[发明专利]一种基于结构特性的电网分区算法

权利要求书

1.一种基于结构特性的电网分区算法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电力网络简化；

2)初步计算网络最短路径长度矩阵及所有最短路径；

3)计算当前网络中所有边的介数；

4)找到介数最高的边并将其从网络中移出；

5)计算经社团划分后的网络最短路径长度矩阵及所有最短路径；

6)判断是否出现新的分区；

7)计算加权模块指标；

8)判断各枢纽变电站是否被划分到不同的分区；

9)判断是否存在不含枢纽变电站的分区；

10)利用贪心算法快速合并分区；

11)计算分区合并后的加权模块度指标；

12)输出电磁环网分区方案。

2.如权利要求1所述的一种基于结构特性的电网分区算法，其特征是，所述步骤1)的具体过程为：电力网络简化具体的简化方式包括：

a.电力网络仅限于高压输电网络，不考虑配电网络以及发电厂和变电站的主接线形式；

b.电力网络中的所有发电厂节点、变电站节点和负荷节点均抽象为无差别的节点，且不考虑接地点；

c.所有高压输电线路和变压器支路均抽象为网络中的有权边，权重为该支路的导纳模值，且忽略网络的有向性；

经过上述简化，使电力网络形成一张具有n个节点的无向、有权的稀疏连通图，用n×n阶的关联矩阵A表示。

3.如权利要求1所述的一种基于结构特性的电网分区算法，其特征是，所述步骤2)的具体过程为：利用Floyd-Warshall算法计算网络最短路径长度矩阵及所有最短路径，包括：

a.从关联矩阵A＝(a_ij)_n*n开始，递归地进行n次更新，由D⁽⁰⁾＝A，考察每一对节点，若与这对节点同时连通的节点到两节点的路径长度之和，比已知两节点间的路径长度更短，则更新D⁽⁰⁾，从而构造出D⁽¹⁾，同样地由D⁽¹⁾构造出D⁽²⁾，如此循环，由D^(n-1)构造出D⁽ⁿ⁾；

b.矩阵D⁽ⁿ⁾＝(d_ij)_n*n的i行j列元素即是从节点i到节点j的最短路径长度，同时引入后继节点矩阵P＝(p_ij)_n*n来搜索两点间的最短路径；

c.对于最短路径长度矩阵D，若节点i与节点j之间无连通路，则d_ij为无穷大值。节点i到节点j的最短路径存在经过节点k和不经过节点k两种可能，因此令k＝1,2,...,n，依次比较d_ik+d_kj与d_ij的值：

若有d_ik+d_kj＜d_ij，则表示节点k到节点j经过节点k的路径长度更短，因此用d_ik+d_kj的值更新d_ij。每当检查完一个节点k，d_ij更新为当前的节点i到节点j的最短路径的长度，重复该过程直到检查完所有节点k，d_ij即是节点i到节点j的最短路径长度；

d.对于后继节点矩阵P，若p_ij的值为m，表示节点i到节点j的最短路径为i→...→m→j，即节点m是节点i到节点j最短路径中节点j之前的最后一个节点；

e.P的初值为p_ij＝i，在递归更新P的过程中，若有d_ik+d_kj＜d_ij，则表示节点i到节点j的路径改走i→...→k→...→j，由于d_kj已知，即k→...→j这条路径已知，用p_kj的值更新p_ij；

f.在形成最终的矩阵P之后，由p_ij＝m，可得路径m→j；再由p_im＝r，可得路径r→m→j；重复上述过程，直到p_it＝i，可得节点i到节点j之间的最短路径为i→t→...→r→m→j。