[发明专利]一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法

说明书

本发明公开了一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法，涉及电力系统连锁故障脆弱线路辨识技术领域，本发明包括如下步骤：步骤1、在电网N‑1‑1连锁故障场景下，利用支路开断因子计算各故障链下初始故障和二级故障前后各线路的潮流变化量，并基于隐故障概率因子修正策略对其进行修正；步骤2、分别建立初始故障层和二级故障层对应的相关性矩阵，用以量化线路间的交互影响；步骤3、根据各故障间的级联效应，建立基于双层网页排序算法的脆弱线路辨识模型，求解各故障层脆弱线路排序及电网脆弱线路综合排序，完成线路脆弱环节辨识。考虑了电网的拓扑结构、运行特性和异常工况，具有更高的有效性，适用于分析求解实际问题。

技术领域

本发明涉及电力系统连锁故障脆弱线路辨识技术领域，更具体的是涉及一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法。

背景技术

近年来，世界范围内的多起大停电事故给当地造成了巨大的经济损失，引起了国内外学者的普遍关注。事故演化机理表明，电网中输电线路故障将引发不同程度的潮流转移，可能造成连锁故障发生，最终导致系统解列或崩溃。快速准确识别输电网中的脆弱线路，能够从物理拓扑本质上预防连锁故障，在指导电网规划建设及提升电力系统供电可靠性等方面具有重要意义。

现阶段，输电线路辨识研究依据分析方法的不同可分为状态辨识和结构辨识两类。

状态辨识侧重电网的运行状态，以潮流计算为基础，结合蒙特卡洛随机模拟、潮流熵理论、风险评估理论等分析方法，推导连锁故障演变机理，考虑扰动情况下的节点电压变化量、系统失负荷量、线路潮流转移和分布特性等因素，对输电网内的脆弱线路进行辨识。但上述方法虽然关注了故障情况下电网的运行特性，但对于电网固有结构及元件关联关系的相关分析较为欠缺，且当电网规模较大时，存在计算量过大等问题。

基于复杂网络理论的结构辨识，能够从电网拓扑角度出发，综合电力系统运行特性和潮流约束，利用电气距离、潮流介数、功率介数等指标研究网络拓扑模型的相关特性，识别系统结构中的脆弱线路，上述方法能够在充分利用电网物理特性的前提下，辨识引起电网大停电事故的脆弱线路，但未考虑各故障间的级联效应，对电网连锁故障的发展过程分析不足。

随着复杂网络在电力领域的深入应用，以特征向量计算为核心的网页排序算法被用于分析电网的脆弱性，辨识输电网的脆弱线路需进一步考虑线路的交互影响及各故障场景的关联关系，进而从全局角度分析电网的脆弱环节。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于双层网页排序算法的输电网脆弱线路辨识方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

步骤1、收集当前电网运行状态及物理参数，给定电网N-1-1故障，利用支路开断因子计算各故障链下初始故障和二级故障前后各线路的潮流变化量，并基于隐故障概率因子修正策略对其进行修正；

步骤2、基于步骤1修正后的各线路有功潮流变化量，分别建立初始故障层和二级故障层对应的相关性矩阵；

步骤3、根据步骤2各故障间的级联效应，建立基于双层网页排序算法的脆弱线路辨识模型，分别求解各故障层脆弱线路排序及电网脆弱线路综合排序，完成输电网脆弱环节辨识。

进一步地，步骤1中，所述隐故障概率因子修正策略表述为基于输电线路保护动作概率，修正电网故障场景下与故障线路相连线路的有功潮流变化量，基于直流潮流计算所得的线路h保护动作概率g_h表示为：

式中，g_H为线路隐故障概率；P_h为线路h的潮流值；P_max为输电线路最大传输容量，给定电网中与故障线路相连线路的有功潮流变化量应修正为：

ΔP′_h＝ΔP_h+χ (2)