态（D） |
| 母线电压幅值（E） | 母线电压幅值（D） |
| 母线电压角度（E） | 母线电压角度（D） |
“负荷—馈线”信息交互表：EMS的网络模型中等值负荷与DMS的网络模型中对应的被等值的馈线需要交互的信息。
| 等值负荷有功功率（E） | 馈线总消耗有功功率（D） |
| 等值负荷无功功率（E） | 馈线总消耗无功功率（D） |
“交流线路段—等值电源”信息交互表：EMS的网络模型中交流线路段与等值后DMS的网络模型中对应的等值电源需要交互的信息。
| 交流线路段排除状态（E） | 等值电源排除状态（D） |
| 交流线路段带电状态（E） | 等值电源带电状态（D） |
2）建立整个输配电网潮流计算收敛判据：调用EMS和DMS的潮流计算功能进行迭代计算时，需要整个输配电网潮流计算收敛判据来判断迭代计算是否应停止以及输配协同潮流计算是否收敛。
设“母线—母线”信息交互表中来自于EMS的网络模型的母线个数为n，其中第i条母线的电压幅值和角度分别为VEi、δEi，相应的，来自于DMS的网络模型的母线个数也为n，其中第i条母线的电压幅值为VDi、δDi。“负荷—馈线”信息交互表中来自于EMS的网络模型的等值负荷个数为m，其中第j个等值负荷的有功功率和无功功率分别为PEj、QEj，相应的，来自于DMS的网络模型的对应的被等值的馈线个数为m，其中第j条馈线消耗的有功功率和无功功率分别为PDj、QDj。电压幅值的收敛精度为εV，电压角度的收敛精度为εδ，有功功率的收敛精度为εP，无功功率的收敛精度为εQ。则整个输配电网潮流计算的收敛判据如下：
3）“信息交互区”信息交互操作A：在调用潮流计算功能之前保持EMS与DMS的网络模型各设备电气状态与人工设置状态一致性，具体子步骤如下：
a）对于“厂站—厂站”信息交互表，将同一行的“厂站排除状态（D）”属性替换为“厂站排除状态（E）”。
b）对于“开关—开关”信息交互表，将同一行的“开关排除状态（D）”属性替换为“开关排除状态（E）”，“开关开合状态（D）”属性替换为“开关开合状态（E）”。
c）对于“母线—母线”信息交互表，将同一行的“母线排除状态（D）”属性替换为“母线排除状态（E）”。
d）对于“交流线路段—等值电源”信息交互表，将同一行的“交流线路段排除状态（D）”属性替换为“等值电源排除状态（E）”，“交流线路段带电状态（D）”属性替换为“等值电源带电状态（E）”。
e）使用以上各表中来自于DMS的属性信息更新DMS网络模型对应属性值。
4）调用EMS的潮流计算功能计算输电***网络模型的潮流。若计算收敛则转步骤5)，否则结束计算。
5）“信息交互区”信息交互操作B：对于“母线—母线”信息交互表，将同一行的“母线电压幅值（D）”属性替换为“母线电压幅值（E）”，“母线电压角度（D）”属性替换为“母线电压角度（E）”。使用此表中来自于DMS的属性信息更新DMS网络模型对应属性值。
6）调用DMS的潮流计算功能计算配电***网络模型的潮流。若满足整个输配电网潮流计算收敛条件或超过最大迭代次数则结束计算，否则转步骤7)。
7）“信息交互区”信息交互操作C：对于“负荷—馈线”信息交互表，将同一行的“等值负荷有功功率（E）”属性替换为“馈线总消耗有功功率（D）”，“等值负荷无功功率（E）”属性替换为“馈线总消耗无功功率（D）”，使用此表中来自于EMS的属性信息更新EMS网络模型对应属性值。转步骤4）。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种输配电网协同潮流控制方法，其特征在于，包括步骤：
遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型；
建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互；
保持输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致，所述输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致具体包括输电***中的厂站对应配电***中的厂站，输电***中的开关对应配电***中的开关以及输电***中的交流线路段对应配电***中的等值电源；
利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果；
根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果；
根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果；
根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
2.根据权利要求1所述的输配电网协同潮流控制方法，其特征在于，所述根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果具体包括步骤：
根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互；
当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，判断迭代计算次数是否超过预设的最大迭代次数；
当迭代计算次数超过预设的最大迭代次数时，确定输配电网协同潮流计算结果。
3.根据权利要求1或2所述的输配电网协同潮流控制方法，其特征在于，所述根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果之后还有步骤：
保存所述迭代计算结果。
4.一种输配电网协同潮流控制***，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于遍历电力***，对电力***中输电网和配电网进行分区，根据EMS对输电网建立输电***模型，根据DMS对配电网建立配电***模型；
数据交互建立模块，用于建立输电网与配电网之间的信息交互模型，以使所述输电***模型通过所述信息交互模型与所述配电***模型进行数据交互；
状态调控模块，用于保持输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致，所述输电***模型与配电***模型中所有设备电气状态和人工设置状态一致具体包括输电***中的厂站对应配电***中的厂站，输电***中的开关对应配电***中的开关以及输电***中的交流线路段对应配电***中的等值电源；
潮流计算模块，用于利用EMS的潮流计算方式对输电网进行多次潮流计算，获取输电***模型多次潮流计算结果，利用DMS的潮流计算方式对配电网进行潮流多次计算，获取配电***模型多次潮流计算结果；
迭代计算模块，用于根据所述输电***模型多次潮流计算结果和所述配电***模型多次潮流计算结果进行多次迭代计算，获取多次迭代计算结果；
协同潮流确定模块，用于根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互，当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，确定输配电网协同潮流计算结果；
控制模块，用于根据所述输配电网协同潮流计算结果，对所述输配电网协同潮流进行控制。
5.根据权利要求4所述的输配电网协同潮流控制***，其特征在于，所述协同潮流确定模块具体包括：
数据交互单元，用于根据所述多次迭代计算结果，指定所述信息交互模型中的数据进行交互；
迭代次数判断单元，用于当进行交互的数据满足预设的输配电网潮流收敛条件时，判断迭代计算次数是否超过预设的最大迭代次数；
确定单元，用于当迭代计算次数超过预设的最大迭代次数时，确定输配电网协同潮流计算结果。
6.根据权利要求4或5所述的输配电网协同潮流控制***，其特征在于，还包括：
存储模块，用于保存所述迭代计算结果。
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