[發明專利]計及元件綜合重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索方法

在審

• 申請號: 201710621008.3
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107491834A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 鄭春;朱文廣;肖園;楊超;程虹;熊云;雷濤
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本發明涉及一種計及元件綜合重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索方法，屬于電網骨干網架構建和電網重構計算領域。

背景技術

隨著輸電網的大規模和多區域互聯建設，電網對大范圍停電事故的抵御能力逐步增強。但自然界中存在不可避免的極端天氣和自然災害，這些均會對電力設施帶來不同程度的破壞以及造成不可抵御的大面積停電事故，進而造成巨大的經濟損失和惡劣的社會影響。為了提高電網抵御停電事故能力以及有助于大停電后的供電恢復和重構，多采用在電網中構建骨干網架。為了找到一種最優的電網骨干網架的搜索方法，國內外專家學者展開了相關研究。現有骨干網架搜索方法主要是基本圖論法和基于圖論的人工智能方法。雖然這類方法能對電網骨架進行搜索，但這類方法沒有全面的考慮到元件、線路和節點等電網各環節的重要度，在搜索電網骨干網架時存在不精確、不實用、不全面等問題，如：將元件重要性指標作為構成目標函數元素之一，但它們僅從結構方面評估元件重要度，沒有考慮元件的其它屬性；利用成本效益法選擇重要支路，構建骨干網架，其支路重要度評價指標是從骨干網架的功能出發進行構建，不能反應支路對整個網絡的重要程度。因此，到目前為止沒有一種能綜合考慮元件、線路和節點并同時考慮網絡抗毀性的骨干網架搜索方法出現。

煙花算法作為一種新型的群智能優化算法，由北京大學譚營教授于2010年提出，主要由爆炸算子、變異操作、映射規則和選擇策略組成，由于其不弱于PSO的尋優效果得到廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種計及元件綜合重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索方法。

本發明的技術方案是，計及元件綜合重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索方法，包括在傳統電氣介數的基礎上，引入經濟因子，構建評價支路重要度指標；根據節點鄰居信息以及集聚系數構建評價節點重要度指標；基于支路和節點重要度指標，并引入網絡整體抗毀性指標，構建考慮元件重要度和網絡抗毀性的骨干網架數學模型；基于引導煙花算法對所述模型的實施步驟。

本發明在傳統電氣介數的基礎上，引進了表征發電機和負荷的社會屬性的經濟因子改進電氣介數，設計了一種用于衡量線路重要度的評估指標的計算方法；將線路重要度作為邊權重計算節點加權度，在考慮鄰接節點間的緊密程度的基礎上，基于加權度和集聚系數設計了一種用于衡量節點重要度的評估指標的計算方法；在考慮元件重要度的同時，引入網絡抗毀性，設計了基于元件重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索模型，該模型在保證納入重要程度高的元件的同時，還能使骨干網架具有較好的抗毀性；采用搜索能力強、收斂速度快、收斂精度高的引導煙花算法搜索骨干網架。

所述評價支路重要度指標的構建方法如下：

式中：I^ij(l)為在“發電–負荷”節點對(i,j)間加上單位注入電流元后在線路l上引起的電流；W_i、W_j分別是考慮經濟因子后發電機節點i和負荷節點j的綜合權重；ε_i、ε_j分別是發電機節點i和負荷節點j的經濟因子；ω_i是發電機節點i的權重，取發電機的實際出力或額定值；ω_j是負荷節點j的權重，取負荷實際值或峰值；N_G、N_L分別是系統發電機和負荷節點數。

在所述構建方法中，式(1)是支路的重要度指標計算公式；式(2)、(3)分別用于計算發電機節點和負荷節點的綜合權重，值得注意的是，本發明采用的是趨同化函數進行求解，以正確反應兩者作用的綜合結果。

所述基于節點鄰居信息以及集聚系數的評價節點重要度指標構建方法如下：

式中：D_W(i)表示節點i的加權度；R_i表示節點i所連支路集；Γ_i表示節點i的鄰居節點集合；N_B為網絡節點數；e_i表示節點i與其任意兩個鄰居節點之間所形成的三角形的個數；k_i為節點i相鄰節點數。

在所述構建方法中，式(4)為節點重要度計算公式，式(5)為節點i加權度計算公式，式(6)為節點i與其鄰居節點加權度之和計算公式，式(7)為節點i的集聚系數計算公式，式(8)為節點i的鄰接節點間緊密程度計算公式。