[發明專利]基于模糊聚類和最短路徑的關鍵輸電斷面搜索方法

有效

• 申請號: 201310688112.6
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103823837B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 胡世駿;劉輝;張煒;馬金輝;林春龍;范玉昆;海曉濤;姜遠
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司;北京科東電力控制系統有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;景志

本發明公開了一種基于模糊聚類和最短路徑的關鍵輸電斷面搜索方法。首先，采用基于準則函數的隨機聚類方法對由潮流追蹤所獲得的所有線路功率構成進行分類而獲得故障或過載支路的并行支路集構成初始關鍵輸電斷面，以避免由于人為給定分類數的不恰當所產生的多選及漏選問題；對初始關鍵輸電斷面中的每一支路，依次從故障或過載線路的一端開始搜索包括相應支路到故障或過載支路另一端的最短路徑，在該路徑上所有與故障或過載支路潮流方向相同的支路構成了關鍵輸電斷面所有候選支路；候選支路再經功率分布因子校核計算即可確定為最后的關鍵輸電斷面支路，從而實現了對關鍵輸電斷面的快速搜索。

技術領域

本發明涉及一種電力系統關鍵輸電斷面搜索方法，尤其涉及一種基于模糊聚類和最短路徑實現的關鍵輸電斷面搜索方法，屬于電力系統分析技術領域。

背景技術

對于近些年國內外重大電網故障的分析表明，因線路故障或過載而切除之后所產生的連鎖線路切除是造成電網事故擴大甚至系統崩潰的重要原因，其之所以發生是由于故障或過載線路切除之后導致與該線路傳輸功率同向的線路傳輸功率過載而被相繼切除，使得事故擴大。如果能事先探測到因事故或過載線路切除而會產生傳輸功率重大改變的線路及斷面，并對其采取重調甚至切負荷等措施，則可以避免發生線路連鎖跳閘的情況。

因此，如何快速地辨識并搜索出因故障或過載線路跳閘切除而導致傳輸功率明顯變化的輸電線路及輸電斷面（簡稱關鍵輸電斷面），已成為備受廣大電力工程技術人員關注及其亟待解決的問題之一。

近年來，有不少文獻就關鍵輸電斷面的快速搜索與辨識方法進行了研究。其中，趙峰等人在論文《基于電氣分區的輸電斷面及其自動發現》（刊載于《電力系統自動化》2011年第5期）中采用以下方法：基于區間并行輸電斷面（與初始輸電斷面功率構成相近，并且在同一回路中潮流方向相反的輸電斷面）及電氣距離，先簡化網絡并進行分區，然后通過可達矩陣進行邏輯運算判斷關鍵輸電斷面。謝開貴等人在論文《基于有向通路的潮流跟蹤新方法》（刊載于《中國電機工程學報》2001年第11期）中，基于潮流追蹤技術來辨識關鍵輸電斷面。該方法首先采用潮流追蹤技術獲得所有線路的功率構成，然后采用差離平方和法對線路進行聚類，得到線路的并行輸電斷面。該方法具有比較高的辨識率；但是聚類時由于需要人工選擇閾值確定樣本分類數，若閾值選擇不恰當則直接影響分類結果的合理性及準確性，不可避免地存在線路漏選或多選問題。

當前，很有代表性的一類方法是基于最短路徑法確定關鍵輸電斷面。所謂最短路徑是指從故障或過載支路的一個端點到達另一端點電氣距離最小的連續支路組。倪宏坤等人在論文《基于動態規劃原理分支界限算法的關鍵輸電斷面搜索方法》（刊載于《華北電力大學學報(自然科學版)》2009年第4期）中認為，當故障支路或過載支路跳閘之后，最短路上的所有支路相對于其它支路具有更大的可能性跳閘，故認為最短路上的支路組即為關鍵輸電斷面。由于最短路支路組的總電氣距離最小，其上與故障或過載支路功率方向同向的支路確實是關鍵輸電斷面中的支路，但功率方向相反的支路卻不是關鍵輸電斷面中的支路；另外，若只關注最短路上的支路，很可能造成很多支路的漏選。柴登峰等人在論文《前N條最短路徑問題的算法及應用》（刊載于《浙江大學學報(工學版)》2002年第5期）中提出了基于前k次最短路徑的關鍵輸電斷面辨識方法，以克服只在最短路徑上尋找輸電斷面所產生的支路漏選問題；如何合理地確定k值是該類方法的關鍵，當前基本上是憑經驗公式確定，若選擇的不恰當，既可能多選支路，也可能漏選支路。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于模糊聚類和最短路徑的電力系統關鍵輸電斷面搜索方法。

為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案：

一種基于模糊聚類和最短路徑的關鍵輸電斷面搜索方法，包括如下步驟：

步驟1：基于電力系統有功潮流形成有向圖，確定順流、逆流節點順序，計算發電機對線路的貢獻功率和負荷對線路的汲取功率，得到所有線路的功率構成向量；