[发明专利]一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法

说明书

本发明涉及一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法，根据电力网络当前潮流，采用基于图论的方法计算输电线路功率组成矩阵；采用主成份分析方法对输电线路功率组成矩阵进行降维；采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类；判断过载线路的并行输电通道的范围。本发明提出的一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法，能有效降低数据噪声。相比于现有方法，能够得到更准确的线路谱系图。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法。

背景技术

进行输电通道结构脆弱性评估、输电通道在线安全性分析与预防控制都必须事先得到系统的输电通道。对于输电通道在线安全性分析与预防控制，可以只关注系统内的输电通道自身安全性问题，即对系统内输电通道所包含线路进行N-1检验，而没有必要对系统内所有线路进行N-1检验，大大减少了计算量，为电力系统紧急控制节省实时分析时间。因此，需要设计一种快速准确的输电通道快速搜索方法，缩短输电通道的搜索时间，这对电力系统的在线安全性分析与预防控制有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于主成分分析的输电通道快速搜索方法，按照如下步骤实现：

步骤S1：根据系统当前潮流分布，计算各输电线路的功率组成，获取线路功率组成矩阵；

步骤S2：采用主成分分析法，对线路功率组成矩阵进行降维，得到新坐标系下的矩阵；

步骤S3：采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类，得到线路谱系图；

步骤S4：依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向，并通过计算过载线路切除引起其潮流增加的有功潮流分布系数，判断过载线路的并行输电通道的范围，完成输电通道搜索。

在本发明一实施例中，在所述步骤S1中，根据电力网络当前潮流，采用基于图论的方法计算输电线路功率组成矩阵X_l×(G×N)，即每条线路上各发电机与各节点间实际输送的功率；其中，l为线路的个数，G为参与发电的发电机个数，N为节点的个数。

在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，采用主成分分析方法，对输电线路功率组成矩阵X_l×(G×N)进坐标变换，计算前d个主成分累计方差贡献率M_d：

其中，λ_i为第i个主成分对应的特征值；选取前d(d≤G×N)个主成分使其累计方差贡献率M_d大于80％，得到变换后的新坐标下的矩阵Z_l×d。

在本发明一实施例中，，在所述步骤S3中，采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类，按照线路合并后增加的类内离差平方和最小，依次合为一类，直到最后成为一个大类；最后得到各线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序，即线路谱系图。

在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，依序比较包含过载线路的回路与过载线路的潮流方向，并计算过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数

其中，分别为线路j断开前该线路的有功潮流以及过载线路i断开后线路j的有功潮流，P_i⁽⁰⁾为过载线路i断开前该线路的有功潮流；若回路中线路j的潮流方向与过载线路i潮流方向不一致且则该线路属于过载线路的并行输电通道。