[发明专利]基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法

权利要求书

1.一种基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤S1：根据电力系统网络的拓扑结构，对电力系统网络进行无损化处理，将电力系统网络线路上的无功损耗等效为线路两端节点的无功负荷；

步骤S2：采用社团结构理论对电力系统网络进行无功分区，根据社团内的无功需求和无功供给的差值设定惩罚函数，根据社团内的无功需求和无功供给的比值设定无功失衡度；结合惩罚函数和无功失衡度建立社团结构量化评估指标模块化函数Q’；

步骤S3：对社团分区进行排列组合，并计算更新社团结构量化评估指标模块化函数Q’，选取模块化函数Q’值为最大时的社团分区为最终无功分区结果。

2.根据权利要求1所述的基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，所述步骤S1还包括：

步骤S12：对电力系统网络进行初步潮流计算构建牛顿-拉夫逊算法得到电力系统网络的雅克比矩阵：

其中，ΔP为节点注入的有功功率，ΔQ为节点注入的无功功率，ΔV为节点的电压幅值，Δθ为节点的相角；J_PV、J_Pθ、J_QV、J_Qθ是雅可比矩阵系数；

只考虑无功和电压控制关系，令ΔP＝0；可得：

令则可得到节点电压对无功变化的灵敏度关系：

ΔV＝SΔQ；

其中，矩阵S中的元素为S_ij表示节点j处的无功功率注入变化一个单位量时，节点i处的电压变化量；

定义两任意节点之间的电气距离关系映射矩阵M；矩阵M中的元素满足如下关系：

3.根据权利要求2所述的基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，所述步骤S1还包括根据电力系统网络的拓扑结构构建节点连接矩阵A；所述矩阵A满足如下关系：

若节点i和节点j是相连接的，则a_ij＝1；若节点i和节点j未相连接，则a_ij＝0；矩阵A中主对角线元素为0。

4.根据权利要求3所述的基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，设定电力系统网络中的节点连接边的权重矩阵为W，所述矩阵W满足：

即：

其中矩阵W为矩阵A和矩阵M的Hadamard积；矩阵W中的元素w_ij表征节点i和节点j间连接边的权重大小。

5.根据权利要求4所述的基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，步骤S2所述的根据社团内的无功需求和无功供给的差值设定惩罚函数满足如下关系：

惩罚函数ε(ΔQ_u)＝ε(∑Q_u.exp-∑Q_u.sup)；

其中，u为社团编号；ε(ΔQ_u)为阶跃函数，当ΔQ_u≥0时，ε(ΔQ_u)＝1；当ΔQ_u＜0时，ε(ΔQ_u)＝0；∑Q_u.sup为社团u内的总无功供给，∑Q_u.exp为社团u内的总无功需求，ΔQ_u＝∑Q_u.exp-∑Q_u.sup为社团u内无功供需差值。

6.根据权利要求5所述的基于社团结构理论与区域无功供需平衡的电压分区方法，其特征是，步骤S2中所述的根据社团内的无功需求和无功供给的比值设定无功失衡度满足如下关系：无功失衡度

其中,∑Q_u.sup为社团u内的总无功供给，∑Q_u.exp为社团u内的总无功需求。