[发明专利]一种基于聚合理论的预想事故自动选择方法

说明书

本发明公开了一种基于聚合理论的预想事故自动选择方法，基于聚合理论，综合考虑网络拓扑和潮流分布的影响，提出开断介数指标以识别预想事故筛选中的关键线路，并结合社区发现算法，对电力网络中的输电线路进行聚合，令聚合电网之间的联络线作为预想事故集。此方法无需进行开断潮流计算，在保证精度的同时大大减少了计算机时，适用于大电网安全分析的实时性要求。最后以IEEE‑30节点与118节点为例，通过与传统预想事故筛选方法在时间与精度上的对比，证明了本方法的优越性。

技术领域

本发明涉及一种基于聚合理论的预想事故自动选择方法。

背景技术

电力系统静态安全分析对电力系统安全经济运行具有重要意义，能够有效防止电力系统大型事故的发生。完全的静态安全分析需要连续地用交流潮流分析计算所有可能的预想事故，但其计算量太大难以满足实时性的要求。开展预想事故自动选择的研究对提高电力系统静态安全分析的评估质量，保证电力系统的安全运行具有重要意义。

传统的对于预想事故选择的分析通常有直接法和间接法两类处理方法，前者利用快速近似潮流解或部分网络潮流解，直接对每一预想事故中的违限支路潮流或违限节点电压作出筛选或估值，并根据估值来对事故的相对严重性进行排序。然而不能妥善解决速度与精度的矛盾；后者间接的利用某种行为指标按每一预想事故导致后果严重程度排成顺序，分析时间长，同时因采用不精确的数学模型来计算行为指标，所带来的“遮蔽现象”及预想事故的误排现象无法排除。此外传统分析方法仅从潮流的角度对输电线路与发电机的重要性进行评估和排序，忽略了网络拓扑对能量传输的重要作用，难以满足全球能源互联网背景下对大电网安全分析实时性与精确性的要求。

目前，针对全球能源互联网背景下对大型互联电网的预想事故分析，现有文献从输配协同的角度提出了考虑配电潮流的输电网预想事故分析方法，在分析输电网预想事故时考虑输电网和配电网的潮流变化。此算法提高了预想事故分析的精确性，但在配网系统过多、运行方式改变时会引起通信负担过大等问题。也有现有文献对预想事故开断潮流的计算方法进行了改进，使其计算速度满足大型互联电网实时性的要求，但是在当网络结构、运行方式发生变化时，需重新计算导纳矩阵，增加重复的计算量，难以实时的展现预想事故集。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于聚合理论的预想事故自动选择方法，本发明阐述了聚合理论基本内涵，并从集合的角度构建了聚合的数学模型用于预想事故分析，通过构建开断介数指标以辨识预想事故筛选中的关键线路，并结合社区发现算法，对辨识出来的输电线路构建聚合体，令其联络线作为预想事故集。此算法综合考虑了网络拓扑和潮流分布的影响，且无需进行开断潮流计算，在保障精度的同时减少了计算时间，适用于大电网安全分析的实时性要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于聚合理论的预想事故自动选择方法，构建网络拓扑模型，根据潮流分布计算各发电-负荷节点对之间的传输容量，根据节点电抗矩阵计算各线路的功率传输转移分布因子，取开断介数指标最高的线路作为开断线路，并从网络移除，直到满足聚合结束条件，输出预想事故集。

构建网络拓扑模型时，将配电网抽象成聚合后形成的节点，不改变其外特性的表达，不考虑发电厂、变电站的主接线，将节点分为发电节点、负荷节点和联络节点，仅计算发电节点与负荷节点对间的传输容量。

构建网络拓扑模型时，合并同杆并架的输电线路，不计并联电容支路，消除自环和多重边，将变压器支路、零支路和小阻抗支路的两端节点合并。

小阻抗支路是指阻抗小于设定值的支路。

发电-负荷节点对之间的传输容量，仅从发电节点注入有功、负荷节点吸收有功，当功率不断增加直到电网中某条线路最早达到其当前潮流，此时的注入有功功率即是传输容量，反映了当前潮流分布限制下电网在节点对之间的传输容量，其大小由网络结构与潮流分布共同确定。