[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

本發明公開了一種基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，包括獲取潮流轉移分布因子矩陣和線路開斷分布因子矩陣；采用圖論法將電網拓撲圖轉換為節點?支路映射圖；定義節點連接強度矩陣；獲取節點間電耦合強度矩陣；獲取歸一化后的電耦合介數中心性指標和改進結構洞指標；構造節點脆弱能；建立節點容量模型，選取初始故障點；根據刺激波和響應波波動能量衰減傳遞過程，獲取能量傳遞后各節點的節點脆弱能；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；該方法能快速且準確的辨識出連鎖故障下的脆弱線路，并通過對辨識出的脆弱線路施加重點防護和加固，有效避免連鎖故障的發生。

技術領域

本發明涉及電力系統安全穩定運行技術領域，特別是涉及到一種基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法。

背景技術

大數據，物聯網，人工智能，5G，智能云技術等新一代信息技術的發展，給電力系統運行與控制帶來便利的同時，也為網絡入侵、信息攻擊等提供便利，尤其是為造成能引發大停電事故的故障提供了可能性。雖然，大多數電網遵循N-1安全準則，即系統可以在單一元件故障的情況下繼續正常工作。然而，通常的N-1安全校驗只采用靜態校驗，忽略故障發展中的動態過程，尤其是無法獲取其動態傳播過程中的脆弱能轉移信息，往往導致故障應對策略失效，造成代價高昂的后果。

雖然目前電力系統已開始重視電網的脆弱性分析，但研究方法往往也只注重脆弱性的靜態特性，如1)基于概率論的不確定性評估方法；2)基于暫態穩定的脆弱性評估方法；3)基于復雜網絡理論的評估方法。已有方法缺乏網絡演化動力學研究，無法以動態方式追蹤連鎖故障中脆弱性的傳播過程，因而，無法為復雜信息環境下的系統安全評估及應對策略生成提供幫助。如何捕獲復雜電網脆弱能的轉移過程，是制訂電網動態安全控制的先決條件與重中之重。

發明內容

為克服現有技術中的不足，本發明提出了一種基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，其目的是構建一種基于復雜網絡動力學理論的波動傳播過程的脆弱能轉移評估體系，側重于故障發生后的連鎖故障發展過程，動態評估電網脆弱能的轉移過程，電網管理部門可通過對本發明辨識出的脆弱能量轉移路徑上的重要線路施加重點防護和加固，可有效避免連鎖故障的發生。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于波動過程的復雜電網脆弱能轉移捕獲方法，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；