[發明專利]一種基于波動過程的復雜電網脆弱流轉移捕獲方法

在審

• 申請號: 202210639617.2
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN115034605A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 黃濤;吳佳毅;周俊杰;張守冀;楊鳳林;雷霞;賈燕冰;吳英俊
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 北京科慧致遠知識產權代理有限公司 11739
• 代理人: 王乾旭;趙紅凱

1.一種基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，其特征在于，所述捕獲方法具體包括以下步驟：

S1：監測電力系統運行，獲取電力系統運行參數，拓撲結構參數和電氣特性參數；

S2：根據所述拓撲結構參數和線路電氣特性參數，計算潮流轉移分布因子，得到潮流轉移分布因子矩陣，基于所述潮流轉移分布因子矩陣，計算線路開斷分布因子，得到線路開斷分布因子矩陣；

S3：執行系統N-1預想事故檢查，根據所得到的N-1潮流分布結果；

S4：根據線路電氣特性參數，計算每對輸電線路間電氣距離；

S5：根據所述拓撲結構參數，采用圖論方法將電網拓撲圖轉換為節點-支路映射圖拓撲結構，結合電力系統運行參數和線路開斷分布因子定義所述節點-支路映射圖的支路權重矩陣，即節點連接強度矩陣，基于每對輸電線路間電氣距離獲取所述節點-支路映射圖中每個節點間電耦合強度矩陣；

S6：根據所述節點-支路映射圖，采用電耦合介數中心性指標描述節點在節點-支路映射圖中的全局特性，對所述電耦合介數中心性指標進行歸一化，得到歸一化后的電耦合介數中心性指標，采用改進結構洞指標描述節點在節點-支路映射圖中的局部特性，對所述改進結構洞指標歸一化，得到歸一化后的改進結構洞指標；

S7：對所述歸一化后的電耦合介數中心性指標和歸一化后的改進結構洞指標設定分配系數，構造表征節點-支路映射圖中節點的節點脆弱能；

S8：設定不同節點的容量系數，建立節點容量模型；

S9：根據所述節點脆弱能，選取初始故障節點；

S10：切除初始故障節點，計算由其產生的刺激波，根據所述波動傳播模型得到刺激波波動能量衰減傳遞過程，獲取刺激波波動能量衰減傳遞后各節點的節點脆弱能；

S11：根據所述節點脆弱能與其節點容量做比較，選取節點脆弱能超過其節點容量的節點作為下一階段故障節點，進行S12操作，反之連鎖故障結束進行S13操作；

S12：切除S11得到的故障節點，根據所述波動傳播模型得到響應波波動能量衰減傳遞過程，獲取響應波波動能量衰減傳遞后各節點的節點脆弱能；返回S11；

S13：記錄執行S10至S12中各階段各節點的節點脆弱能，故障階段數、各階段故障時序以及各階段下的故障節點數；

S14：依據發生能量越限的時間和空間關系，得到包含故障順序、故障階段數和故障節點數的集合，用以描述復雜電網脆弱能的轉移過程。

2.根據權利要求1所述基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，其特征在于，所述電力系統運行參數包括發電機輸出功率，需求負荷大小和線路初始潮流，拓撲結構參數包括輸電線路與發電機和變壓器之間的連接情況，電氣特性參數包括電抗，節點-支路關聯矩陣。

3.根據權利要求2所述基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，其特征在于，所述潮流轉移分布因子矩陣D^PTDF的計算過程如公式(1)，采用如公式(2)所示矩陣表示：

式(1)中，M表示電網節點-支路關聯矩陣，X_L表示電網線路電抗矩陣，X_B表示電網節點電抗矩陣；

式(2)中，N_B表示電網中的母線數量，N_L表示電網中的輸電線數量；

所述線路開斷分布因子矩陣H^LODF采用如公式(3)所示矩陣表示：

式(3)中，線路i和j之間的線路開斷分布因子h_ij的計算過程如公式(4)：

式(4)中，M_j表示電網節點支路關聯矩陣第j列，分別表示潮流轉移分布因子矩陣D^PTDF的第i和j行。