[发明专利]电力系统潮流转移危险线路快速搜索方法

摘要

一种电力系统潮流转移危险线路快速搜索方法，所述方法首先根据图论和电压相角搜索断线线路的等相角并行输电线路，然后寻找断线线路的起点与终点之间的经过等相角并行输电线路的最短路径，由该路径上的线路构成潮流转移线路集合，再根据各潮流转移线路的有功功率传输极限和潮流转移后的线路功率求得各潮流转移线路的潮流转移危险指数，最后根据潮流转移危险指数确定潮流转移危险线路。本发明可在过负荷后备保护装置启动到动作的短暂时间，快速准确地搜索到潮流转移的危险线路，为防止连锁跳闸和大停电事故提供了技术支持。此外，本方法还具有计算量少，搜索速度快等优点，适用于大电网的分析控制。

主权项

一种电力系统潮流转移危险线路快速搜索方法，其特征是，所述方法首先根据图论和电压相角搜索断线线路的等相角并行输电线路，然后寻找断线线路的起点与终点之间的经过等相角并行输电线路的最短路径，由该路径上的线路构成潮流转移线路集合，再根据各潮流转移线路的有功功率传输极限和潮流转移后的线路功率求得各潮流转移线路的潮流转移危险指数，最后根据潮流转移危险指数确定潮流转移危险线路；所述方法包括以下步骤：Ⅰ.搜索断线线路的等相角并行输电线路a.搜索断线线路的并行输电线路将断线线路的同电源线路和同负荷线路定义为断线线路的并行输电线路，按以下步骤搜索并行输电线路：①将电网抽象为有向图G1(V1,E1)，其中，V1表示节点集合，E1表示线路集合，E1的方向为线路有功功率的方向；②用有向邻接矩阵A描述有向图G1(V1,E1)：设有向图G1(V1,E1)中有n个节点，则有向邻接矩阵A是一个n×n阶的方阵，可表示为：aij=1,<vi,vj>∈E10,<vi,vj>∉E1]]>③由有向邻接矩阵A获取有向图G1(V1,E1)的路径矩阵P，路径矩阵P为：④通过矩阵运算搜索并行输电线路：设断线线路为lef，其起点和终点分别是e和f，令矩阵Q＝P+E，其中E为n×n的单位矩阵，取Q的第f行行向量Hf和第e列列向量Le，分别计算同电源线路判别矩阵R和同负载线路判别矩阵T：R=(H‾fTHf)⊗A,T=(LeL‾eT)⊗A]]>式中和分别表示Hf和Le中每个元素取反后再取转置，表示左右两边矩阵对应的元素进行“逻辑与”；若同电源线路判别矩阵R中非零元素的行号和列号分别是i和j，则线路lij是断线线路的同电源线路；若同负载线路判别矩阵T中非零元素的行号和列号分别是i和j，则线路lij是断线线路的同负荷线路；b.搜索断线线路的等相角并行输电线路将与断线线路相角相近的并行输电线路定义为等相角并行输电线路，按以下方法搜索等相角并行输电线路：设断线线路lef的起点e和终点f所对应的电压相角分别是θ(e)和θ(f)，某并行输电线路lij的起点i和终点j所对应的电压相角分别是θ(i)和θ(j)，若相角范围[θ(j),θ(i)]与[θ(f),θ(e)]有重叠，则称lij与lef相角相近，lij即为线路lef的等相角并行输电线路；Ⅱ.确定潮流转移线路集合寻找断线线路lef的起点e与终点f之间的经过等相角并行输电线路的最短路径，该路径上的线路构成潮流转移线路集合；Ⅲ.计算各潮流转移线路的潮流转移危险指数潮流转移线路lij的潮流转移危险指数由下式计算：βij(ef)=Pij+Lij(ef)×PefPijmax;]]>其中，式中，Pij、Pef分别为断线线路lef断开前lij和lef上的有功功率，为有功潮流分布系数，Pijmax为潮流转移线路lij的有功功率传输极限，xef和xij分别是线路lef和lij的电抗，Xie、Xif、Xje、Xjf、Xef、Xee、Xff为线路lef断开前节点电抗矩阵X中的对应元素；Ⅳ.根据潮流转移危险指数确定潮流转移危险线路当潮流转移危险指数的绝对值大于设定的阈值时，即判断潮流转移线路lij存在过载风险，将lij归为潮流转移危险线路；在根据图论和电压相角搜索断线线路的等相角并行输电线路之前，应通过划分潮流转移区域对电网进行降维，具体方法为：将电力系统抽象成一个由多个块通过有限个割点连接起来的图，利用深度优先搜索方法搜索割点和块，将断线线路所在的块视为潮流转移区域，潮流转移危险线路的搜索只在潮流转移区域内进行。