iES600系统技术白皮书(7)

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在网络拓扑建模中采用了电网设备组合单元（开关和对应的刀闸等）的输入方式，实现了节点编号的自动化，大大提高了网络拓扑建模速度。

通过绘图可方便的添加各种组合单元，能处理各种复杂的组合接线方式。

在设备参数输入上提供了图形上直接输入设备铭牌参数的输入方式，使设备参数的维护变得极其简单。

3.2.2 状态估计

稳态状态估计实际上是根据电网的实时量测数据和伪量测数据（节点母线电压幅值、节点有功/无功注入、线路和变压器上的有功/无功潮流等）和网络方程，计算出节点复数电压的估计值。有了节点复数电压估计值，就可以根据网络阻抗参数计算出节点有功/无功注入、线路和变压器上的有功/无功潮流等的估计值。

电力网络由线路、变压器等支路元件和断路器、刀闸等开关元件组成，这些元件的连接点称为“元节点”。状态估计和潮流计算能直接处理的是不含开关元件的连通电网络。通过搜索开关元件的状态，把闭合开关连接在一起的元节点集合化为一个节点，构成一个或多个不含开关元件的连通电网络（电气岛），这就是网络接线分析（也称为网络拓扑分析）的任务。在电力系统中，断路器/刀闸组（开关组）往往按特定的方式连接。iES600系统的接线分析预先对各种标准的开关组进行拓扑分析，把结果保存在数据表中。在进行拓扑分析时，根据开关组的状态，通过查表，立即可以集合开关组中的元节点，然后再对各厂站的各电压等级进行接线分析，这样需要搜索的开关和元节点就很少了，可以大大提高网络接线分析的速度。开关组的定义和连接表的形成都是在可视化环境进行的，非常方便。

在对每一个连通电网络进行状态估计计算前，先要确定其可观测性，即状态估计问题的可解性。我们采用的是普通的可观测性检验方法，即对每一个连通电网络，其可用的量测数

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据应满足：

1. 电压测点数大于等于1；

2. 有功量测应覆盖全部节点，而且测点数大于等于节点数减一； 3. 无功或电压量测应覆盖全部节点，而且测点数大于等于节点数。

状态估计是高维的非线性量测方程的加权最小二乘解问题，没有直接解法，只能用凑试法，从初猜值开始，逐次修正各步的近似解，试图得到能收敛于真解的解序列。收敛性和收敛速度是对非线性问题解法的基本要求。在理论上无法证明一种解法是绝对有效的。特别是，对于接近病态的问题，求解是很困难的。目前比较流行的是基于牛顿-拉夫荪算法和简化假设的快速分解法和正交化法，有时也需要采用原始的牛顿-拉夫荪算法。目前我们已经实现的是快速分解法和正交化法、以及由它们变化而产生的多次估计算法，可大大提高估计精度。

在各种状态估计算法和潮流算法中，往往需要求解大型但系数矩阵稀疏的线性代数方程组，为了降低对计算机内存的需求（不存储稀疏矩阵中的零）和提高计算速度（不进行对零进行的无意义的运算），可以采用稀疏矩阵技术。在PAS系统中，我们提供一个稀疏矩阵类库，提供双链接表和三角形表两种数据结构，在对角线和非对角线中选取主元的Tinney-Walker和Markowitz等多种优化排序算法，LU分解法等，使用起来非常方便。

状态估计模块（SE）提供实时状态估计和调试状态估计计算功能（后者用于参数调整），模块内置接线分析功能。可定时启动、事项启动、人工启动。实时运行方式下程序定时启动状态估计运算并将计算结果反送至SCADA实时数据服务器，调试状态运行时可以使用菜单中的命令修改系统参数并控制计算过程。

3.2.3 潮流计算

潮流计算是最基本的网络分析计算，它求解由线性的支路元件（线路和变压器等）和给

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定功率的源/负荷组成的电网络，得到节点复数电压，进而得到各节点注入的和支路上的功率。由于这样描述的源/负荷是非线性的，所以潮流计算要求解非线性的电网络方程。目前较为流行的算法是牛顿-拉夫荪算法和基于牛顿-拉夫荪算法和简化假设的快速分解法。已实现的算法有快速分解法、带R-X修正的快速分解法、牛顿法。

3.2.4 调度员潮流

调度员潮流功能是研究方式的功能，要根据当前的实时数据、计划数据和超短期预报数据计算出调度员进行操作后的潮流分布。从网络分析问题的可解性看，各个调度中心只能得到其所管辖的那部分电网（称为内网）的充分的数据，但是，影响操作后潮流分布的是整个网络。所以，调度员潮流必须考虑本调度中心管辖范围之外的那部分电网（称为外网）的贡献。早期采用的方法是用大大简化的模型来“等效”外网。近年来，非简化的外网等效或外网估计方法开始流行。当然，外网估计中使用的量测量只能是实时性较差的伪量测（工程数据）。随着本调度中心和上级及邻近调度中心之间数据网络的发展，这些伪量测的质量会有所改进。

在iES600系统中采用的是非简化的三步外网估计方法：

1. 对操作前的内网进行一次状态估计，求出边界节点上的复数电压和联络线上的功率。

2. 用第一步状态估计的结果和外网的伪量测数据对外网进行一次潮流计算。 3. 用第二步外网潮流计算的结果和内网的数据对全网进行一次状态估计，这样就得出了外网的估计。

有了外网的估计，就可以对操作后的全网进行潮流计算了。多次计算证实这个方法的效果还是很好的。

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iES600系统的状态估计计算和潮流计算服务器均具有将当前采集数据断面进行保存的功能，因而可以从不同的数据来源获取系统数据，有利于离线方式的参数调整。

iES600系统的调度员潮流仿真人机界面模块与SCADA的 MMI为统一操作界面，但其面对的数据服务器是调度员潮流仿真服务器。

3.2.5 短期、超短期负荷预报

短期负荷预报是指超前几天的预报，超短期负荷预报则是超前几分钟到超前一小时的预报。在调度自动化系统中用于安全监视和负荷控制的是超短期负荷预报。目前，短期、超短期负荷预报方法大致可分为两类，一类是以时间序列法为代表的传统方法，它们主要有：时间序列法﹑多元线性回归法及傅立叶分量法等。传统方法比较成熟，也比较实用，在天气变量对负荷的影响规律比较清楚的条件下，可达到比较高的预报精度。另一类是以人工神经元网络法为代表的新型人工智能方法。神经元网络法是近几年来研究和使用的较多的一种方法。由于神经元网络具有并行分布信息﹑自学习及任意逼近连续函数的能力，因而能捕获电力负荷的各种变化趋势，容易处理各种天气变量对负荷的影响（非线性关系）。目前，神经元网络法大都采用BP（误差反向传播）学习算法进行网络权值训练，收敛速度慢，收敛后的均方误差指标也较大，因而在实际应用特别是在线预报时受到一定限制。将传统方法和神经元网络法两者相结合，利用各自的长处，避开它们的短处，已取得很好的预报效果。

3.2.6 静态安全分析（预想事故评定）

静态安全分析（预想事故评定，又称为预想事故分析），是根据系统中可能的预想事故集，来评定系统的安全性。预想事故分析利用完全的潮流计算分析所有可能的预想事故集（一台或多台发电机开断，和一条或多条输电线路开断），并从所得的潮流分布和母线电压解中，评定系统的安全性。

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预想事故分析完全模仿实际的事故状态，根据用户预先设好的事故集在现有 …… 此处隐藏：2045字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……