[发明专利]基于谱聚类的电网分区方法

说明书

本发明公开了一种基于谱聚类的电网分区方法，将电力系统抽象简化为有权无向连通图，并确定网络拓扑Laplacian矩阵；基于电力系统的Laplacian矩阵，将聚类问题转化为图分割问题，进行电网分区。本发明运用谱聚类算法对电力系统进行分区，适应性更强，可以运用于具有复杂网络结构的电力系统，并且可以根据实际线路运行情况进行调整，分区方案更为合理可靠。

技术领域

本发明属于电网技术领域，特别涉及一种基于谱聚类的电网分区方法。

背景技术

随着电网的跨区域互联，电网规模日益增大，一个区域性故障可能就会引起大规模的连锁故障，从而导致大面积和长时间的停电，造成巨大的经济损失和社会影响。受系统运行复杂度影响，电力系统恢复时间一般都很长。将电网分为多个分区，可以大大缩短整个电网的恢复时间，减少社会损失，也可以将很多恢复过程中的不确定因素限制在分区内，恢复失败的分区不会影响其他分区，整个电网恢复更加可行可靠。传统的电力系统分区方法多根据行政区域或者不同电网公司的管辖范围进行划分。如文献(孟宪朋,么莉,林济铿,等.天津电网黑启动方案[J].电力自动化设备,2008,28(2):108-112.)以变电站为核心，将天津电网分成了三个子系统，分别为北郊、吴庄、滨海。但是这种分区方法无法根据实际运行情况进行调整，合理性有待考量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于谱聚类的电网分区方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于谱聚类的电网分区方法，步骤如下：

步骤1、电力系统的网络拓扑特性，将其抽象为有权无向的拓扑图，并建立基于网络拓扑Laplacian矩阵；

步骤2、基于电力系统的Laplacian矩阵，将聚类问题转化为图分割问题，建立基于谱聚类的电网分区方法；

步骤3、根据基于谱聚类的电网分区方法以及子系统划分原则，实现电力系统子系统划分；

本发明与现有技术相比，其显著优点为：运用谱聚类算法对电力系统进行分区，适应性更强，可以运用于具有复杂网络结构的电力系统，并且可以根据实际线路运行情况进行调整，分区方案更为合理可靠。

附图说明

图1为本发明基于谱聚类的电网分区方法流程图。

图2为IEEE39电网拓扑图。

图3为基于谱聚类的IEEE39分区划分示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。

如图1所示，本发明基于谱聚类的电网分区方法，包括如下步骤：

步骤1、根据电网的拓扑特性，将电力系统抽象简化为有权无向连通图，具体按照以下原则：

(1)只考虑高电压等级的输电线路和变压器及对应电压等级的用电设备和发电机，分别将其转化为网络的边和点；

(2)若电网含有双回线路，只取一回线路，并且忽略电网的有向性和并联电容支路，确保不会出现环形拓扑图。

化简后的停电系统可以表示为：

G＝(V,E,W)

式中，V——停电系统的节点集合；

E——停电系统的边集合；

W——边的权值集合，也为图G的邻接矩阵，当节点i和节点j相连时，则W中对应的元素为ω_ij，若节点i和节点j不相连，则对应元素ω_ij＝0，因为G为无向图，所以ω_ij＝ω_ji。