[發明專利]一種基于電氣距離的主動解列最優斷面搜索方法

有效

• 申請號: 201410361459.4
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104090985B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 唐飛;王乙斐;廖清芬;楊健;朱振山;涂煉;劉福鎖
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;武漢大學;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于電氣距離的主動解列最優斷面搜索方法，其特征在于，

包括以下步驟：

步驟1，采集不同時刻大電網的電氣特征量，獲取所需要的電氣特征量；具體操作時通過安裝在系統中關鍵測點同步相角測量單元PMU，再基于廣域監測系統WAMS傳輸數據，從中獲取所監測的若干電氣特征量，電氣特征量包括：發電機有功輸出量P_G、節點有功負荷量P_L、發電機組同調情況、系統節點集合V、系統邊集合E、線路e_ij電抗x_ij；

步驟2，根據步驟1得到的系統節點集合V和系統邊集合E，構建電力系統無向邊權圖G(V,E)，并對所有邊進行賦權，構建圖G的鄰接權矩陣W；具體為：若節點i與節點j相連，則二者之間的權值w_ij＝x_ij，其中x_ij為線路e_ij上的電抗；若節點i與節點j不相連，則二者之間的權值w_ij＝∞；若i＝j，則二者之間的權值w_ij＝0；根據以上規則，能夠構建系統的帶權無向圖；

步驟3，根據步驟2得到的輸入鄰接權矩陣W，基于Dijkstra算法，求取發電機節點與負荷節點之間的最短電氣距離矩陣S'，具體為：首先求取各節點之間的最短電氣距離矩陣S，然后提取S中發電機節點與負荷節點之間的最短電氣距離矩陣S'，以表達各節點之間電氣聯系的緊密程度；

步驟4，根據步驟3得到最短電氣距離矩陣S'提取負荷節點i到發電機機群r中每個發電機節點的電氣聯系s'_ij，t_r表示第r個機群中發電機的數量，基于同調分群信息，求取負荷節點i到不同發電機群的平均最短路徑；具體方法是：定義系統失穩后應被分為t個孤立子系統，求取負荷節點i到不同機群的平均最短路徑，其中到第r個機群的平均最短路徑為

步驟5，對負荷節點進行匹配，得到公共節點與一般節點，具體為：定義系統被分為群r₁和群r₂，根據步驟4中得到的負荷節點i分別到群r₁和群r₂的距離和二者之差并根據電氣聯系強弱程度進行分類：

若γ＜σ，其中σ為閾值，表明負荷節點i到機群r₁和機群r₂的電氣聯系強弱程度接近，視為該節點所帶負荷由兩個機群共同供應，定義這種類型的負荷節點為公共節點；

若γ＞σ，則意味著負荷節點i由兩機群中某一機群主要供應，定義該節點為一般節點，通過比較γ的正負能夠將負荷節點歸入其主要依賴的機群；

步驟6，依據解列后子系統中不平衡有功功率最小為原則，采用BFS算法對步驟5中得到的公共節點進行搜索劃分，最終得到解列斷面；

具體包括以下子步驟：

步驟6.1，采用BFS算法并遵守解列后子系統中不平衡有功功率最小為原則，對公共節點集進行搜索與劃分；假設系統分為A、B兩群，將已確定屬于群A的節點集為V_A，各點權總和屬于群B的節點集為V_B，各點權總和公共節點集為V_P；

步驟6.2，將節點集V_A和V_B分別等值為兩個聚合節點N_A和N_B，計算與N_A和N_B分別直接相連的公共節點數目；

步驟6.3，將等值節點N_A和N_B作為BFS算法的根節點，將V_P中僅與V_A存在連通路徑的節點劃分至區域A，并更新V_A、聚合節點N_A和權總和W_A；

步驟6.4，確定與N_A直接相連的公共節點集V_P-A，從公共節點集V_P-A任意選擇點N_j(N_j∈V_P-A)使得此時V_A與被選取點N_j的權值總和W_A∑滿足

|W_A∑|＜|W_A|且即對該公共節點進行目標函數的檢查，必須保證選入該點后A區不平衡功率絕對值變小且減量最大；若滿足條件，納入N_j，更新A區節點集V_A，聚合節點N_A，權總和W_A，與N_A直接相連的公共節點集V_P-A；

步驟6.5，重復步驟6.4，直至選取V_P-A中任一節點N_j后，V_A與被選取點N_j的權值總和W_A∑出現|W_A∑|>|W_A|，此時停止搜素，不納入N_j；已被選取在A區中的節點構成了區域A，剩余節點構成了區域B，V_A與V_B間的割集即為解列斷面，

具體是：

基于IEEE39節點標準系統，發電機G9構成群A，G1-G8和G10構成群B；群A相對于群B失穩；其中步驟S1采集了全網的動態信息；步驟S2，構建了無向邊權圖G，并對所有支路進行了賦權處理；步驟S3，基于Dijkstra算法求取了負荷節點與發電機節點間的最短路徑；步驟S4，求取了節點到不同機群間的最短電氣距離之差，如表1所示；

表1 負荷節點到各機群最短電氣距離之差

步驟S5，取閾值σ＝0.05，機群1包含節點{1-14、16、19-25}，機群2包含節點{28、29}；其中，公共負荷節點為{15、17-18、26-27}；

步驟S6，采用BFS算法對公共節點集進行搜索與劃分，提取其中的兩種解列策略，如表2所示；

表2 可行性解列策略

由表2可知，解列策略1實施后子系統中的不平衡功率要遠小于解列策略2，因此，不平衡功率小的解列策略1實施后系統更加穩定；

IEEE39標準算例計算時間為6ms，表征了本申請所提算法的快速性，滿足在線搜索最優主動解列斷面的要求。