[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于電氣距離的主動(dòng)解列最優(yōu)斷面搜索方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361459.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104090985B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐飛;王乙斐;廖清芬;楊健;朱振山;涂煉;劉福鎖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;武漢大學(xué);國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大電網(wǎng)嚴(yán)重故障下解列斷面的選擇問(wèn)題，具體涉及一種基于電氣距離的主動(dòng)解列最優(yōu)斷面搜索方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)特大型同步互聯(lián)電網(wǎng)的形成，系統(tǒng)中某處所產(chǎn)生的局部擾動(dòng)將通過(guò)聯(lián)絡(luò)線擴(kuò)散至整個(gè)電網(wǎng)。為了避免大停電事故的發(fā)生，失步解列作為電力系統(tǒng)的第三道防線，是消除電網(wǎng)振蕩、保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。失步解列主要分為被動(dòng)解列與主動(dòng)解列兩大類(lèi)，被動(dòng)解列是基于離線仿真與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所安裝的解列裝置，根據(jù)判斷相關(guān)變量是否超過(guò)整定值來(lái)啟動(dòng)裝置，該種控制手段缺乏全系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息，極易使解列后的孤島中出現(xiàn)不平衡功率過(guò)大的情況，從而進(jìn)行切機(jī)切負(fù)荷，造成經(jīng)濟(jì)損失。而主動(dòng)解列則是根據(jù)系統(tǒng)所發(fā)生故障的情況與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的潮流運(yùn)行方式，在線選取解列斷面，該斷面的選取應(yīng)滿足解列的基本原則，不僅能消除機(jī)組之間的振蕩，而且能避免孤島中出現(xiàn)過(guò)大的不平衡功率，減小經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究主動(dòng)解列下最優(yōu)斷面的搜索問(wèn)題具有重要的意義。

目前，常見(jiàn)的解列斷面搜索方法主要分為以下幾類(lèi)：

(1)基于圖論的搜索方法。采用OBDD技術(shù)將原系統(tǒng)化簡(jiǎn)為具有一定節(jié)點(diǎn)數(shù)的小系統(tǒng)再進(jìn)行求解，但化簡(jiǎn)后模型節(jié)點(diǎn)數(shù)的限制約束了該方法在實(shí)際電網(wǎng)中的運(yùn)用；同樣基于圖論方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潮流追蹤，該方法無(wú)需對(duì)原圖進(jìn)行等值化簡(jiǎn)，但分區(qū)的可行性卻有待驗(yàn)證。采用譜聚類(lèi)的方法搜索解列斷面，采用量化的分布特性分析代替NP完全問(wèn)題中的線路搜索，實(shí)現(xiàn)NP完全問(wèn)題向聚類(lèi)問(wèn)題的轉(zhuǎn)化，進(jìn)行了求解NP難題新的探索，但該方法在同調(diào)約束的處理上仍存在爭(zhēng)議。

(2)基于慢同調(diào)的搜索方法。采用慢同調(diào)理論的搜索方法是將解列斷面與系統(tǒng)弱連接進(jìn)行合理等效，在小范圍內(nèi)搜索最優(yōu)解列斷面。基于慢同調(diào)理論，采用DFS算法尋找到了具有弱連接的電網(wǎng)斷面，并將此作為解列地點(diǎn)；通過(guò)分析慢模式特征值對(duì)線路參數(shù)的靈敏度特征，提出了電力系統(tǒng)弱連接識(shí)別方法，該方法系統(tǒng)潮流的變化可能對(duì)會(huì)機(jī)組慢同調(diào)特性產(chǎn)生影響，因此結(jié)果的精確性有待論證。

(3)其他方法。提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚垲?lèi)的電力系統(tǒng)主動(dòng)解列分析方法。采用粒子群優(yōu)化算法在滿足約束條件下，搜索解列方案，但該方法在處理全局最優(yōu)解的過(guò)程中存在較大難度，極易陷入局部最優(yōu)解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述方法的相關(guān)問(wèn)題，并在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于電氣距離的主動(dòng)解列最優(yōu)斷面搜索方法。該方法包含下列步驟：

一種基于電氣距離的主動(dòng)解列最優(yōu)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(shí)刻大電網(wǎng)的電氣特征量，獲取所需要的電氣特征量；具體操作時(shí)通過(guò)安裝在系統(tǒng)中關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)同步相角測(cè)量單元PMU，再基于廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS傳輸數(shù)據(jù)，從中獲取所監(jiān)測(cè)的若干電氣特征量，電氣特征量包括：發(fā)電機(jī)有功輸出量P_G、節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷量P_L、發(fā)電機(jī)組同調(diào)情況、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合V、系統(tǒng)邊集合E、線路e_ij電抗x_ij；

步驟2，根據(jù)步驟1得到的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合V和系統(tǒng)邊集合E，構(gòu)建電力系統(tǒng)無(wú)向邊權(quán)圖G(V,E)，并對(duì)所有邊進(jìn)行賦權(quán)，構(gòu)建圖G的鄰接權(quán)矩陣W；具體為：若節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j相連，則二者之間的權(quán)值w_ij＝x_ij，其中x_ij為線路e_ij上的電抗；若節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j不相連，則二者之間的權(quán)值w_ij＝∞；若i＝j(luò)，則二者之間的權(quán)值w_ij＝0；根據(jù)以上規(guī)則，能夠構(gòu)建系統(tǒng)的帶權(quán)無(wú)向圖。

步驟3，根據(jù)步驟2得到的輸入鄰接權(quán)矩陣W，基于Dijkstra算法，求取發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)與負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的最短電氣距離矩陣S'，具體為：首先求取各節(jié)點(diǎn)之間的最短電氣距離矩陣S，然后提取S中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)與負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的最短電氣距離矩陣S'，以表達(dá)各節(jié)點(diǎn)之間電氣聯(lián)系的緊密程度；

步驟4，根據(jù)步驟3得到最短電氣距離矩陣S'提取負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i到發(fā)電機(jī)機(jī)群r中每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的電氣聯(lián)系s′_ij，t_r表示第r個(gè)機(jī)群中發(fā)電機(jī)的數(shù)量，基于同調(diào)分群信息，求取負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i到不同發(fā)電機(jī)群的平均最短電氣距離；具體方法是：定義系統(tǒng)失穩(wěn)后應(yīng)被分為t個(gè)孤立子系統(tǒng)，求取負(fù)荷節(jié)點(diǎn)到不同機(jī)群的平均最短路徑，其中到第r個(gè)機(jī)群的平均最短距離為