一种基于直流潮流模型的支路开断灵敏度计算方法

摘要

本发明提供了一种源自直流法但保留了高阶项的支路开断灵敏度计算方法。该方法基于直流潮流模型，在分析传统的直流法求灵敏度的基础上提出了一种简便且计算结果精度更高的计算方法。该方法在求解灵敏度时，充分利用开断前后的状态信息，对高阶项进行了保留，在计算过程上并没有因此而增加计算量。而且，由于没有略去高阶项，误差来源只来源于所基于的模型上，计算精度得到了提高。由于计算简便且精度高，可以广泛应用于电力系统网络分析的各个应用领域，如EMS、DTS以及电力系统仿真和分析计算等领域，具有很好的推广应用价值。

主权项

1.一种基于直流潮流模型的支路开断灵敏度计算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将电力系统物理节点及其连接关系通过对节点沿连接边搜索并归并，形成计算节点及其拓扑关系；电力系统中网络元件可以分为单端元件和双端元件，单端元件包括机组、负荷、电容器或电抗器，双端元件包括开关、线路和变压器，单端元件表征为一个物理节点，双端元件表征为两个物理节点及其连接它们的一条边，其关系可以表达为，图G＝<V，E>，其中V＝{u₁，……，u_n}，E＝{(u_i，u_j)|u_i∈V，u_j∈V，u_i≠u_j}，通过依次对图G中节点V沿着边E搜索，将V中所有通过闭合开关相连的节点合并，形成新的图G₁，其中G₁＝<V₁，E₁>，其中，V₁表达计算点，E₁表达计算点的连接关系；(2)依据计算节点及其拓扑连接关系生成电纳矩阵B₀；其中n为计算节点数，其中无平衡节点对应行和对应列：B_ij由下式定义，式中b_ij为支路ij的电纳：$\left\{\begin{array}{c}{B}_{\mathrm{ii}}=-\underset{j\in i}{\overset{n}{\Sigma }}{b}_{\mathrm{ij}}\\ B_{\mathrm{ij}}=b_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.$(3)根据开断支路km及其支路的电纳值形成n-1维向量Y，其中n为计算节点数，Y_i为向量第i个元素，b_km为支路km的电纳值，如下所示：$Y=\left[\begin{array}{c}0\\ .\\ .\\ .\\ b_{\mathrm{km}}\\ .\\ .\\ .\\ -b_{\mathrm{km}}\\ .\\ .\\ .\\ 0\end{array}\right]\begin{array}{c}\leftarrow k\\ \\ \\ \\ \leftarrow m\end{array}$(4)通过解方程X＝B₀Y，得到n-1维解向量X；(5)当计算支路ij对开断支路km的灵敏度时，将解向量X的第i、j、k、m处的向量元素代入如下公式，其中，b_km为支路km的电纳值，b_ij为支路ij的电纳值：${\mathrm{SENS}}_{\mathrm{ij}\to \mathrm{km}}=\frac{b_{\mathrm{ij}}(X_i-X_j)}{b_{\mathrm{km}}(1-X_k+X_m)}$