[發明專利]一種基于結構特性的電網分區算法

在審

• 申請號: 201810903742.3
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109004646A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 田鑫;李雪亮;趙龍;吳健;牟宏;王顥;賈善杰;李勃;高效海;孫東磊;高曉楠;汪湲;付一木;魏鑫;魏佳;張佳寧;王男
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;山東智源電力設計咨詢有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 鄧東坡

1.一種基于結構特性的電網分區算法，其特征在于，包括以下步驟：

1)電力網絡簡化；

2)初步計算網絡最短路徑長度矩陣及所有最短路徑；

3)計算當前網絡中所有邊的介數；

4)找到介數最高的邊并將其從網絡中移出；

5)計算經社團劃分后的網絡最短路徑長度矩陣及所有最短路徑；

6)判斷是否出現新的分區；

7)計算加權模塊指標；

8)判斷各樞紐變電站是否被劃分到不同的分區；

9)判斷是否存在不含樞紐變電站的分區；

10)利用貪心算法快速合并分區；

11)計算分區合并后的加權模塊度指標；

12)輸出電磁環網分區方案。

2.如權利要求1所述的一種基于結構特性的電網分區算法，其特征是，所述步驟1)的具體過程為：電力網絡簡化具體的簡化方式包括：

a.電力網絡僅限于高壓輸電網絡，不考慮配電網絡以及發電廠和變電站的主接線形式；

b.電力網絡中的所有發電廠節點、變電站節點和負荷節點均抽象為無差別的節點，且不考慮接地點；

c.所有高壓輸電線路和變壓器支路均抽象為網絡中的有權邊，權重為該支路的導納模值，且忽略網絡的有向性；

經過上述簡化，使電力網絡形成一張具有n個節點的無向、有權的稀疏連通圖，用n×n階的關聯矩陣A表示。

3.如權利要求1所述的一種基于結構特性的電網分區算法，其特征是，所述步驟2)的具體過程為：利用Floyd-Warshall算法計算網絡最短路徑長度矩陣及所有最短路徑，包括：

a.從關聯矩陣A＝(a_ij)_n*n開始，遞歸地進行n次更新，由D⁽⁰⁾＝A，考察每一對節點，若與這對節點同時連通的節點到兩節點的路徑長度之和，比已知兩節點間的路徑長度更短，則更新D⁽⁰⁾，從而構造出D⁽¹⁾，同樣地由D⁽¹⁾構造出D⁽²⁾，如此循環，由D^(n-1)構造出D⁽ⁿ⁾；

b.矩陣D⁽ⁿ⁾＝(d_ij)_n*n的i行j列元素即是從節點i到節點j的最短路徑長度，同時引入后繼節點矩陣P＝(p_ij)_n*n來搜索兩點間的最短路徑；

c.對于最短路徑長度矩陣D，若節點i與節點j之間無連通路，則d_ij為無窮大值。節點i到節點j的最短路徑存在經過節點k和不經過節點k兩種可能，因此令k＝1,2,...,n，依次比較d_ik+d_kj與d_ij的值：

若有d_ik+d_kj＜d_ij，則表示節點k到節點j經過節點k的路徑長度更短，因此用d_ik+d_kj的值更新d_ij。每當檢查完一個節點k，d_ij更新為當前的節點i到節點j的最短路徑的長度，重復該過程直到檢查完所有節點k，d_ij即是節點i到節點j的最短路徑長度；

d.對于后繼節點矩陣P，若p_ij的值為m，表示節點i到節點j的最短路徑為i→...→m→j，即節點m是節點i到節點j最短路徑中節點j之前的最后一個節點；

e.P的初值為p_ij＝i，在遞歸更新P的過程中，若有d_ik+d_kj＜d_ij，則表示節點i到節點j的路徑改走i→...→k→...→j，由于d_kj已知，即k→...→j這條路徑已知，用p_kj的值更新p_ij；

f.在形成最終的矩陣P之后，由p_ij＝m，可得路徑m→j；再由p_im＝r，可得路徑r→m→j；重復上述過程，直到p_it＝i，可得節點i到節點j之間的最短路徑為i→t→...→r→m→j。