CN108984890A - 一种基于发电机对线路贡献率降维的输电通道快速搜索方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于发电机对线路贡献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，通过发电机对线路贡献率对矩阵进行降维，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

一种基于发电机对线路贡献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，特别是一种基于发电机对线路贡献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发电机对线路贡献率降维的输电通道快速搜索方法，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：一种基于发电机对线路贡献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：根据电力网络当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：计算各台发电机对每条线路的功率贡献率，忽略输电线路功率组成矩阵中发电机对线路功率贡献率均值小于0.1的发电机相关列，对步骤S1中的输电线路功率组成矩阵进行降维；
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：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)，即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具体包括以下步骤：
步骤S21：计算发电机k对线路的功率贡献率矩阵
式中，为输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机k与节点i的相关列向量，PL是线路功率列向量；
步骤S22：忽略掉输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机对过载线路贡献率小于0.1的发电机相关列，得到降维后的输电线路矩阵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，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：本发明通过忽略发电机对线路贡献率均值小于0.1的发电机节点对矩阵进行降维，能有效降低数据噪声。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。
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，计算实例选择IEEE14节点系统(如图1所示)。本实施例提供了一种基于发电机对线路贡献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：根据电力网络当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：计算各台发电机对每条线路的功率贡献率，忽略输电线路功率组成矩阵中发电机对线路功率贡献率均值小于0.1的发电机相关列，对步骤S1中的输电线路功率组成矩阵进行降维；
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：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)，即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具体包括以下步骤：
步骤S21：计算发电机k对线路的功率贡献率矩阵
式中，为输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机k与节点i的相关列向量，PL是线路功率列向量；
步骤S22：忽略掉输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机对过载线路贡献率小于0.1的发电机相关列，得到降维后的输电线路矩阵Z。
其中，计算所有发电机对线路的贡献率得到结果如下表所示。
由上表可知，若过载线路为线路1-2，G1对各线路贡献率远大于0.1而G2对线路贡献率远小于0.1，所以忽略线路功率组成矩阵中G2相关列，对矩阵进行降维。
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属于过载线路的并行输电通道。
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，为过载线路i断开后该线路的有功潮流。
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)

1.一种基于发电机对线路贡献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：根据电力网络当前潮流，计算输电线路功率组成矩阵；
步骤S2：计算各台发电机对每条线路的功率贡献率，忽略输电线路功率组成矩阵中发电机对线路功率贡献率均值小于0.1的发电机相关列，对步骤S1中的输电线路功率组成矩阵进行降维；
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：判断过载线路的并行输电通道范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于发电机对线路贡献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)，即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所述的一种基于发电机对线路贡献率降维的输电通道快速搜索方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：计算发电机k对线路的功率贡献率矩阵
式中，为输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机k与节点i的相关列向量，PL是线路功率列向量；
步骤S22：忽略掉输电线路功率组成矩阵Xl×(G×N)中发电机对过载线路贡献率小于0.1的发电机相关列，得到降维后的输电线路矩阵Z。
4.根据权利要求1所述的一种基于发电机对线路贡献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所述的一种基于发电机对线路贡献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所述的一种基于发电机对线路贡献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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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112146907A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 中国航空无线电电子研究所 一种基于通道贡献率的结构损伤实时定位方法

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