CN107565567A

CN107565567A - 一种潮流分析***及运行方法

Info

Publication number: CN107565567A
Application number: CN201710725246.9A
Authority: CN
Inventors: 吴燕; 李瑾; 李新强; 凌永祥; 候剑; 杨熙
Original assignee: Nanning Power Supply Bureau of Guangxi Power Grid Co Ltd
Current assignee: Nanning Power Supply Bureau of Guangxi Power Grid Co Ltd
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明公开了一种潮流分析***，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、潮流分析模块、潮流处理模块，GIS接口连接数据库，数据库连接潮流分析模块，潮流分析模块连接潮流处理模块，数据库连接潮流处理模块，GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、拓扑数据、电气参数数据，数据库用于存储第一类数据，潮流分析模块用于潮流计算及分析，潮流处理模块运行负荷计算，并将结果存储在变量下，一个变量只有一个运行的特定的网络，还公开了一种潮流分析***的运行方法，潮流分析为事前就对可靠性以及潮流优化效果进行评估提供了基础。

Description

一种潮流分析***及运行方法

技术领域

本发明涉及一种潮流分析***，还涉及一种潮流分析***的运行方法。本发明属于电力 ***领域。

背景技术

电力是国家的基础产业与能源支柱，电力产业是几乎当今一切工业的基石，为经济社会的可持续发展提供能源保障。电网是维系电力供需的纽带，电网安全关系国家安全、经济发展和社会和谐，是社会公共安全的重要组成部分。

随着各地方比如南宁电网规模的不断扩大，电力资源得到进一步优化配置，但随着客户全方位服务工作的全面深化开展，电网的可靠运行却迎来了新的挑战。配电用户对于供电可靠性要求越来越高，供电局内部对于供电可靠性的考核也愈发严格。但是统计考核，从管理上来说，更多的是事后的管理措施。如何能够做到，事前评估、事中预防、事后统计，从日常运行到规划阶段就实现对可靠性的有效管理，从根本上提高配电网运行的可靠性水平，具有重大的理论和现实意义。

伴随着电网规模的扩大，每次停电故障可能造成的平均负荷损失也随之增大。因此，优化配电网的负荷、潮流分布，提高电网可靠性、确保电网紧急安全运行已成为配电网运行当前面临的紧迫问题。

电力***本质上运行在不确定的环境中。重要电力相关设备的随机停运引起***潮流转移，而恶劣的气候环境和过负荷等条件又导致原件故障率的增加，起到推波助澜的作用，最终酿成停电事故。因此，评估电力***在实时运行过程中的概率可靠性，并以此为依据制定合理的辅助决策，是保证电力***经济可靠运行的重要途径。

20世纪30年代的电力***已经建立了调度中心，但调度员仅能凭运行经验指挥***的运行，无法对运行中的电力***进行客观的性能评价。20世纪70年代中期出现了能量管理 ***，经过多年的研究和开发，EMS***已具有实时的预想事故分析和安全约束调度等安全评估和控制的功能。伴随着计算机技术和通信技术的飞速发展，20世纪90年代出现了广域测量***，为电力***在线动态安全评估和控制提供了重要的技术支持。20世纪90年代末至今，一个重要的进展就是将概率的思想引入在线运行评估中，能够计及多种不确定因素的影响。

可以看到，当前电力***评估理论和技术的发展出现了如下显著的趋势：

(1)从离线分析到在线分析。调度运行方式的计算分析过去都是离线进行的，随着计算机技术的发展，静态和动态安全评估都已基本实现了在线计算；常规可靠性评估主要应用于规划方式的离线计算，基于并行计算等技术，常规可靠性评估也实现了在线应用；基于风险的静态安全正逐步实现在线应用。

(2)从确定性分析到概率分析。电力***规划和运行中，确定性的N-1或N-m准则已经被电力工业界广为接受。但人们逐渐认识到如元件故障和负荷预测等存在的不确定性，将概率的方法引入***安全性和可靠性的评估得到了学术界的广泛认可，常规可靠性评估、运行风险评估和运行可靠性评估等理论就是建立在概率基础上的评估方法。

(3)从静态分析到动态分析。目前基于EMS/SCADA的静态安全评估已经成熟化，基于 EMS/WAMS的动态安全评估软件也正逐步走向实用化。然而，由于动态安全评估方法复杂，即使仅考虑确定性因素，其计算过程尚且需要大量的时间，因而动态安全评估与概率方法的结合目前尚难以满足在线计算的需求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种潮流分析***及运行方法，实现潮流分析，并为提高电网的可靠性分析和优化提供基础。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种潮流分析***，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、潮流分析模块和潮流处理模块，GIS接口连接数据库，数据库连接潮流分析模块，潮流分析模块连接潮流处理模块，数据库连接潮流处理模块。

前述的一种潮流分析***，其特征在于：GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、拓扑数据、电气参数数据；数据库用于存储第一类数据；潮流分析模块用于潮流计算及分析，潮流处理模块运行负荷计算，并将结果存储在变量下，一个变量只有一个运行的特定的网络。

前述的一种潮流分析***，其特征在于：潮流分析模块的计算在应用程序服务器或客户端上执行；潮流处理模块将数据储存在数据库或本地文件中。

前述的一种潮流分析***，其特征在于：潮流处理模块包括***子模块、更新子模块和查看子模块。***子模块***新的或必要的数据，更新子模块可对***数据库或本地文件中的计算数据进行更新，通过查看子模块可进行数据的查看。

前述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：收集第一类数据，通过GIS接口输入到数据库；

步骤二：潮流分析模块从数据库获取第一类数据，进行计算；

步骤三：潮流处理模块将计算结果存储；

步骤四：将最终结果进行现场试验，并与专家评估进行对比。

前述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：所述步骤二，潮流计算的出发点为网络方程(I＝Y·U)和功率方程(S＝U·I^*)；对于给出未知节点电压和给定节点功率的二次非线性方程***，从功率方程消除节点电流的矢量来减小负载流；其中I是节点电流矢量，U 是节点电压矢量，Y是网络导纳矩阵，S是节点功率矢量。

前述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：步骤二中的计算方法包括：拓展的牛顿迭代法；电流迭代法；牛顿-拉夫逊法；电压降(仅适用于径向弱网状网络)；直流潮流。

电流迭代法包含两个步骤：

从已给出的节点功率Sred和节点电压Ured计算节点电流Ired，根据(I_red＝S_red ^*·U_red ^*-1)在迭代法的第一步中，为Ured设置一个估计值，

根据(U_red＝Y_red ^-1·(I_red-Y_sl·U_sl))计算节点电压，

Ured：没有冗余节点的复杂节点电压向量

Ired：没有冗余节点的复杂节点电流向量

Yred：无行和列的不平衡节点的导纳矩阵

Ysl：导纳矩阵中不平衡节点的列

Usl：复杂的不平衡节点的电压

这两个迭代步骤开始时，U＝1.0pu或一个预定义的值(见潮流计算参数对话框中的“初始化文件”)，直到收敛达到(见潮流计算参数对话框中的“收敛不匹配”)，收敛结束。Uiu+1和Uiu分别为迭代步骤(u+1)和(u)中节点i的电压。n代表网络中节点的数量。

如果算法发散，则迭代在允许的最大迭代次数之后停止。该值在“最大迭代次数”的计算参数的输入字段中给出。

PV节点需要一个额外的算法，该算法的速度依赖于一个加速因子。

拓展的牛顿迭代法：拓展的牛顿迭代法与一般的牛顿迭代法基本相同，在拓展的牛顿迭代法中，元件的模型方程以不同的方式制定。此外，FACTS装置和所有的新功能，如面积/ 区域控制，通过这种计算方法考虑。

牛顿法的收敛控制，新的节点电压的计算系数α，通常是α＝1(见第三个迭代步骤)。如果功率不匹配并且从一个步骤到其他都有所增长，则该系数是根据二次插值优化。α的范围为0＜α＜1.0。

电流迭代法和牛顿迭代法之间的差异：电流迭代法显示，在网络中没有PV节点，没有远程控制是一个很好的收敛行为。即使在有很短的线的网络中(小阻抗时它比牛顿迭代法快得多。因此，应该在PV节点数量小时(1～3)使用。这是中、低电压网络的案例。当计算传输网络时，应使用牛顿-拉夫逊法。在有分歧的情况下，可以从预定义的电压分布开始计算牛顿-拉夫逊算法。预定的电压分布可以用电流迭代法计算。

在电流迭代法和牛顿迭代法中，电压依赖性负载和分接头依赖性短路电压被考虑到计算中，电压依赖性负载方程为：P＝P0(U/Un)xP Q＝Q0(U/Un)xQ。

牛顿-拉夫逊法：牛顿迭代法针对网络节点I的误差方程：

必须找到复合电压使得误差ΔS为0。P和Q是预定义的有功和无功功率。Y是第i行第k 列的Y矩阵元素。上述误差方程的解决方案包括三个步骤：

每个节点电压有助于功率不匹配的计算：ΔS_i＝Svor_i-Sber_i；

利用雅克比矩阵J计算每一个节点的电压的变化：ΔU＝J^-1·ΔS；

节点电压的计算：Uneu_i＝Ualt_i-α·ΔU_i；

这三个迭代步骤开始时，U＝1.0pu或一个预定义的值，直到收敛达到结束。

牛顿-拉夫逊法的节点类型的变化如果迭代次数大于三，在每一个迭代步骤中需要检查程序，如果PQ节点电压的范围是由Umin到Umax，这仅仅只在一个同步机连接到那个PQ节点时有效。如果电压超出范围，电压就变成固定的。然后计算有功功率(节点类型：改变PQ 节点变为PV节点)。如果无功功率Q跑出范围Qmin到Qmax，则需要改变PV节点变为PQ节点。无功功率是固定的，电压值由计算得出。

当用牛顿-拉夫逊法计算时变压器和发电机的远程控制是唯一可能的。

电压降方法解决了任何径向和弱网状网络。在这种情况下，电压降和其他方法之间没有差异。优点是不对称的网络可以以一个更好的方式处理，因为在计算过程中不需要建立节点 Y矩阵。电压降法不能处理3和4绕组变压器。当与其他方法的结果比较时，选择一个小的收敛不匹配。

考虑变量的同时性因素，基尔霍夫电流定律不成立。当采用牛顿迭代法、电流迭代法和正常的电压降方法计算负载流量时，不考虑同时性因素变量。

直流潮流：即使在近似解决方案可接受的地方都可以使用直流负载流。直流负载流方程与交流负载流方程近似，基本上忽略损耗和无功功率。NEPLAN中的直流负载流：无功功率被忽略(Q∪0)；在AC总线上，电压幅度与标准电压幅度相同(V∪1pu)；电阻和损失不考虑(R∪0)；并联元件不考虑；事实要素不考虑；调节分接开关/移相器不考虑。

为了考虑直流负载流中的事实要素，可以再连接节点上用两个虚拟的PQ发电机/负载替换事实设备。这些虚构元素代表着控制。

如果工作频率不等于标准***频率，发电机功率的校正根据静态。

在有分歧的情况下，也可以从一个预定义的电压分布的算法开始，而不是从U＝1.0pu(平开始)。

当节点电压已知，那么潮流，节点功率，损失和失配，都可以计算。不匹配的代表功率平衡，计算如下：

Smism＝Stot+Sloss+Ssl+Sshunt；

Stot：计算节点功率的总和；

Ssl：非平衡节点的功率；

Sloss：网络总损耗；

Sshunt：总功率分流；

Smism的值越小，潮流的收敛性越好。

几种计算方法的运用领域：

拓展的牛顿迭代法应用于：

(1)对称传输网络；

(2)面积/区域控制；

(3)FACTS元件/HVDC；

(4)开关分流；

(5)远程控制和特殊控制；

(6)直流网络；

牛顿迭代法应用于：

(1)输电和配电网络；

(2)不对称负荷；

(3)负载平衡；

(4)限制区控制(只有转运)；

电流迭代法应用于：

(1)输电和配电网络；

(2)不对称负荷；

(3)只有少数的光伏发电机；

(4)负载平衡；

(5)限制区控制(只有转运)；

(6)无远程控制；

电压降应用于国内单位(户)的分布和径向网络。

直流负载流应用于：

(1)在传输和分配网络；

(2)当可利用近似解时。

本发明的有益之处在于：潮流分析为事前就对可靠性以及潮流优化效果进行评估提供了基础，在工作中可以重点关注供电可靠性与配网运行潮流的薄弱环节，在规划中可以评估未来规划网络的运行可靠性水平与重点用户的供电水平。对于提供配电网的规划和供电水平具有积极的意义。

附图说明

图1是本发明一种潮流分析***结构示意图；

图2是本发明一种潮流分析***的运行方法流程图；

图3是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例总的线功率流示意图；

图4是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例馈线示意图；

图5是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例同步机和异步机参与示意图；

图6是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例不允许转运网络功率流示意图；

图7是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例允许转运网络功率流示意图；

图8是本发明一种潮流分析***及运行方法实施例传输分布因子示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1、图2所示，本发明一种潮流分析***，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、潮流分析模块和潮流处理模块，GIS接口连接数据库，数据库连接潮流分析模块，潮流分析模块连接潮流处理模块，数据库连接潮流处理模块。

GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、拓扑数据、电气参数数据；数据库用于存储第一类数据；潮流分析模块用于潮流计算及分析，潮流处理模块运行负荷计算，并将结果存储在变量下，一个变量只有一个运行的特定的网络。

潮流分析模块的计算在应用程序服务器或客户端上执行；潮流处理模块将数据储存在数据库或本地文件中。

潮流处理模块包括***子模块、更新子模块和查看子模块。***子模块***新的或必要的数据，更新子模块可对***数据库或本地文件中的计算数据进行更新，通过查看子模块可进行数据的查看。

基于一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：收集第一类数据，通过GIS接口输入到数据库；

步骤二：潮流分析模块从数据库获取第一类数据，进行计算；潮流计算的出发点为网络方程(I＝Y·U)和功率方程(S＝U·I^*)；对于给出未知节点电压和给定节点功率的二次非线性方程***，从功率方程消除节点电流的矢量来减小负载流；其中I是节点电流矢量，U 是节点电压矢量，Y是网络导纳矩阵，S是节点功率矢量。

计算方法包括：拓展的牛顿迭代法；电流迭代法；牛顿-拉夫逊法；电压降(仅适用于径向弱网状网络)；直流潮流。

步骤三：潮流处理模块将计算结果存储；

计算方法具体实现如下：

电流迭代法包含两个步骤：

根据(U_red＝Y_red ^-1·(I_red-Y_sl·U_sl))计算节点电压，

Ured：没有冗余节点的复杂节点电压向量

Ired：没有冗余节点的复杂节点电流向量

Yred：无行和列的不平衡节点的导纳矩阵

Ysl：导纳矩阵中不平衡节点的列

Usl：复杂的不平衡节点的电压

牛顿-拉夫逊法：牛顿迭代法针对网络节点I的误差方程：

每个节点电压有助于功率不匹配的计算：ΔS_i＝Svor_i-Sber_i；

节点电压的计算：Uneu_i＝Ualt_i-α·ΔU_i；

利用一个横向进给的国内单位的特殊处理的电压降计算，如果“国内单位”的“特殊处理”参数和电压降方法被选中，那么负载的总的有功和无功，径向网络包括国内单位，都必须要计算。松弛节点的相邻节点的电压可以用松弛电压计算，总的线功率流如下：根据图3 所示：

U_k1＝U_sl-Z_L·S₁ ^*/U_sl ^*

U_k1:节点K1电压

U_sl:松弛电压

S₁：从松弛节点到节点K1的线路复杂功率(S₁＝S_k1+S_k2+S_k3)

Z_L：阻抗线

从节点K1看出入网络的功率必须被计算出来，以得到在节点K2的电压(S2＝SK2+SK3)。在K2上的电压，可以用上面的公式计算，通过用UK2替换UK1，用UK1替换 USL，S1替换S2。这个过程被使用，直到径向网络中所有节点的电压都计算出来。

考虑到国内单位的可变同时性因素，“国内单位”的“特殊处理”的电压降计算方法被激活，同时性或交错因子利用国内单元的nDU的数量和功能来计算，根据以下公式：

系数Kn(默认值为0.15)可以在负载流参数对话框中输入。

计算电压的功率包含两部分：S＝S_constant+k_v·n_DU·P_DU。

对于上述例子，以下功率(PDU＝8kW)用来计算电压(假设)。

—计算UK1：S₁＝g1·20kW+g2·10kW+0.265·55·8kW

—计算UK2：S₂＝g2·10kW+0.294·35·8kW

—计算UK3：S₃＝0kW+0.305·30·8kW

PDU和可以再负载参数对话框里输入，系数g1和g2为同时不变的系数，在负载数据输入框中输入(见“元素数据输入和模型”一章)。恒定不变的功率(20kW和10kW) 与这些系数相乘。

Smism＝Stot+Sloss+Ssl+Sshunt；

Stot：计算节点功率的总和；

Ssl：非平衡节点的功率；

Sloss：网络总损耗；

Sshunt：总功率分流；

Smism的值越小，潮流的收敛性越好。

几种计算方法的运用领域：

拓展的牛顿迭代法应用于：

(1)对称传输网络；

(2)面积/区域控制；

(3)FACTS元件/HVDC；

(4)开关分流；

(5)远程控制和特殊控制；

(6)直流网络；

牛顿迭代法应用于：

(1)输电和配电网络；

(2)不对称负荷；

(3)负载平衡；

(4)限制区控制(只有转运)；

电流迭代法应用于：

(1)输电和配电网络；

(2)不对称负荷；

(3)只有少数的光伏发电机；

(4)负载平衡；

(5)限制区控制(只有转运)；

(6)无远程控制；

电压降应用于国内单位(户)的分布和径向网络。

直流负载流应用于：

(1)在传输和分配网络；

(2)当可利用近似解时。

分布式松弛计算：

如果相应的参数被选中，负载流量以分布式松弛计算。这种计算，主动松弛功率被分配给预定义的同步机。在同步电机数据输入对话框，可以输入松弛功率。主动松弛功率可从0 到100％的分布。当计算分布式松弛，只有一个根节点是可利用的。

负载平衡计算：

如果相应的计算参数被激活，则用负载平衡计算负载流量。这种计算，在一个封闭的网络中负载的同时性系数被改变了。以便于测量有功功率或电流。测得的值输入到测量装置中。

要求：

(1)对于一个径向网络，一个测量装置足够获取负载平衡。通常，测量装置安装在馈线的开始端。在径向网络中，可以有几种测量装置；

(2)在闭环网络，必须至少有两个测量装置；

(3)在均衡网络，还可以有补给元件，如发电机；

(4)该程序可以处理任何数量的径向或封闭网络。两种测量设备之间的网络是平衡的，仅计算单独的同时性系数；

(5)网络中测量越多，负荷模型越准确；

(6)如果可以给出每一相的测量值，那么可以得出对称负载的功率总和和电流平均值；

(7)负载同时性系数为零时，计算时不考虑；

(8)计算成功后，程序可以自动设置同时性系数；

(9)负载平衡精度可与全局收敛的标准相适应。

例如：根据图4、图5所示：

在上述馈线中，测量装置1和2测量位置A，位置A的所有的负载部分都是平衡的，以便于测量装置1和2获得预定的功率或电流。位置B和C也同样有效。

在负载平衡中可以强制同步机和异步机参与。

异步机(LF型：“PQ oper”)以相同的方式处理为PQ负载：选项“运行>负载均衡”中的“负载变量”需要被激活来参与负载均衡。

如果选项“运行>负载均衡”中的“负载变量”被激活，同步机器(发电机)在负载平衡中可以被缩放。

在一个确定的馈线中，负荷/电机或发电机将被调整以实现负载平衡。

发电机将缩小而不是负载/电机，如果：

在负载潮流参数的负载均衡模式是“P和Q”或测量装置中仅测量“P+Q”的“混合模式”。

测定装置中的P具有从支线到支线来源的流动方向。

发电机为LF型PQ

认为：|Pgen|＞|Pmeas|+|Pmotor|+|Pload|，所有的值是指相应元素的输入数据。

地区/区域控制(LF)：

在“负载潮流—参数—地区/区域控制”菜单选项，用户可以在网络组之间输入任何数量的功率交换交易(地区，区域)。为了激活功率交换控制，用户必须选中负载潮流参数对话框中的“地区/区域控制”选项。

潮流计算模块修改每组网络的总发电功率，使网络组超过铁连接元素(此网络组连接其他网络组的元素)的功率流(MW)可以满***易。

地区和区域的定义以及分配在教程的章节中详细解释。

以下规则适用于当使用地区/区域控制时：

(1)所有的网络组必须建立一个互联网络；

(2)用户可以启用或禁用转运。如果转运被启用，那么在“从”和“到”之间的交易中的功率可以流动到其他网络组中。否则，只有连接这两个网络组(如果有的话) 的元素可以进行调度功率；

(3)在一般情况下，在地区/区域带的定义没有层次结构。区域可以包含一个以上的地区，反之亦然。唯一的例外是在“控制型”中的“地区/区域控制”标签被设置为 “地区和区域控制”。在这种情况下，不允许区域重叠(每区必须完全包含在一个地区)或反之亦然；

(4)只有一个松弛节点可以进入网络。该松弛节点属于的地区(区域)为松弛区；

(5)一个地区或区域在同一时间可以满足下列其中一个任务：

作为一个松弛区；

控制网络组的总输入/输出(如果转运被激活)或控制两个连接的网络组之间的功率交换(如果转运未激活)；

也有可能一个地区或区域没有完成以上的任何任务，即是不可控的。

(6)对于每一个节点，不超过一个网络组(地区，区域)可以在控制模式。例如，当区域控制另一个事务或作为一个松弛网络组时，节点N1无法控制功率输入。换句话说，如果一个地区执行一个任务(控制网络组或松弛区)，其区域不能有任何任务。如果违反此规则，用户得到一个相关的错误消息；

(7)在所涉及的交易网络组的各发电机，松弛的部分可以被定义。它定义了发电机组参与网络组输入/输出功率调节的百分比。一个网络组的所有发电机的松弛部分被假定为总计达100％(在同步机和网络馈线参数查看相应的领域)。如果在控制网络组所有的松弛部分是等于零，该程序为该组中的所有发电机假定相等的松弛部分。

用户必须知道计算的确定差异取决于转运被允许或不允许。

不允许转运(选项禁用)：

如果转运是不允许的，那么预定功率可以在参与交易的两个网络组的铁元素之间直接流动。如果网络组之间输入的交易不直接相连，则会出现一个相关的错误信息。

每一个网络组可以完成的任务只有一个。这意味着它可以通过控制联络线潮流控制两个网络组之间的功率流的交易(领带流)或是作为一个松弛区。领带流之间的不参与交易的网络组不被控制。每一个控制网络组都作为一个变量的生成，应满足网络组之间的功率交换。例如，如果区域控制被激活，并且网络组有n个区域，那么最多有n-1个独立变量，可以指定最多n-1个网络组之间的功率交换。规定了用户可以的指定不同的交易数量的最高值。网络组指定的控件数量(基于交易)超过最大极限时，潮流计算给出错误信息。

无转运的地区/区域控制的原理示于下面的例子。

例如：

一览表

从	到	功率(MW)
			Zone1	Zone2	150
Zone1	Zone2	50
			Zone2	Zone1	100
Zone3	Zone2	50
			Zone3	Zone4	100

网络的功率流：根据图6所示：

如例子中可以看到的，两个相同区域之间的若干交易区，将代数增加。这些交易的第一个定义了这两个区域中的哪一个是“从”网络组。

在计算过程中，对每一笔交易，会设置一个“控制网络组”。该算法遵循计划表的顺序，对每一笔交易的各自的功率传输，把“从”的网络组设置为控制组。如果“从”网络组已被指派给另一个任务，那么“到”网络组将被设置为控制组。在这种情况下，“到”网络组被另一个任务占据，一个不参与交易并连接到“从”网络组或“到”网络组的网络组将控制功率交易。如果这样的“免费”的网络组不存在，潮流不会启动，用户将不得不改变交易的定义 (例如颠倒“从”网络组与“到”网络组，在另一个顺序进入交易等)。

避免从从列的松弛区进入交易。因为这将导致“节点的一个错误：区控制不允许”。

两个网络组之间的连接线的交易功率被控制在“从”网络组相邻的地方。

如果一个网络组连接到之间没有交易的松弛网络组，那么松弛网络组将超过其损失。否则，网络组将接管自己的损失。

对于地区/区域控制，区域的地区重叠是不允许的。交易可以进入两个区域或/和两区之间。

转运允许(选项启用)：

当允许转运时，每个交易所定义的功率交换可以涉及不参与交易的其他网络组。这意味着两个网络组之间所定义的功率流不需要在两个网络组之间的连接元素中传输。功率也可以通过其它网络组。

这就是为什么对不同网络组的发电机的有功功率设定一个值，来实现计算并不是个人交易的输入/输出计算值。

例如：

一览表

从	到	功率(MW)
			Zone1	Zone2	250
Zone1	Zone5	50
			Zone2	Zone5	100
Zone3	Zone1	50

网络的功率流：根据图7所示：

在上面的例子中，两个区域之间的连接元素的传输功率不符合交易的定义。由于转运是允许的，功率流也可以采取其他方式而不是直接连接。在这种情况下，每个网络组的总输入/ 输出被控制在与定义交易相符合的值上。

由于可以转运，网络组也可以参与电力传输，不参与交易，如上面例子中的区4。

每个区域或地区的功率控制左右不同，如果控件类型设置为地区控制或区域控制，而不是地区和区域控制。

地区控制或区域控制：

如果“地区/区域所覆盖的连接损失”选项被激活，那么所有地区(区域)在“输入控制” 模式。这意味着所有的地区(区域)控制自己的输入权。没有任何功率交易地区(区域)输入/输出功率控制位0MW。在每个连接线的损失是由本线地区/区域覆盖。

松弛地区(区域)接管了连接元素的损失。每一个网络组的损失是由自己承担。

该地区(区域)可以扩展到多个地区(区域)，由于地区和区域不同时控制的。

地区和区域控制：

在这种模式下，区域重叠的地区是不允许的。交易可以进入两个地区或/和两个区域之间。

每个参与交易的网络组(地区和区域)控制其输入/输出功率。没有任何功率交易的地区或区域的输入/输出不受控制。交易中所涉及的区域包含的输入/输出功率是不受控制的，因为不同区域包含的地区之间的交易可能与包含一个或两个这样的区域的交易相冲突。松弛的地区或松弛地带承担了地区/区域的连接元素的所有损失，这是无法控制的(如果“松弛地区/ 区域的连接损失”选项被激活)。它是由用户定义是否松弛地区或松弛区域承担功率损失(上述交易表中的相关选项都要被选中)。

功率传输分布因子：

传输分布因子是指从一个指定功率的节点m到一个指定的节点n的小转移dPT(在下文称为交易mn)。基本情况是网络状态没有交易(转让)mn。对于每一个分支ij定义为：根据图8所示：

现在交易mn分支ij的功率P_ij ^t和基础情况下的功率P_ij ⁰。

当只有一个从/到的节点被指定为另一个被认为是松弛节点的节点。

众所周知，由于循环流动，总是存在于网状网络，从节点M节点n的功率交易不仅会改变直接互连mn(假设存在)而且会影响流动的理论-***所有的分支。

PTDFs显示了某一特定的功率交易对所有的网络分支流量增量的影响。电力传输是通过从和到节点来指定(方向是很重要的)。你要记住，PTDFs是一个线性近似，因此只适用在基础案例和小传输。网络从m到n的交易ij的流动可以估计为：

P_ij ^t＝P_ij ⁰+PTDF_ij ^(mn)·(dP_T)_(mn)

因为它们的线性性质，一个以上的交易增量的影响可以加起来估计新流程：

对于较大的网络，PTDFs展示了一个很好的近似关于功率如何通过***甚至更宽的操作区域分配。因为此属性，PTDFs可用于快速估计一个从m到n的不违反分支ij最大功率限制的功率交易的最大量。

计算上述网络中的每一个分支的限制，以最小的值提供了一个近似从m到n的PT的最大值。

不对称负荷：非对称负载潮流可以处理非对称负载和不对称网络结构。在单元的输入对话框中，用户可以输入元素的相位或“相位”字段的负载。

非对称负载流量具有以下特点：

不对称负荷流理论：

用于对称负载流量使用相同的方程和求解算法。由于不对称，在负序和零序***里的模型被认为与短路电流分析相似。正序，负序，零序***中Y矩阵为将被创建。只有线路，负载，和负载阻抗是不对称的。这些元素，在三相***里是耦合的。这些接头被认为是电流节点和功率节点注入点。相移也被考虑。

在负载潮流参数中有一个加速因子。这一因子允许两种方法调整不对称负载流量(牛顿迭代和电流迭代)。如果网络是高度不对称的，这个因子应设置为0.25或更少。

非对称负载流量限制：

这些限制是：

—区域控制不可用

—分布式松弛不可用

—电压降解方法不可用

—电机远程控制

不对称负载流量的网络结构：

如果计算一个不对称负载潮流，所有的元件都将被考虑。在对称负载流量的情况下，只考虑对称和不对称的三相线路的电气元件。

建议以一个紧凑的方式输入线路。一个从节点A到B的三相线路，理论上可以输入三个单独的相线，互相之间相互耦合。在这种方式中，程序将不仅需要计算目前的电路和串联阻抗矩阵，而且还有耦合矩阵。这增加了计算难度。更好的方法是用一个三相线代表三相线。对于二相线是有效的。

不对称负载潮流输出：

如果计算一个不对称负载潮流，结果将显示和保存现有的所有相线。

相位平衡可以通过重新定义单相负载和线路，以减少在相位的不平衡。

平衡的定义：

计算所有存在的相位的不平衡因子。

IP：单相视在功率或电流

MW：所有相的视在功率或电流的平均值，不存在的相不被考虑。

最大的非平衡将显示在对话框中。

相平衡理论：

相平衡利用一个一维搜索寻优法。每个负载和分流器会被重新定相和存储，如果目标已经减少。双相的不需要。

本发明的潮流分析为事前就对可靠性以及潮流优化效果进行评估提供了基础。在工作中可以重点关注供电可靠性与配网运行潮流的薄弱环节，在规划中可以评估未来规划网络的运行可靠性水平与重点用户的供电水平。对于提供配电网的规划和供电水平具有积极的意义。

获取现行配电网拓扑结构、电气参数，研究不同故障、操作等因素对潮流的影响，通过模拟分析故障后果的影响(FEMA)，寻求指示可靠性的特征参量与方法，同时针对电网潮流研究以可靠性为基础的不同优化影响分析。

通过部署一套潮流分析***软件，实际录入配电网拓扑结构、电气参数，通过计算分析配电网优化潮流和运行可靠性，将计算出的配电网运行可靠性评估、潮流优化结果，与实际配电网运行状态以及配电网规划专家经验进行对比。

通过对潮流分析***软件的实际效果与配电专家决策的对比分析，进而形成进而对配电网运行网络优化、供电可靠性、重要用户供电优化、可靠性规划提供分析辅助的技术手段。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种潮流分析***，其特征在于：包括：GIS接口、数据库、潮流分析模块、潮流处理模块，GIS接口连接数据库，数据库连接潮流分析模块，潮流分析模块连接潮流处理模块，数据库连接潮流处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种潮流分析***，其特征在于：GIS接口用于导入用于分析的第一类数据，第一类数据包括网络架构、拓扑数据、电气参数数据；数据库用于存储第一类数据；潮流分析模块用于潮流计算及分析，潮流处理模块运行负荷计算，并将结果存储在变量下，一个变量只有一个运行的特定的网络。

3.根据权利要求1所述的一种潮流分析***，其特征在于：潮流分析模块的计算在应用程序服务器或客户端上执行；潮流处理模块将数据储存在数据库或本地文件中。

4.根据权利要求1所述的一种潮流分析***，其特征在于：潮流处理模块包括***子模块、更新子模块和查看子模块。

5.权利要求1所述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：收集第一类数据，通过GIS接口输入到数据库；

步骤三：潮流处理模块将计算结果存储；

6.根据权利要求4所述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：所述步骤二，潮流计算的出发点为网络方程(I＝Y·U)和功率方程(S＝U·I^*)；对于给出未知节点电压和给定节点功率的二次非线性方程***，从功率方程消除节点电流的矢量来减小负载流；其中I是节点电流矢量，U是节点电压矢量，Y是网络导纳矩阵，S是节点功率矢量。

7.根据权利要求4或5所述的一种潮流分析***的运行方法，其特征在于：步骤二中的计算方法包括：拓展的牛顿迭代法；电流迭代法；牛顿-拉夫逊法；电压降(仅适用于径向弱网状网络)；直流潮流。