[发明专利]一种基于近似折返矩阵的多支路断开潮流转移识别方法

说明书

本发明提供一种基于近似折返矩阵的多支路断开潮流转移识别方法，该方法包括以下步骤：I、由潮流折返过程推导的双支路开断潮流转移增量的计算公式变形，得到近似折返矩阵的形式；II、给出多支路断开时近似折返矩阵的具体形式后计算潮流转移增量；III、引入由潮流转移估计量与最小断线潮流计算而得的潮流迁移因子做为输电断面的识别依据；IV、引入辅助判据来改进广度优先搜索算法的搜索限值，搜索所有开断线路首末端节点，直至不满足主辅判据时，搜索结束，得到输电断面的具体集合；该方法在潮流转移增量估算中无需进行复杂分析与高阶矩阵运算，且能减少对系统线路的不必要扩展，提高搜索效率，对提高潮流转移识别效率具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电网功率转移分析领域，具体地说，是一种在多支路断开情况下基于近似折返矩阵进行潮流转移识别的方法。

背景技术

电网中发生线路断开时，断开线路潮流转移引发正常线路过载是造成连锁故障的主要原因。大停电事故通常是从小故障引起支路切除开始的，此时开断潮流不断在系统中扩散，使众多支路潮流越限，导致线路保护动作切除过载支路，最终造成电网崩溃。因此在线路断开后保护动作前快速识别受潮流转移影响功率增加较大线路构成的输电断面，并实施有效控制策略消除线路过载，对防止大停电事故发生具有重要意义。

电力系统中发生单支路开断时，通常利用节点阻抗矩阵元素根据直流潮流公式计算断开支路对正常支路的开断分布因子，从而得到正常支路的潮流转移增量，再通过搜索算法与潮流转移危险线路判据识别输电断面。多支路开断潮流转移计算相比单支路而言较复杂，若通过节点阻抗矩阵计算耗时较长，为保证电力系统的安全稳定运行，在此背景下，提出一种利用近似折返矩阵进行潮流转移分析的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有多支路断开潮流转移识别方法的不足，提出一种基于近似折返矩阵的识别方法，以保证在多支路断线时，快速进行潮流转移分析。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于近似折返矩阵的多支路断开潮流转移识别方法，所述方法首先根据潮流折返推导的两支路开断分布因子公式变形结果，给出近似折返矩阵的构成形式并推广到多支路开断潮流转移量估算。给出潮流迁移因子的定义并将其引入到改进搜索限值的广度优先搜索算法中，提高潮流转移的识别效率。

一种基于近似折返矩阵的多支路断开潮流转移识别方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：由潮流折返过程推导的双支路开断潮流转移增量的计算公式变形，得到潮流转移增量由单支路开断分布因子向量，断线支路初始功率列向量，近似折返矩阵相乘的关系式；

步骤2：将近似折返矩阵推广至多支路断开时的潮流转移增量计算，给出多支路断开时近似折返矩阵的具体形式后计算潮流转移增量；

步骤3：引入由潮流转移估计量与最小断线潮流计算而得的潮流迁移因子做为输电断面的识别依据；

步骤4：引入累加电抗值与潮流迁移因子构成的辅助判据来改进广度优先搜索算法的搜索限值，搜索所有开断线路首末端节点，直至不满足搜索的主辅判据时，搜索结束，得到输电断面的具体集合。

作为进一步描述，步骤1中提到的两支路a，b断开时采用潮流折返过程推导的正常支路k的潮流转移增量的计算公式ΔP_k为：

式中：D_a-b，D_b-a等为各支路单独断开时的开断分布因子值。这些值由网络的节点阻抗矩阵元素计算可得。D′_k-a与D′_k-b为多支路开断时的等效支路开断分布因子，同时上式也可变形为

将上式中间部分用近似折返矩阵D代替后，上式变为