[发明专利]基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法

说明书

本发明涉及一种基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法，包括以下步骤：高压网络等值；中低压网络等值；对高压网络进行串行状态估计计算；对中低压网络进行并行状态估计并行计算；计算结果修正。本发明提出的一种基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法是基于目前特高压电网建设过程中电网结构的演变而提出的，是基于原始网络的等值，而不是基于拓扑分析后形成的系数矩阵分块，实现简单；由于高压网络规模很小，因此串行计算耗时很小，几乎可以忽略；不需要对原有串行状态估计算法进行并行化改造即可大幅提高计算效率。

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域,给出了一种基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法。

背景技术

电力系统状态估计是现代电网中能量管理系统的重要组成部分，随着电网本身规模的扩大以及管理模式的变革，电网的规模越来越大，尤其随着国(分)、省调的模型和数据中心的逐步建设，一个省级电网的模型中心包含10kV以上的电网，节点数有上万个，状态估计作为所有电网分析的基础类应用，给其他应用提供分析计算用的熟数据。由于实时控制类应用对于熟数据的实时性要求很高，因此需要研究高性能的状态估计方法。目前对于网络的分块主要有两种技术，一种是支路切割法，主要是在各子网络联络线间增加电流源以替代各子网状态量之间耦合的相互影响，另一种是节点撕裂法，主要是将网络分割成子网后增加电压源以替代各子网状态量之间的耦合影响，都是通过将反映电力系统网络特性的系数矩阵分割为多个子矩阵，子矩阵之间进行协调互联，各子矩阵可独立求解，从而达到并行。上述的支路切割法和节点撕裂法是基于拓扑分析后形成的系数矩阵分块，实现复杂，需要对原有的状态估计算法做并行化改造，计算效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可根据电网的结构特点进行动态分区，不需要对原有的状态估计算法做并行化改造、使用串行计算和并行计算相结合的方式极大提高计算效率的基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：基于网络结构动态分区的状态估计不完全并行实现方法，包括以下步骤：

步骤1、高压网络等值：以500kV母线为分界，对于500kV及以上的高压网络进行处理，将500kV变压器高压侧处理成等值负荷，因此构成了和220kV网络隔离的独立的高压网络。

步骤2、中低压网络等值：将500kV变电站的500kV进线和出线等值成发电机；从而构成与500kV的环网解环的中低压网络。

步骤3、对高压网络进行串行状态估计计算：基于步骤1形成的高压网络利用已有的串行状态估计算法进行计算。

在步骤1中形成的高压网络规模非常小，一个省级电网500kV以上的变电站一般不会超过100个，因此计算的节点也不会超过100个，计算耗时很小，几乎可以忽略，对于此高压网络先进行状态估计。

步骤4、对中低压网络进行并行状态估计并行计算：基于步骤2形成的多个中低压网络，使用多线程技术利用已有的串行状态估计算法进行并行计算，计算时，以步骤3中计算的500kV母线的计算电压、相角为参考电压和参考相角。

步骤5、计算结果修正：将步骤4中计算所得的各中低压网络的各母线的电压相角加上步骤3中计算所得的500kV母线的电压相角，归算全网的电压参考节点。

由于步骤4中各中低压网络计算时的电压参考点为步骤3中计算的结果，因此步骤4中得到的整个计算结果中的电压和传统全网计算得到的结果是一致的，由于步骤4中各节点电压相角的参考点是500kV母线，因此需要根据步骤3中的计算结果归算到全网的电压参考点。

本发明主要解决大规模省级电网的状态估计计算效率低的问题，为其它高级应用软件提供及时、可靠的计算数据，首先通过对省级电网的动态分区，实现计算任务的解耦，然后使用并行计算技术完成整个电网的计算。