CN108923416A - 一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法 - Google Patents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，根据电力网络当前潮流，计算得到线路功率组成矩阵，通过节点对线路汲取率对矩阵进行降维，并采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类，判断过载线路的输电通道范围。本发明能够更快速准确地得到线路谱系图。

Description

一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法。
背景技术
进行输电通道结构脆弱性评估、输电通道在线安全性分析与预防控制都必须事先得到系统的输电通道。对于输电通道在线安全性分析与预防控制，可以只关注系统内的输电通道自身安全性问题，即对系统内输电通道所包含线路进行N-1检验，而没有必要对系统内所有线路进行N-1检验，大大减少了计算量，为电力系统紧急控制节省实时分析时间。因此，需要设计一种快速准确的输电通道快速搜索方法，缩短输电通道的搜索时间，这对电力系统的在线安全性分析与预防控制有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，根据电力网络当前潮流计算得到输电线路的功率组成，进而判断过载线路的并行输电通道的范围，能够更快速准确地得到线路谱系图。
本发明采用以下方案实现：一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：根据电网当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：根据步骤S1计算得到的输电线路功率组成矩阵计算节点对线路汲取率矩阵Z；
步骤S3：对降维后的输电线路功率组成矩阵进行聚类分析，得到线路谱系图；
步骤S4：根据步骤S3的结果判断过载线路的并行输电通道范围。
进一步地，步骤S1具体为：根据电力网络当前潮流，采用基于图论的方法计算输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)，其表示每条线路上各发电机与各节点间实际输送的功率；其中，l为线路的个数，G为参与发电的发电机个数，N为节点的个数。
进一步地，步骤S2中，节点对线路汲取率矩阵Z的计算采用下式：
式中，为输电线路功率组成矩阵中发电机k相关列组成的子矩阵；将输电功率组成矩阵中不同发电机子矩阵相加得到节点对线路汲取率矩阵Z。
进一步地，步骤S3具体为：采用基于离差平方和法的聚类分析方法对线路进行分类，按照线路合并后增加的类内离差平方和最小，依次合为一类，直到最后成为一个大类，最后得到各线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序，即线路谱系图。
进一步地，步骤S4具体为：依序比较包含过载线路的回路与过载线路的潮流方向，并通过计算过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数若回路中线路j的潮流方向与过载线路i潮流方向不一致且则该线路j属于过载线路的并行输电通道。
进一步地，所述过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数的计算采用下式：
式中，分别为过载线路i断开前、后线路j的有功潮流， Pi (0)为过载线路i断开前该线路的有功潮流。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明通过计算节点对线路汲取率矩阵进行降维，能有效降低数据噪声。同时，由于矩阵维数对计算速度与精度影响较大，相比于现有方法，能够更快速准确地得到线路谱系图。
附图说明
图1为本发明实施例的计算示例IEEE14节点图。
图2为本发明实施例的计算示例线路谱系图。
图3为本发明实施例的方法流程示意图。
图1中，数字代表节点编号，G代表发电机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1至图3所示，其中，计算示例选择IEEE14节点系统(如图1所示)。本实施例提供了一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：根据电网当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：根据步骤S1计算得到的输电线路功率组成矩阵计算节点对线路汲取率矩阵Z；
步骤S3：对降维后的输电线路功率组成矩阵进行聚类分析，得到线路谱系图；
步骤S4：根据步骤S3的结果判断过载线路的并行输电通道范围。
在本实施例中，步骤S1具体为：根据电力网络当前潮流，采用基于图论的方法计算输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)，其表示每条线路上各发电机与各节点间实际输送的功率；其中，l为线路的个数，G为参与发电的发电机个数，N为节点的个数。
在本实施例中，步骤S2中，节点对线路汲取率矩阵Z的计算采用下式：
式中，为输电线路功率组成矩阵中发电机k相关列组成的子矩阵；将输电功率组成矩阵中不同发电机子矩阵相加得到节点对线路汲取率矩阵Z。
在本实施例中，步骤S3具体为：采用基于离差平方和法的聚类分析方法对线路进行分类，按照线路合并后增加的类内离差平方和最小，依次合为一类，直到最后成为一个大类，最后得到各线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序，即线路谱系图。
在本实施例中，步骤S4具体为：依序比较包含过载线路的回路与过载线路的潮流方向，并通过计算过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数若回路中线路j的潮流方向与过载线路 i潮流方向不一致且则该线路j属于过载线路的并行输电通道，进而判断过载线路的并行输电通道范围。
在本实施例中，所述过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数的计算采用下式：
式中，分别为过载线路i断开前、后线路j的有功潮流， Pi (0)为过载线路i断开前该线路的有功潮流。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：根据电网当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：根据步骤S1计算得到的输电线路功率组成矩阵计算节点对线路汲取率矩阵Z；
步骤S3：对降维后的输电线路功率组成矩阵进行聚类分析，得到线路谱系图；
步骤S4：根据步骤S3的结果判断过载线路的并行输电通道范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：步骤S1具体为：根据电力网络当前潮流，采用基于图论的方法计算输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)，其表示每条线路上各发电机与各节点间实际输送的功率；其中，l为线路的个数，G为参与发电的发电机个数，N为节点的个数。
3.根据权利要求1所述的一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：步骤S2中，节点对线路汲取率矩阵Z的计算采用下式：
式中，为输电线路功率组成矩阵中发电机k相关列组成的子矩阵；将输电功率组成矩阵中不同发电机子矩阵相加得到节点对线路汲取率矩阵Z。
4.根据权利要求1所述的一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：步骤S3具体为：采用基于离差平方和法的聚类分析方法对线路进行分类，按照线路合并后增加的类内离差平方和最小，依次合为一类，直到最后成为一个大类，最后得到各线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序，即线路谱系图。
5.根据权利要求1所述的一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：步骤S4具体为：依序比较包含过载线路的回路与过载线路的潮流方向，并通过计算过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数若回路中线路j的潮流方向与过载线路i潮流方向不一致且则该线路j属于过载线路的并行输电通道。
6.根据权利要求5所述的一种基于节点对线路汲取率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：所述过载线路i切除引起线路j潮流增加的有功潮流分布系数的计算采用下式：
式中，分别为过载线路i断开前、后线路j的有功潮流，Pi (0)为过载线路i断开前该线路的有功潮流。
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