[發明專利]一種電力系統結構優化方法、系統、設備及介質

在審

• 申請號: 202211383560.0
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115864366A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 劉旭娜;劉立揚;魏俊;葉圣永;李婷;楊新婷;龍川;李達
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/14;G06F17/15
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王鵬程

本發明公開了一種電力系統結構優化方法、系統、設備及介質，涉及電力系統結構優化技術領域，其技術方案要點是：以不同線路在支路勢能的容納程度對支路的勢能函數進行優化，根據優化后的支路的勢能函數計算每條支路的極限勢能；根據極限勢能計算支路的勢能沖擊率，由線路總數量和支路的勢能沖擊率計算電力系統的脆弱性指標；構建電力系統結構優化模型，其中電力系統結構優化模型包括以電力系統的脆弱性指標最小為目標函數，以及以電力系統的運行狀態為約束條件；利用禁忌搜索算法求解電力系統結構優化模型，得到電力系統結構的優化結果。本發明可有效降低電力系統的脆弱性指標，從而提升電力系統的安全性。

技術領域

本發明涉及一種電力系統結構優化技術領域，更具體地說，它涉及一種電力系統結構優化方法、系統、設備及介質。

背景技術

電力系統是保障電力輸配送正常運作的重要基礎設施。

由于自然或人為所導致的頻發的大停電事故已導致嚴重的社會經濟損失和影響。相關技術分析與仿真表示，電力系統大停電事故往往是由電網中薄弱的元件由于各種原因受損并退出運行，進而誘發其他元件失效而演化而來，其中，各種事故中線路退出運行的事故占比最高，這說明拓撲結構及系統的脆弱性會對電力系統的安全性產生影響。但相關技術中并未涉及有基于脆弱性指標對電力系統的結構進行優化。

因此，如何準確的分析電力系統的脆弱性指標，并基于脆弱性指標對電力系統的拓撲結構進行優化進而有效降低系統的脆弱性，從而提升電力系統的安全性。

發明內容

本發明為了解決相關技術并未涉及基于脆弱性指標這一參數對電力系統的結構進行優化，本發明的目的是，提供一種電力系統結構優化方法、系統、設備及介質，本發明考慮了支路勢能函數有功功率與無功功率傳輸變化量及極限，使支路勢能函數更全面的評價了負荷波動對電力系統元件脆弱性的影響，從而得到了電力系統更加準確的脆弱性指標，將脆弱性指標最小作為電力系統結構優化模型的目標函數，從而構建了一種面向電力系統脆弱性的結構優化模型，再利用禁忌搜索算法得到該結構優化模型的結構優化結構，對比傳統的結構優化模型具有更好的脆弱性優化效果，可有效降低電力系統的脆弱性指標，從而提升電力系統的安全性。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

本申請的第一方面，提供了一種電力系統結構優化方法，包括：

以不同線路在支路勢能的容納程度對支路的勢能函數進行優化，根據優化后的支路的勢能函數計算每條支路的極限勢能，其中極限勢能包括正向極限勢能和反向極限勢能；

根據極限勢能計算支路的勢能沖擊率，由線路總數量和支路的勢能沖擊率計算電力系統的脆弱性指標；

構建電力系統結構優化模型，其中電力系統結構優化模型包括以電力系統的脆弱性指標最小為目標函數，以及以電力系統的運行狀態為約束條件；

利用禁忌搜索算法求解電力系統結構優化模型，得到電力系統結構的優化結果。

在一些可能的實施方案中，以不同線路在支路勢能的容納程度對支路的勢能函數進行優化，優化后的支路的勢能函數的數學表達式為：

線路ij的正向極限勢能、反向極限勢能，分別為電壓相角差約束的上下限，/分別為電壓幅值差的上下限，/代表電力系統狀態變化前支路ij的有功功率，/代表電力系統狀態變化前支路ij的無功功率，B_ij是支路ij的電納，G_ij是支路ij的電導，U_i與U_j分別是支路ij兩端的節點電壓幅值，U_ij和δ_ij分別為支路ij兩端的節點的電壓幅值差與相角差。

在一些可能的實施方案中，在支路勢能為正向極限勢能時，支路的勢能沖擊率等于支路勢能除以正向極限勢能；