[發明專利]一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法

在審

• 申請號: 202110507135.7
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113346508A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 謝冬冬
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司焦作供電公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 鄭州圖釘專利代理事務所(特殊普通合伙) 41164
• 代理人: 石路

1.一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：由衡量電壓穩定性的指標計算出該指標對負荷節點功率的靈敏度，

所述衡量電壓穩定性的指標為

其中，α(PQ)為系統的負荷節點集，i，j為其中的兩個負荷節點，為負荷節點j的電流相量，為負荷節點i的電壓相量，為負荷節點i與負荷節點j互阻抗的共軛，用于表示負荷節點i與負荷節點j之間的耦合緊密程度，

由衡量電壓穩定的指標得出其對負荷節點功率的靈敏度為

步驟二：計算出上述指標對各負荷節點功率的解析靈敏度矩陣，

當系統中有m個負荷節點時，上述指標對各負荷節點功率的靈敏度矩陣用矩陣A表示，矩陣A為

所述靈敏度矩陣用于衡量各個負荷節點間的耦合關系；

步驟三：通過靈敏度矩陣，計算各負荷節點之間的電氣距離，

為使各個節點間耦合關系的量化數據更為分散以便于區分，定義矩陣T的元素為

t_ij＝-lg(a_ij/a_ii)

則各負荷節點之間的電氣距離為

步驟四：通過電氣距離，得到電氣距離矩陣D，

在軟件中輸入矩陣D內的各數據，輸出負荷節點分區數目與區間距離的關系曲線，通過該曲線，得到負荷節點的分區結果；

步驟五：識別區域內的關鍵節點，

所述關鍵節點包括主導節點和薄弱節點，

基于矩陣A定義平均單對多貢獻度指標，即

其中，β_k(PQ)表示子區域k中所有負荷節點，為識別區域內的主導節點，定義最大平均單對多貢獻度指標為

MAOTMCI＝max(AOTMCI_j)，j∈β_k(PQ)

得出最大平均單對多貢獻度指標對應的負荷節點為主導節點，

基于矩陣A定義平均多對單貢獻度指標，即

其中，β_k(PQ)表示子區域k中所有負荷節點，為識別區域內的薄弱節點，定義最大平均多對單貢獻度指標為

MAMTOCI＝max(AMTOCI_i)，i∈β_k(PQ)

得出最大平均多對單貢獻度指標對應的負荷節點為薄弱節點。

2.根據權利要求1所述的一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法，其特征在于：所述步驟一中，衡量電壓穩定性的指標是通過構建負荷節點的等值電路并通過解析得出的。

3.根據權利要求1所述的一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法，其特征在于，所述步驟一中，由衡量電壓穩定性的指標得出其對于負荷節點功率的靈敏度的具體計算過程為：

將衡量電壓穩定性的指標用各負荷節點的功率表示，

由于負荷功率S＝P+jQ，則上式轉換為

令負荷節點的功率因數角為則帶入上式中，可得

則衡量電壓穩定性的指標對負荷節點功率的靈敏度為

4.根據權利要求1所述的一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法，其特征在于：所述步驟四中，采用MATLAB軟件，輸入矩陣D內的各數據到MATLAB中，輸出負荷節點分區數目和區間距離的關系曲線。

5.根據權利要求1所述的一種無功電壓分區與關鍵節點識別方法，其特征在于：所述步驟四中，輸出負荷節點分區數目與區間距離的關系曲線后，采用Ward距離和層次聚類算法對負荷節點進行分區，并根據所述關系曲線，得到最終分區結果。