[发明专利]高渗透率分布式能源系统的谱聚类集群划分方法

权利要求书

1.高渗透率分布式能源系统的谱聚类集群划分方法，其特征在于，包括：

用数据集合V＝{V₁,V₂,…V_N}表示分布式能源系统中的N个节点，E表示数据集合里所有边的集合，将分布式能源系统构成无向图G(V,E)；

通过N个节点之间的电气距离[e(i,j)]_N×N，构造N×N维的权重矩阵W和N×N维对角线度矩阵D，利用权重矩阵W和度矩阵D计算标准化的拉普拉斯矩阵L_Laplacian，通过特征值分解的获得数据降维后的矩阵L；

采用K-means算法将数据降维后的矩阵L聚为n个亚群落，确定每个亚群落中的一个节点为该亚群落的聚类质心；

构造K-means算法的适应度函数，依据适应度函数确定N个节点的最终亚群落划分结果和每个亚群落的聚类质心，

构造N个节点之间的电气距离[e(i,j)]_N×N，包括：

计算分布式能源系统节点i,j之间等值阻抗Z_ij,equ；

定义分布式电源接入电力系统后的电压有功敏感度矩阵VSC^P和电压无功敏感度矩阵VSC^Q，假设每个节点都有功率调节，且第j个节点的有功功率和无功功率分别调节ΔP_i、ΔQ_i，计算节点i的电压变化ΔV；

定义节点i对j的电压有功影响因子矩阵VIF^P和电压无功影响因子矩阵VIF^Q，再结合等值阻抗Z_ij,equ，构造N个节点之间的电气距离[e(i,j)]_N×N；

所述计算分布式能源系统节点i,j之间等值阻抗Z_ij,equ＝(Z_ii-Z_ij)-(Z_ij-Z_jj)，其中，Z_ij为电力系统节点阻抗矩阵第i行第j列元素；

所述电压有功敏感度矩阵VSC^P和电压无功敏感度矩阵VSC^Q，利用雅各比矩阵J的逆矩阵元素进行构造，计算节点i的电压变化ΔV，包括：

其中，i,j∈N，N为分布式能源系统的总节点数，分别为节点i对j的电压有功敏感度系数和无功敏感度系数，P_i、Q_i为节点i的有功注入和无功注入，V_j为节点j电压；

所述N个节点之间的电气距离：

其中，

2.根据权利要求1所述的高渗透率分布式能源系统的谱聚类集群划分方法，其特征在于：构造对称权重矩阵W，W＝[e_ij]_N×N，其中，e(i,j)为节点i到节点j的电气距离，e(j,i)为节点j到节点i的电气距离；

构造N×N维对角线矩阵D作为度矩阵，D＝diag(d₁,d₂,…,d_N)，其中，

3.根据权利要求2所述的高渗透率分布式能源系统的谱聚类集群划分方法，其特征在于：计算标准化的拉普拉斯矩阵L_Laplacian＝D^-1/2(D-W)D^1/2，并通过特征值分解的获得数据降维后的矩阵L，包括：

对矩阵L作特征值分解，求得其特征值和特征向量，按从小到大对特征值排序，取前k₁个特征值，并用对应的特征向量构成N×k₁维特征矩阵

设为F的第i个列向量，用K-means算法将L＝{l_i|i＝1,…N}聚为n个亚群落{C₁,C₂,…,C_k,…C_n}。

4.根据权利要求1所述的高渗透率分布式能源系统的谱聚类集群划分方法，其特征在于：将可控PV节点作为亚群落的聚类质心。