(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211004650.4 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区源深路1 122号 (72)发明人 刘琦　杨心刚　苏磊　余墨多　 孙瑞浩　梁伟朋　曹博源　 (74)专利代理 机构 上海交达专利事务所 31201 专利代理师 王毓理　王锡麟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 面向电力系统无功调相机的镜像仿真系统 及方法 (57)摘要 一种面向电力系统无功调相机的镜像仿真 系统及方法， 包括： 系统建模模块、 潮流计算模 块、 稀疏矩阵计算模块和潮流结果分析模块， 本 发明结合实时数据计算含无功调相机电力系统 的潮流分布， 在每次迭代计算过程中只需要计算 一次雅可比矩阵， 并不会明显增加潮流计算的复 杂性。 同时， 本方法具有高收敛性， 特别是在雅可 比矩阵奇异或者非线性方程组出现 “病态”时， 高 阶收敛LM方法仍能够得到最小 二乘解， 为 “病态” 潮流的调整提供有价 值的参考依据。 权利要求书3页 说明书4页 附图4页 CN 115329584 A 2022.11.11 CN 115329584 A 1.一种面向电力系统无功调相机的镜像仿真系统， 其特征在于， 包括： 系统建模模块、 潮流计算模块、 稀疏矩阵计算模块和潮流结果分析模块， 其中： 系统建模模块根据CFG配置 文件与DAT 数据文件进 行初始矩阵计算， 得到系统初始矩阵结果， 潮流计算模块根据初始矩 阵信息， 进 行潮流初步迭代计算， 得到迭代三代后的潮流计算结果， 稀疏矩阵计算模块根据 迭代三代后的潮流信息， 进 行迭代步长更新计算， 得到自适应迭代 步长结果， 潮流结果分析 模块根据自适应迭代步长信息， 进行潮流计算， 得到潮流计算结果； 所述的CFG配置文件包 括： PQ与PV节点编号、 最高谐波次数H、 迭代次数n、 收敛精度 ε1、 自 适应因子收敛精度 ε2、 初始自适应因子a0、 常数m、 S1、 S2、 S3； 所述的DAT数据文件 包括： 元件参数、 线路参数、 拓扑信息、 导纳矩阵。 2.一种基于权利要求1所述镜像仿真系统的面向电力系统无功调相机的镜像仿真方 法， 其特征在于， 通过将 CFG配置文件与DAT 数据文件输入系统建模模块进 行解析后； 由数据 接口模块将PQ节点注入的有功功率与无功功率、 PV节点注入有功功率与电压 幅值、 PQ节点 初始电压与相角、 PV节 点初始相角、 元件模型信息输入系统建模模块； 再通过系统建模模块 建立潮流计算模型， 并将模型输入潮流计算模块后采用自适应Levenberg ‑Marquardt方法 对潮流方程 求解， 实现镜像仿真。 3.根据权利要求2所述的面向电力系统无功调相机的镜像仿真方法， 其特征是， 所述的 潮流计算模型包括： PQ节点h次潮流方程 PV 节点h次潮流方程 其中： 模型迭代 中第i次的 Jacobian矩阵 为第k次迭代中第 i个节点发电机的有功与无功出力， 为第k次迭代中第i个节点h次有功与无功负 荷， fih,k为第k次迭代中第i个节点h次电压的实部与虚部， Gij、 Bij为节点i、 j之间的互电 导与互电纳， 为第k次迭代中第i个节点的h次电压， N为总节点个数； 第k次迭代中第1到N 个节点的h次谐波下的电压的实部和虚部构建的矩阵 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115329584 A 2为第k次迭代中第1到1个 节点的h次谐波下的电压的实部的差值； Δf1h,k为第k次迭代中第1到1个节点的h次谐波下 的电压的虚部的差值； 为第k次迭代中第1到N个节点的h次谐波下的电压的实部的差 值； 为第k次迭代中第1到 N个节点的h次谐波下的电压的虚部的差值； f(xh,k)为第k次迭 代中第1到N个节点的h次谐波 下的有功功 率不平衡量、 无功功 率不平衡量、 电压不平衡量构 建的矩阵。 4.根据权利要求2或3所述的面向电力系统无功调相机的镜像仿真方法， 其特征是， 具 体包括： 步骤1)将CFG配置文件与DAT数据文件输入系统建模 模块进行解析； 步骤2)数据接口模块将PQ节点注入的有功功率与无功功率、 PV节点注入有功功率与电 压幅值、 PQ节点初始电压与相角、 PV 节点初始相角、 元件 模型信息 输入系统建模 模块； 步骤3)系统建模 模块建立潮流计算模型； 步骤4)将模型输入潮流计算模块， 采用自适应Levenberg ‑Marquardt方法对潮流方程 求解， 具体包括： ①令h＝2， 取ah,k＝a0， 开始进行迭代； ②根据初始 fih,0， 计算各节点h次有功 功率与无功 功率的初解 Uih,0； ③令k＝0， 开始进行迭代； ④计算功率与电压幅值 不平衡量： 其中： 为第k次迭代中第1 个节点的h次谐波下发电机的无功功率值； 为第k次迭代中第1个节点的h次谐波下发 电机的无功功率不平衡量； 为第k次迭代中第1个节点的h次谐波下发电机的有功功率 值； 为第k次迭代中第1个节点的h次谐波下发电机的有功功率不平衡量； 为第k次 迭代中第N个节点的h次谐波下发电机的无功功率值； 为第k次迭代中第N个节点的h次 谐波下发电机的无功功率不平衡量； 为第k次迭代中第N个节点的h次谐 波下发电机的有 功功率值； 为第k次迭代中第N个节点的h次谐波下发电机的有功 功率不平衡量； ⑤计算初始雅各比矩阵Jh,k； ⑥求解潮流方程组： f(xh,k)＝Jh,kΔxh,k， 得到 其 中： 为第k次迭代中第i个节点的h次谐波的雅可比矩阵； ⑦计算收敛性： 当||Δxh,k||＜ε， 则得到h次潮流结果， 将h＝h+1， 然后返 回第②步； 当|权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115329584 A 3