本發(fā)明實施例涉及電力系統(tǒng)運行和控制技術(shù)，尤其涉及一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法及裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的輸電網(wǎng)預想事故分析方法對配電網(wǎng)的影響只進行了非常粗略的估計：在分析中僅考慮了配電網(wǎng)在配電站低壓母線處注入功率的影響，卻忽視了配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化所引起的功率轉(zhuǎn)移的影響。隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)現(xiàn)已裝配了越來越多的在線自動控制裝置，這使得配電網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)在實時運行中可能發(fā)生變化，沿用現(xiàn)有的輸電網(wǎng)預想事故分析方法可能造成誤警。2011年美國南加州大學停電事故的一個主要原因就在于現(xiàn)有輸電網(wǎng)預想事故分析程序中沒有考慮配電網(wǎng)絡(luò)在運行中可能發(fā)生的變化，從而造成了誤警，最終導致了事故的嚴重擴大。這表明在輸電網(wǎng)預想事故分析中考慮配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的影響已經(jīng)變得非常重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，全局潮流計算方法可以準確地體現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化對輸電網(wǎng)潮流的影響，但是計算一次全局潮流需要輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的控制中心分別計算若干次輸電和配電潮流，并進行若干次通信。對于實際電力系統(tǒng)，預想事故的數(shù)目通常十分巨大，而每次預想事故中都需要計算一次全局潮流，所以為完成預想事故分析，輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的控制中心必須分別計算千余次的輸電和配電潮流并進行千余次的通信。如此巨大的計算和通信代價使得該方法很難在線應(yīng)用于實際電力系統(tǒng)的預想事故分析程序中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法及裝置，以在極少的通信和計算代價下獲得更加準確的預想分析結(jié)果。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法，所述方法包括：

接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型；

將所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，其中，所述預想事故分析模型包括多個預想事故；

根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置，所述裝置包括：

網(wǎng)絡(luò)等值模型接收模塊，用于接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型；

潮流計算模塊，用于將所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，其中，所述預想事故分析模型包括多個預想事故；

運行安全性判定模塊，用于根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性。

本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，通過接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，將配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性，由于配電網(wǎng)絡(luò)等值模型可以近似反映出配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化，將輸電網(wǎng)事故中的配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的影響用配電網(wǎng)絡(luò)等值進行近似，實現(xiàn)了在極少的計算和通信代價下獲得更加準確的輸電網(wǎng)預想事故分析結(jié)果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的輸電網(wǎng)預想事故分析的方法中的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例三提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖；

圖5是本發(fā)明實施例四提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

實施例一

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖，本實施例可適用于根據(jù)考慮了配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型進行輸電網(wǎng)預想事故分析的情況，該方法可以由輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置來執(zhí)行，該裝置可以由軟件和/或硬件來實現(xiàn)，一般可配置在輸電網(wǎng)控制中心中，該方法具體包括如下步驟：

步驟110，接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型。

在配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，配電網(wǎng)控制中心可以根據(jù)高斯消去法或者其他方法計算配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，將配電網(wǎng)中的節(jié)點及負荷等值到邊界節(jié)點中，等值為并聯(lián)導納和串聯(lián)導納，并將計算得到的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型發(fā)送給輸電網(wǎng)控制中心。配電網(wǎng)絡(luò)等值模型可以近似反映出配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化。

其中，所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型優(yōu)選包括至少一個邊界節(jié)點，所述邊界節(jié)點為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)相連接的節(jié)點，每個邊界節(jié)點通過等值并聯(lián)導納接地，若邊界節(jié)點不少于兩個，則每兩個邊界節(jié)點之間通過等值串聯(lián)導納連接。圖2是本發(fā)明實施例提供的輸電網(wǎng)預想事故分析的方法中的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型的示意圖。如圖2所示，配電網(wǎng)絡(luò)等值模型包括邊界節(jié)點b1、邊界節(jié)點b2、…、邊界節(jié)點bk(k≥3)，邊界節(jié)點b1通過等值并聯(lián)導納yb1接地，邊界節(jié)點b2通過等值并聯(lián)導納yb2接地，邊界節(jié)點bk通過等值并聯(lián)導納ybk接地，邊界節(jié)點b1和邊界節(jié)點b2之間串聯(lián)有等值串聯(lián)導納yb12,邊界節(jié)點b1和邊界節(jié)點bk之間串聯(lián)有等值串聯(lián)導納yb1k,邊界節(jié)點b2和邊界節(jié)點bk之間串聯(lián)有等值串聯(lián)導納yb2k。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，圖2只是一個示例，給出的是具有至少三個邊界節(jié)點的情況，除了圖2中的情況外，還可以包括一個邊界節(jié)點或者兩個邊界節(jié)點，在只有一個邊界節(jié)點時，只需將配電網(wǎng)中的節(jié)點和負荷等值為該邊界節(jié)點的并聯(lián)導納，即在配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中，該邊界節(jié)點通過等值并聯(lián)導納接地；在有兩個邊界節(jié)點時，網(wǎng)絡(luò)等值模型和圖2類似，只是少一個邊界節(jié)點，即兩個邊界節(jié)點分別通過各自的等值并聯(lián)導納接地，這兩個邊界節(jié)點之間通過等值串聯(lián)導納連接。其中，等值并聯(lián)導納是將配電網(wǎng)中邊界節(jié)點的負荷進行等值得到的，等值串聯(lián)導納是將配電網(wǎng)中兩個邊界節(jié)點之間的負荷進行等值得到的。

步驟120，將所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，其中，所述預想事故分析模型包括多個預想事故。

其中，潮流計算，是電力學名詞，是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)參數(shù)的計算。通常給定的運行條件有系統(tǒng)中各電源和負荷點的功率、樞紐點電壓、平衡點的電壓和相位角，待求的運行狀態(tài)參量包括電網(wǎng)各母線節(jié)點的電壓幅值和相角，以及各支路的功率分布、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。潮流計算是電力系統(tǒng)非常重要的分析計算，用以研究系統(tǒng)規(guī)劃和運行中提出的各種問題。對規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以檢驗所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運行方式的要求；對運行中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以預知各種負荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會不會危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等)是否會出現(xiàn)過負荷，以及可能出現(xiàn)過負荷時應(yīng)事先采取哪些預防措施等。

將配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)用配電網(wǎng)絡(luò)等值模型來近似表示，結(jié)合輸電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，對輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中的每個預想事故分別進行潮流計算，求取輸電網(wǎng)中的每個節(jié)點的電壓以及每個輸電線路的傳輸功率。預想事故包括輸電網(wǎng)中的發(fā)電機退出運行或者輸電線路退出運行，對于實際的電力系統(tǒng)，預想事故分析模型包括至少兩個預想事故。

步驟130，根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性。

根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判斷輸電網(wǎng)中的節(jié)點的運行參數(shù)以及輸電線路的運行參數(shù)是否滿足設(shè)定的條件。滿足設(shè)定的條件時，確定輸電網(wǎng)運行安全；不滿足設(shè)定的條件時，確定輸電網(wǎng)存在安全隱患，并給出相應(yīng)的安全預警。

其中，根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性，可選包括：

根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判斷在該預想事故下所述輸電網(wǎng)中是否有節(jié)點電壓超過預設(shè)運行電壓上界或預設(shè)運行電壓下界，以及是否有輸電線路的傳輸功率超過預設(shè)運行功率上界或預設(shè)運行功率下界；

如果所述輸電網(wǎng)中有節(jié)點電壓超過預設(shè)運行電壓上界或預設(shè)運行電壓下界，和/或，有輸電線路的傳輸功率超過預設(shè)運行功率上界或預設(shè)運行功率下界，則告警輸電網(wǎng)運行存在越界隱患。

其中，預設(shè)運行電壓上界是事先給定的節(jié)點電壓的運行上界，預設(shè)運行電壓下界是事先給定的節(jié)點電壓的運行下界，預設(shè)運行功率上界是事先給定的輸電線路的傳輸功率的運行上界，預設(shè)運行功率下界是事先給定的輸電線路的傳輸功率的運行下界。

如果在一個預想事故中，輸電網(wǎng)中存在下述情況中的至少一種：輸電網(wǎng)中有節(jié)點電壓超過預設(shè)運行電壓上屆或預設(shè)運行電壓下界，以及有輸電線路的傳輸功率超過預設(shè)運行功率上界或預設(shè)運行功率下界，則告警輸電網(wǎng)運行存在越界隱患，否則，確定在該預想事故下，輸電網(wǎng)潮流計算結(jié)果滿足事先給定的運行界限。

本實施例的技術(shù)方案，通過接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，將配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性，由于配電網(wǎng)絡(luò)等值模型可以近似反映出配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化，將輸電網(wǎng)事故中的配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的影響用配電網(wǎng)絡(luò)等值進行近似，實現(xiàn)了在極少的計算和通信代價下獲得更加準確的輸電網(wǎng)預想事故分析結(jié)果。

實施例二

圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖，本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，對“將所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算”進行了優(yōu)化，該方法具體包括如下步驟：

步驟310，接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型。

其中，所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型包括至少一個邊界節(jié)點，所述邊界節(jié)點為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)相連接的節(jié)點，每個邊界節(jié)點通過等值并聯(lián)導納接地，若邊界節(jié)點不少于兩個，則每兩個邊界節(jié)點之間通過等值串聯(lián)導納連接。

步驟320，獲取每個所述邊界節(jié)點的當前測量電壓和當前測量功率。

邊界節(jié)點可以設(shè)置傳感器，用于采集當前時刻該邊界節(jié)點的電壓和功率，采集到的電壓為當前測量電壓，采集到的功率為當前測量功率。配電網(wǎng)控制中心或者輸電網(wǎng)控制中心在需要邊界節(jié)點的當前測量電壓和當前測量功率時，可以直接從傳感器獲取。

步驟330，根據(jù)所述當前測量電壓、當前測量功率、等值并聯(lián)導納以及等值串聯(lián)導納，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量。

根據(jù)每個邊界節(jié)點的當前測量電壓、等值并聯(lián)導納和等值串聯(lián)導納，計算配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在邊界節(jié)點處的等值功率向量，再根據(jù)每個邊界節(jié)點的測量功率及等值功率向量計算得到配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量。

其中，根據(jù)所述當前測量電壓、當前測量功率、等值并聯(lián)導納以及等值串聯(lián)導納，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量，可選包括：

根據(jù)所述當前測量電壓、等值并聯(lián)導納和等值串聯(lián)導納，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在所述邊界節(jié)點處的等值功率向量；

根據(jù)所述當前測量功率和等值功率向量，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量。

首先根據(jù)每個邊界節(jié)點的當前測量電壓，以及配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的等值并聯(lián)導納和等值串聯(lián)導納，按照公式(1)計算由配電網(wǎng)絡(luò)等值模型引入的每個邊界節(jié)點的等值電流組成的等值電流向量：

其中，vb1,0、vb2,0和vbk,0分別表示邊界節(jié)點b1的當前測量電壓、邊界節(jié)點b2的當前測量電壓和邊界節(jié)點bk的當前測量電壓，id1,0表示在當前測量電壓下的在所有邊界節(jié)點處由上述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型引入的等值電流向量，該等值電流向量的維度等于邊界節(jié)點的個數(shù)。

計算得到等值電流向量后，再根據(jù)等值電流向量和每個邊界節(jié)點的當前測量電壓，按照公式(2)計算得到配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在所述邊界節(jié)點處的等值功率向量：

其中，sd1,0表示在當前測量電壓下的由上述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在上述邊界節(jié)點處的等值功率向量，符號conj表示將向量中的每個元素轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)的共軛復數(shù)。

根據(jù)等值功率向量和當前測量功率，按照公式(3)計算得到配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量：

sd2,0＝sd,0-sd1,0(3)

其中，sd2,0表示邊界節(jié)點的凈注入功率向量，sd,0表示由邊界節(jié)點的測量功率sb1,0、sb2,0和sbk,0組成的列向量，具體形式為sd,0＝trp([sb1,0,sb2,0,…,sbk,0])，符號trp表示對一個向量進行轉(zhuǎn)置運算。sb1,0表示邊界節(jié)點b1的當前測量功率，sb2,0表示邊界節(jié)點b2的當前測量功率，sb3,0表示邊界節(jié)點b3的當前測量功率。由于凈注入功率向量受電壓變化的影響較小，基本為定值，后續(xù)潮流方程中可直接使用。

步驟340，獲取輸電網(wǎng)中一個待分析的預想事故，作為當前分析的預想事故。

可以預先將待分析的預想事故編好順序，按照順序?qū)γ總€預想事故進行分析，即先按照待分析的預想事故的順序，獲取其中的一個待分析的預想事故，作為當前分析的預想事故。

步驟350，根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，并求解，得到潮流計算結(jié)果。

根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，如公式(4)：

其中，vt表示在當前分析的預想事故下輸電網(wǎng)各個節(jié)點的電壓所組成的列向量，vb表示在當前分析的預想事故下邊界節(jié)點的電壓所組成的列向量，st表示輸電網(wǎng)中各個節(jié)點的注入功率組成的列向量，stt表示輸電網(wǎng)中每兩個節(jié)點之間的線路功率組成的列向量，stb表示從輸電網(wǎng)節(jié)點流向邊界節(jié)點的線路功率組成的列向量，sbt表示從邊界節(jié)點流向輸電網(wǎng)節(jié)點的線路功率組成的列向量，sbb表示邊界節(jié)點中每兩個邊界節(jié)點之間的線路功率組成的列向量，sd1表示在邊界節(jié)點電壓vb下的由配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在邊界節(jié)點處的等值功率向量，id1表示在邊界節(jié)點電壓vb下的在所有邊界節(jié)點處由配電網(wǎng)絡(luò)等值模型引入的等值電流向量。vb1、vb2和vbk表示當前分析的預想事故下的邊界節(jié)點b1、b2和bk的電壓，它們滿足關(guān)系式vb＝trp([vb1,vb2,…,vbk])。因此，上述向量stt、sbt、sbb和sd1均可寫為關(guān)于vt、vb的二次函數(shù)，即電力系統(tǒng)分析教科書中常見的“功率方程”形式。

求解上述的潮流方程，得到潮流計算結(jié)果，即輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的電壓，再將輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的電壓代入功率方程計算得到輸電網(wǎng)中每兩個節(jié)點之間的線路的傳輸功率。

步驟360，判斷是否分析完所有待分析的預想事故，如果否，則返回執(zhí)行步驟340，如果是，則執(zhí)行步驟370。

即判斷是否還有待分析的預想事故沒有進行分析，如果還有待分析的預想事故沒有進行分析，則返回執(zhí)行步驟340。

步驟370，根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性。

本實施例的技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上，通過根據(jù)邊界節(jié)點的當前測量電壓和當前測量功率計算得到隨電壓變化較小的凈注入功率向量，根據(jù)該凈注入功率向量和配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，建立輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，只需計算一次凈注入功率向量，便可以分析得到所有預想事故下的潮流計算結(jié)果。此外，本發(fā)明實施例中的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型只有在配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時才需要配電網(wǎng)控制中心進行重新計算，而根據(jù)實際電網(wǎng)運行經(jīng)驗，24小時內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化次數(shù)不多于十次，因此，大多數(shù)情況下無需重新計算配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，相對于現(xiàn)有技術(shù)減少了計算量，而且減少了通信代價，預想事故分析結(jié)果更加準確，有效避免現(xiàn)有技術(shù)中可能出現(xiàn)的誤警和漏警。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程之前，還可選包括：

如果當前分析的預想事故為發(fā)電機退出運行，則對該發(fā)電機以外的發(fā)電機的輸出功率進行調(diào)整，以滿足預想事故分析中電力系統(tǒng)功率平衡約束，并根據(jù)調(diào)整后的發(fā)電機的輸出功率，計算輸電網(wǎng)中該發(fā)電機所在節(jié)點的注入功率；

如果當前分析的預想事故為線路退出運行，則根據(jù)輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的發(fā)電機的輸出功率和負荷功率，計算該節(jié)點的注入功率；

根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，包括：

根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型、凈注入功率向量和輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的注入功率，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程。

判斷當前分析的預想是否為發(fā)電機退出運行還是線路退出運行，如果是發(fā)電機退出運行，則按照公式(5)調(diào)整其余發(fā)電機的輸出功率，以滿足預想事故分析中電力系統(tǒng)功率平衡約束。

其中，pgi表示退出運行的發(fā)電機在退出運行前的輸出功率，pgj和pgj,new分別表示其余的沒有退出運行的發(fā)電機在當前時刻測量的輸出功率和調(diào)整后的輸出功率，系數(shù)αj表示由輸電網(wǎng)運行人員事先給定的發(fā)電機功率pgj的調(diào)整系數(shù)。

根據(jù)調(diào)整后的發(fā)電機的輸出功率以及該發(fā)電機所在節(jié)點的負荷功率，按照公式(6)計算該節(jié)點的注入功率：

st,j＝pgj,new-ldj(6)

其中，st,j表示輸電網(wǎng)任意節(jié)點j的注入功率，ldj表示節(jié)點j的負荷功率。

如果當前分析的預想事故為線路退出運行，則根據(jù)輸電網(wǎng)中每個階段的輸出功率和負荷功率，按照公式(7)計算該節(jié)點的注入功率：

st,j＝pgj-ldj(7)

其中，st,j表示輸電網(wǎng)任意節(jié)點j的注入功率，ldj表示節(jié)點j的負荷功率，j表示節(jié)點的序號。

將凈注入功率向量和輸電網(wǎng)中每個階段的注入功率代入潮流方程即公式(4)進行求解，計算得到輸電網(wǎng)中各個節(jié)點的電壓和邊界節(jié)點的電壓，即向量vt和向量vb，再將得到的輸電網(wǎng)中各個節(jié)點的電壓和邊界節(jié)點的電壓代入功率方程，計算得到在當前分析的預想事故下的線路的傳輸功率stt、sbb和sbt，輸電網(wǎng)中各個節(jié)點的電壓、邊界節(jié)點的電壓和線路的傳輸功率即潮流計算結(jié)果。在發(fā)電機退出運行時，對其余發(fā)電機的輸出功率進行調(diào)整，使其滿足預想事故分析中電力系統(tǒng)功率平衡約束，從而使得預想事故分析結(jié)果更加準確。

實施例三

圖4是本發(fā)明實施例三提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的方法的流程圖，本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上的一個優(yōu)選實例，該方法具體包括如下步驟：

步驟410，配電網(wǎng)控制中心根據(jù)高斯消去法計算配電網(wǎng)絡(luò)等值模型，并將配電網(wǎng)絡(luò)等值模型發(fā)送給輸電網(wǎng)控制中心。

配電網(wǎng)絡(luò)等值模型如圖2所示。所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型包括至少一個邊界節(jié)點，所述邊界節(jié)點為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)相連接的節(jié)點，每個邊界節(jié)點通過等值并聯(lián)導納接地，若邊界節(jié)點不少于兩個，則每兩個邊界節(jié)點之間通過等值串聯(lián)導納連接。

步驟420，輸電網(wǎng)控制中心將配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中。

獲取邊界節(jié)點的當前測量電壓和當前測量功率，按照公式(1)和公式(2)計算在當前測量電壓下配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在邊界節(jié)點處的等值功率向量sd1,0，然后按照公式(3)計算邊界節(jié)點的凈注入功率向量。

步驟430，假設(shè)待分析的輸電網(wǎng)預想事故為c，輸電網(wǎng)控制中心判斷預想事故c為發(fā)電機退出運行還是線路退出運行。

如果預想事故c是發(fā)電機退出運行，則按照公式(5)調(diào)整其余發(fā)電機的輸出功率，以滿足預想事故分析中電力系統(tǒng)功率平衡約束；如果預想事故c是線路退出運行，則不用調(diào)整發(fā)電機的輸出功率。

步驟440，輸電網(wǎng)控制中心基于配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和邊界節(jié)點的凈注入功率向量，建立在預想事故c下的輸電網(wǎng)潮流方程，并求解。

建立的在預想事故下的輸電網(wǎng)潮流方程為(4)，在公式(4)中，向量st中的輸電網(wǎng)任意節(jié)點j的注入功率st,j由公式(6)或公式(7)確定。

可以采用牛頓－拉夫遜算法或者快速分解算法求解上述輸電網(wǎng)潮流方程。

步驟450，檢查輸電網(wǎng)中是否有節(jié)點電壓越過事先給定的運行上界或下界，并檢查是否有輸電線路的傳輸功率越過事先給定的運行上界或下界。如果存在這樣的情況，則告警此時輸電網(wǎng)運行存在越界隱患；否則，表明在上述預想事故c下，上述輸電網(wǎng)潮流結(jié)果滿足事先給定的運行界限，系統(tǒng)安全。

根據(jù)步驟440的求解，得到輸電網(wǎng)的節(jié)點電壓vt和邊界節(jié)點的電壓vb，通過功率方程計算上述預想事故c下的輸電線路的傳輸功率stt、sbb和sbt，得到上述預想事故c下的輸電網(wǎng)潮流結(jié)果。檢查該輸電網(wǎng)潮流結(jié)果中的節(jié)點電壓和輸電線路的傳輸功率。

步驟460，檢查是否已經(jīng)遍歷了所有待分析的預想事故，如果是，則終止分析；否則執(zhí)行步驟430，按照這樣的步驟對余下的預想事故進行分析計算。

本實施例的技術(shù)方案，充分利用了配電網(wǎng)絡(luò)等值模型可以近似反映出配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的特點，將輸電網(wǎng)預想事故中的配電網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的影響用配電網(wǎng)絡(luò)等值進行近似，只需以極少的計算和通信代價就可以獲得更加準確的輸電網(wǎng)預想事故分析結(jié)果，給出更加準確的電網(wǎng)安全預警，最終提高電網(wǎng)運行的安全性。此外，本實施例中的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型只有在配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時才需要進行重新計算，而根據(jù)實際電網(wǎng)運行經(jīng)驗，24小時內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化次數(shù)不多于十次，因此本實施例的步驟410在大多數(shù)情況下無需進行，輸電網(wǎng)控制中心可利用之前時刻的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型從步驟420開始計算，在這一情況下，相比于現(xiàn)有的輸電網(wǎng)預想事故分析方法，本實施例無需額外的通信代價。針對多種規(guī)模的電力系統(tǒng)仿真計算表明，本實施例可以有效避免現(xiàn)有技術(shù)中可能出現(xiàn)的誤警和漏警。

實施例四

圖5是本發(fā)明實施例四提供的一種輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例所述的輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置一般可集成在輸電網(wǎng)控制中心中，如圖5所示，本實施例所述的輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置包括：網(wǎng)絡(luò)等值模型接收模塊510、潮流計算模塊520和運行安全性判定模塊530。

其中，網(wǎng)絡(luò)等值模型接收模塊510，用于接收配電網(wǎng)控制中心發(fā)送來的配電網(wǎng)絡(luò)等值模型；

潮流計算模塊520，用于將所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型加入到輸電網(wǎng)的預想事故分析模型中，進行潮流計算，其中，所述預想事故分析模型包括多個預想事故；

運行安全性判定模塊530，用于根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判定所述輸電網(wǎng)在該預想事故下的運行安全性。

可選的，所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型包括至少一個邊界節(jié)點，所述邊界節(jié)點為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)相連接的節(jié)點，每個邊界節(jié)點通過等值并聯(lián)導納接地，若邊界節(jié)點不少于兩個，則每兩個邊界節(jié)點之間通過等值串聯(lián)導納連接。

可選的，所述潮流計算模塊包括：

測量值獲取單元，用于獲取每個所述邊界節(jié)點的當前測量電壓和當前測量功率；

凈注入功率計算單元，用于根據(jù)所述當前測量電壓、當前測量功率、等值并聯(lián)導納以及等值串聯(lián)導納，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量；

預想事故獲取單元，用于獲取輸電網(wǎng)中一個待分析的預想事故，作為當前分析的預想事故；

潮流計算單元，用于根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，并求解，得到潮流計算結(jié)果；

循環(huán)單元，用于執(zhí)行獲取輸電網(wǎng)中一個待分析的預想事故的操作，直至分析完所有待分析的預想事故。

可選的，所述潮流計算模塊還包括：

注入功率計算單元，用于在根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型和凈注入功率向量，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程之前，如果當前分析的預想事故為發(fā)電機退出運行，則對該發(fā)電機以外的發(fā)電機的輸出功率進行調(diào)整，以滿足預想事故分析中電力系統(tǒng)功率平衡約束，并根據(jù)調(diào)整后的發(fā)電機的輸出功率，計算輸電網(wǎng)中該發(fā)電機所在節(jié)點的注入功率；如果當前分析的預想事故為線路退出運行，則根據(jù)輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的發(fā)電機的輸出功率和負荷功率，計算該節(jié)點的注入功率；

所述潮流計算單元具體用于：

根據(jù)所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型、凈注入功率向量和輸電網(wǎng)中每個節(jié)點的注入功率，建立所述輸電網(wǎng)在當前分析的預想事故下的潮流方程，并求解，得到潮流計算結(jié)果。

可選的，所述凈注入功率計算單元具體用于：

根據(jù)所述當前測量電壓、等值并聯(lián)導納和等值串聯(lián)導納，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型在所述邊界節(jié)點處的等值功率向量；

根據(jù)所述當前測量功率和等值功率向量，計算所述配電網(wǎng)絡(luò)等值模型中的邊界節(jié)點的凈注入功率向量。

可選的，所述運行安全性判定模塊具體用于：

根據(jù)每個預想事故下的潮流計算結(jié)果，判斷在該預想事故下所述輸電網(wǎng)中是否有節(jié)點電壓超過預設(shè)運行電壓上界或預設(shè)運行電壓下界，以及是否有輸電線路的傳輸功率超過預設(shè)運行功率上界或預設(shè)運行功率下界；

如果所述輸電網(wǎng)中有節(jié)點電壓超過預設(shè)運行電壓上界或預設(shè)運行電壓下界，和/或，有輸電線路的傳輸功率超過預設(shè)運行功率上界或預設(shè)運行功率下界，則告警輸電網(wǎng)運行存在越界隱患。

上述輸電網(wǎng)預想事故分析的裝置可執(zhí)行本發(fā)明任意實施例所提供的輸電網(wǎng)預想事故分析的方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。未在本實施例中詳盡描述的技術(shù)細節(jié)，可參見本發(fā)明任意實施例提供的輸電網(wǎng)預想事故分析的方法。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。