CN114336766B - 面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，涉及电力系统技术领域，解决了现有方法无法将多馈入短路比与网架拓扑优化决策变量之间的关系进行显式线性化表达的技术问题。该方法包括：确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

Description

面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法

技术领域

本申请涉及电力系统的技术领域，尤其是涉及一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法。

背景技术

在电力系统规划建设和运行控制中，通常需要进行输电网拓扑结构的调整和优化，以实现系统经济性、安全性或其他性能指标的提升。对含有多回直流馈入的受端电网而言，网架拓扑的变化很可能破坏系统结构强度，进而对多馈入短路比造成明显影响。但是，现有方法无法将多馈入短路比与网架拓扑优化决策变量之间的关系进行显式线性化表达。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，以解决现有方法无法将多馈入短路比与网架拓扑优化决策变量之间的关系进行显式线性化表达的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，所述方法包括：

确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；

针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；

利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

在一个可能的实现中，所述阻抗数据包含：所述目标节点的自阻抗值，以及所述目标节点与除所述目标节点以外其他节点之间的互阻抗值。

在一个可能的实现中，所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值为所述目标节点的自阻抗值；

所述纯电抗等值网络中所述其他节点的电压值为所述其他节点与所述目标节点之间的互阻抗值。

在一个可能的实现中，所述构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤之前，还包括：

基于支路开断状态与原网络保持相同的所述纯电抗等值网络，利用基尔霍夫电流定律和大M法表示的线路欧姆定律，构建所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型。

在一个可能的实现中，所述利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤，包括：

利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系确定所述目标节点的阻抗数据，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

在一个可能的实现中，在所述纯电抗等值网络中，所述多馈入短路比所需的目标阻抗数据均通过等值的所述目标节点的电压值表征。

在一个可能的实现中，所述基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤，包括：

将所述目标节点的多馈入短路比约束条件转化为所述目标节点的阻抗数据与直流传输功率的线性组合的约束条件，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型以及所述线性组合的约束条件，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

第三方面，提供了一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置，所述装置包括：

确定模块，用于确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；

第一构建模块，用于针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；

第二构建模块，用于利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

第三方面，本申请实施例又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的第一方面所述方法。

第四方面，本申请实施例又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述的第一方面所述方法。

本申请实施例带来了以下有益效果：

本申请实施例提供的一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，能够确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型，本方案中，不同于传统技术路线对节点阻抗矩阵中的元素本身直接利用的范式，而是先通过多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，通过利用该网络中节点电压与阻抗的等值关系，无需形成完整的节点阻抗矩阵Z，即可有针对性地提取任意关注节点的阻抗元素，实现了多馈入短路比约束关于网架拓扑优化决策变量的线性化解析建模，即使是在网架拓扑不连通或残缺不全的情况下，所建模型也依然能够在决策过程中有效保持多馈入短路比随系统结构的变化关系，从而正确表征直流所在区域的多馈入短路比特性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的多馈入系统示例图；

图3为本申请实施例提供的提取多馈入短路比的纯电抗等值网络结构示意图；

图4为本申请实施例提供的基于“多源单网”模型的等值网络的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置的结构示意图；

图6示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前，作为衡量交直流系统电网结构品质的重要指标，多馈入短路比与直流的安全稳定运行密切相关：多馈入短路比越大，交流系统的电压支撑能力越强，直流发生换相失败的概率越小。这表明在受端电网的规划、运行、控制中，网架拓扑的调整优化可能使系统承受潜在的安全运行风险。因此，在相关问题的优化建模中引入多馈入短路比约束是很有必要的。

随着运筹学的发展及应用，近年来很多学者在解决电网优化问题时常采用数学规划方法，其优势在于只要将模型建立成混合整数线性规划等特定形式，即可通过成熟的商用优化求解器得到全局最优解。目前，基于线性规划的输电网规划和运行控制优化模型已得到广泛应用，因此亟需提出一种多馈入短路比约束的线性化建模方法用于受端电网的安全性保证。

作为受端电网设计规划、运行与控制中常见的优化措施，网架拓扑调整通常涉及机组的启停及线路的开断决策，当前已有的优化模型缺乏对于多馈入短路比与决策变量之间显式线性关系的直接讨论，因而大多采用启发式算法进行求解或采用先决策后校验的方式剔除多馈入短路比不满足要求的方案，前者结果的最优性难以保证，后者无法在决策过程中有效计及多馈入短路比约束。

在涉及网架拓扑调整的优化问题中，支路的投运状态并非预先给定，而是作为决策变量参与优化。由多馈入短路比的实用表达式可知，若想完成该指标约束的线性化建模，首要前提是实现相关节点阻抗元素与决策变量之间映射关系的线性化表达。传统的研究思路通常采用“节点导纳矩阵求逆”或“支路追加”的方法首先形成节点阻抗矩阵，再获取目标节点的自阻抗或互阻抗元素。但前者受限于矩阵求逆的强非线性，后者由于支路追加的强顺序性，同样不易将阻抗与支路状态之间的关系进行线性化处理，因此无法适用于混合整数线性规划模型的构建与求解。

当前，基于线性规划的输电网规划和运行控制优化模型已得到广泛应用，但是当前已有的优化模型缺乏对于多馈入短路比与决策变量之间显式线性关系的直接讨论，亟需提出一种多馈入短路比约束的线性化解析建模方法用于受端电网的安全性保证。基于此，本申请实施例提供了一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，通过该方法可以解决现有方法无法将多馈入短路比与网架拓扑优化决策变量之间的关系进行显式线性化表达的技术问题，实现了多馈入短路比与网架拓扑优化决策变量之间内在关系的显式线性化表达。

下面结合附图对本发明实施例进行进一步地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法的流程示意图。其中，该方法应用于计算机设备。如图1所示，该方法包括：

步骤S110，确定待构建模型的目标电网。

其中，目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入。

步骤S120，针对目标电网中的多个目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定纯电抗等值网络中目标节点的电压值。

需要说明的是，对于纯电抗等值网络(“伴随网络”)的构建过程，是基于节点阻抗元素的物理意义，构建一个与原网架拓扑相似但参数不同，外施电流源的“伴随网络”，通过节点电压与阻抗之间的等值关系，无须形成完整的节点阻抗矩阵Z，即可实现任意目标节点阻抗元素的获取。

I设为节点注入电流，U为节点电压，则节点电压方程可表示为：

ZI＝U (1)

将上式展开可得：

观察式(2)可知，当向节点i注入单位电流源，其他节点所接电流源均开路，即

时，有U_i＝Z_ii，U_j＝Z_ij由此可知，在外施单位电流源的特定网络中，各节点的阻抗元素均可由相应的节点电压值加以表征。

以下结合一个含有三回直流馈入的受端系统，说明基于节点阻抗物理意义的“伴随网络”构建方法。假设该系统共包含2台机组，10条线路，以及3个LCC-HVDC系统，如图2所示。

在此以节点8为例具体说明。为实现该节点处的相关阻抗元素提取和线性化建模，首先，构建一个与原网络拓扑结构相似，但参数不同的纯电抗等值网络：机组以暂态电抗大小的接地支路表示，变压器和线路统一采用电抗近似表示，并在目标节点8处施加一个单位电流源，如图3所示。在此“伴随网络”中，节点集合由扩展为包含大地节点的N⁰，线路集合由K扩展为包含接地支路的K⁰。

在一些实施例中，阻抗数据包含：目标节点的自阻抗值，以及目标节点与除目标节点以外其他节点之间的互阻抗值。进一步的，纯电抗等值网络中目标节点的电压值为目标节点的自阻抗值；纯电抗等值网络中其他节点的电压值为其他节点与目标节点之间的互阻抗值。由节点阻抗元素的物理意义可知，该“伴随网络”中节点8的电压值即为其自阻抗值，其他任意节点的电压值即为各自与节点8之间的互阻抗值。

对于含有多个直流落点的电力系统，在实际应用中，需要基于多馈入短路比的实用表达式，针对每个直流落点均构建一个“伴随网络”，用于提取该节点的自阻抗和与其他各个直流逆变站间的互阻抗，借助节点电压与阻抗的等值关系，完成各换流母线的多馈入短路比约束线性化建模。

假设电路均为纯感性，在忽略节点电压幅值和角度差异的情况下，已知多馈入短路比的实用表达式为

式(10)中，K_NSCRi为第i回直流的多馈入短路比；P_di，P_dj分别为第i,j回直流的传输功率；Z_eqii为等值节点阻抗矩阵中第i回母线的自阻抗；Z_eqij为换流母线之间的等值互阻抗。一般认为，KM_SCR＞3时受端系统为强系统，2＜K_MSCR＜3时为弱系统，K_MSCR＜2时为极弱系统。

由式(10)可知，多馈入短路比的下限约束可以转化为直流落点阻抗元素与相应传输功率线性组合的上限约束。以换流母线8为例，在图2所示的“伴随网络”中，构成多馈入短路比所需的目标阻抗元素均可由等值的节点电压值加以表征。由此，便可将节点8的多馈入短路比约束转化为节点电压与直流功率线性组合的约束，具体建模公式如式(11)所示。由式(11)再结合式(3)-(9)，即可完成直流落点8处的多馈入短路比约束的完整建模。

式(11)中，U_i为“伴随网络”中节点i的电压值；P_di为第i回直流的传输功率标幺值；K_MSCR，th为设定的多馈入短路比阈值，通常取值为3。

依此类推，当电网中含有多回直流馈入时，需要针对每个直流落点均构建一个与原网架拓扑相似，支路状态随动的“伴随网络”，用于完成所有多馈入短路比约束的线性化建模。具体的建模公式如下，其中，N_HVDC表示多馈入系统直流落点的集合。

上式中，I_ijc，f为基于直流落点f所构建的等值网中流过线路的电流，c代表回路编号；U_i，f，U_j，f为等值网中节点i,j的电压值。

由于上述多馈入短路比约束的线性化建模方法需要根据系统中馈入直流的数目构建多个等值网，且每个网都附加一个单位电流源，因此称之为“单源多网”模型。

步骤S130，利用纯电抗等值网络中目标节点的电压值与目标节点的电压值之间的等值关系，构建目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

在实际应用中，可以由“单源多网”模型推演到更加简洁高效的“多源单网”模型，深入挖掘等值网络中节点电压的物理意义。根据直流传输功率的大小，构建一个含有多个电流源的“伴随网络”，借此实现多馈入短路比约束线性化模型的建立。

针对“单源多网”模型中，约束条件集合随直流落点数增多而快速扩充的问题，本发明提出了一种更加简洁高效的多馈入短路比约束线性化模型。

假定传输功率为P_di，P_dj，P_dk的三回直流分别落点于母线i，j，k，将式(2)中各直流落点的节点注入电流用相应的传输功率标幺值替代，其余节点电流均设为零，则节点电压方程可展开如下：

此时，换流母线处呈现的节点电压大小依次为U_i，U_j，U_k，以下等式恒成立：

由式(20)可知，当向直流落点处同时注入各自传输功率大小的电流源时，换流母线呈现的节点电压值与其多馈入短路比互为倒数。因此可以通过构建具有如下特征的“伴随网络”，实现多馈入短路比约束的线性化建模：

a.每个直流馈入点处外施一个电流源，其它节点不设置电流源；

b.外施电流源的大小与相应的直流传输功率标幺值相等；

c.换流母线处的节点电压值与相应的多馈入短路比互为倒数。

仍以图2所示三馈入系统为例，按照上述三个特征完成等值网的构建，如图4所示。

在图4所示的等值网中，根据多馈入短路比与节点电压之间的倒数关系，便可将前者的下限约束转化为后者的上限约束：

通过对比，上述模型与“单源多网”模型的不同首先在于“伴随网络”中的单一电流源变成了多个电流源，可由式(22)体现，且无论系统中含有几个直流落点，只需构建一个“伴随网络”，即可实现所有换流母线多馈入短路比约束的线性化建模；其次，K_MSCR由一个节点电压与直流馈入功率的线性组合约束转化为直接对直流落点处的电压值通过式(27)加以限制。相比之下，“多源单网”模型对于“伴随网络”中节点电压的物理意义进行了更充分的挖掘和利用，相比于“单源多网”模型更加简洁高效。

本申请实施例中，提出了一种基于“伴随网络”的节点阻抗元素线性化建模方法，可以作为一种计及网架拓扑优化调整的多馈入短路比约束线性化解析建模方法的基础，无需形成完整的节点阻抗矩阵，即可有针对性地提取任意关注节点的阻抗元素，并实现其与支路状态之间映射关系的线性化表达。

本申请实施例提供的面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法跳脱出了传统技术路线对节点阻抗矩阵中的元素本身直接利用的范式，而是严格借用其物理意义提出了一种基于“伴随网络”的节点阻抗元素线性化建模方法。再者，由“单源多网”推演到“多源单网”，共提出了两种多馈入短路比约束的线性化模型，为涉及网架拓扑调整的受端电网规划、运行与控制优化模型中面临的共性安全问题提供了通用的技术路线和解决办法。

基于节点电压方程ZI＝U，以节点阻抗元素的物理意义为切入视角，首先构建与原网架拓扑相似、外施电流源的“伴随网络”，通过利用该网络中节点电压与阻抗的等值关系，无需形成完整的节点阻抗矩阵Z，即可有针对性地提取任意关注节点的阻抗元素。然后根据多馈入短路比的实用表达式，从“单源多网”模型推演到“多源单网”模型，给出了两种多馈入短路比约束关于网架拓扑优化决策变量的线性化解析建模方法。即使是在网架拓扑不连通或残缺不全的情况下，所建模型也依然能够在决策过程中有效保持多馈入短路比随系统结构的变化关系，从而正确表征直流所在区域的多馈入短路比特性。此外，本发明提出的多馈入短路比线性约束能够适用于交直流系统扩展规划、关键线路检修、网架重构恢复等涉及网架拓扑调整优化的诸多决策场景下，为解决受端电网规划、运行与控制中面临的共性安全问题提供了通用的基础模型。

下面对上述步骤进行详细介绍。

在一些实施例中，在步骤S130之前，该方法还可以包括以下步骤：

步骤a)，基于支路开断状态与原网络保持相同的纯电抗等值网络，利用基尔霍夫电流定律和大M法表示的线路欧姆定律，构建目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型。

设Z_ijc是网架拓扑优化的决策变量，Z_ijc＝0表示支路被断开，Z_ijc＝1表示支路投入运行。“伴随网络”与原网络的支路开断状态保持一致，两网在拓扑决策优化过程中始终使用同一组决策变量。为了实现目标节点阻抗元素与支路状态之间关系的线性化，需要借助两个基本的电路定律，具体建模公式如下：

b_i＝1，i＝8 (4)

-Z_ifcM≤I_ijc≤Z_ijcM，(i，j，c)∈K⁰ (8)

上式中，I_ijc为基于目标节点8所构建的“伴随网络”中流过线路的电流，c代表回路编号；x_ijc为线路电抗；U_i，U_j为等值网中节点i,j的电压值；M是一个极大的数，用来松弛相关的不等式约束。

需要说明的是，式(3)为KCL定律；式(4)保证“伴随网络”中只有目标节点8处有单位电流源注入；式(5)意味着除大地节点和目标节点之外的其他节点都满足电流平衡；式(6)(7)为大M法表达的线路欧姆定律；式(8)可以保证当Z_ijc＝0时线路无电流流过；式(9)为节点电压与阻抗元素之间的等值关系。

综上，通过构建的“伴随网络”中节点阻抗元素与节点电压之间的等值关系，并辅以基尔霍夫电流定律与线路欧姆定律，最终实现了网架拓扑决策优化过程中目标节点阻抗元素随支路状态变化关系的线性化解析建模。

通过辅以基尔霍夫电流定律和大M法表示的线路欧姆定律，可实现任意节点阻抗元素与支路开断状态之间映射关系的线性化表达。

在一些实施例中，上述步骤S130可以包括如下步骤：

步骤b)，利用纯电抗等值网络中目标节点的电压值与目标节点的阻抗数据之间的等值关系确定目标节点的阻抗数据，并基于目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

在一些实施例中，在纯电抗等值网络中，多馈入短路比所需的目标阻抗数据均通过等值的目标节点的电压值表征。

在一些实施例中，上述步骤b)可以包括如下步骤：

步骤c)，将目标节点的多馈入短路比约束条件转化为目标节点的阻抗数据与直流传输功率的线性组合的约束条件，并基于目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型以及线性组合的约束条件，构建目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

图5提供了一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置的结构示意图。如图5所示，面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置300包括：

确定模块301，用于确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；

第一构建模块302，用于针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；

第二构建模块303，用于利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

本申请实施例提供的面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置，与上述实施例提供的面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本申请实施例提供的一种电子设备，如图6所示，电子设备400包括处理器402、存储器401，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。

参见图6，电子设备还包括：总线403和通信接口404，处理器402、通信接口404和存储器401通过总线403连接；处理器402用于执行存储器401中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器401可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口404(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线403可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器401用于存储程序，所述处理器402在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请任一实施例揭示的过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器402中，或者由处理器402实现。

处理器402可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器402中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器402可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器402读取存储器401中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

对应于上述面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法的步骤。

本申请实施例所提供的面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

再例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化方法，其特征在于，所述方法包括：

确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；

针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；

利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型；

所述构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤之前，还包括：

基于支路开断状态与原网络保持相同的所述纯电抗等值网络，利用基尔霍夫电流定律和大M法表示的线路欧姆定律，构建所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型；

所述利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤，包括：

利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系确定所述目标节点的阻抗数据，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型；

在所述纯电抗等值网络中，所述多馈入短路比所需的目标阻抗数据均通过等值的所述目标节点的电压值表征；

所述基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型的步骤，包括：

将所述目标节点的多馈入短路比约束条件转化为所述目标节点的阻抗数据与直流传输功率的线性组合的约束条件，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型以及所述线性组合的约束条件，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻抗数据包含：所述目标节点的自阻抗值，以及所述目标节点与除所述目标节点以外其他节点之间的互阻抗值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值为所述目标节点的自阻抗值；

所述纯电抗等值网络中所述其他节点的电压值为所述其他节点与所述目标节点之间的互阻抗值。

4.一种面向网架拓扑决策优化的多馈入短路比约束线性化装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定待构建模型的目标电网，其中，所述目标电网中的多个目标节点处有直流功率馈入；

第一构建模块，用于针对所述目标电网中的多个所述目标节点，依据多馈入短路比的表达式构建多个设置电流源的纯电抗等值网络，并确定所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值；

第二构建模块，用于利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型；

还包括：第三构建模块，用于基于支路开断状态与原网络保持相同的所述纯电抗等值网络，利用基尔霍夫电流定律和大M法表示的线路欧姆定律，构建所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型；

所述第二构建模块具体用于：利用所述纯电抗等值网络中所述目标节点的电压值与所述目标节点的阻抗数据之间的等值关系确定所述目标节点的阻抗数据，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型；

在所述纯电抗等值网络中，所述多馈入短路比所需的目标阻抗数据均通过等值的所述目标节点的电压值表征；

所述第二构建模块还用于：将所述目标节点的多馈入短路比约束条件转化为所述目标节点的阻抗数据与直流传输功率的线性组合的约束条件，并基于所述目标节点的电压值针对网架拓扑优化决策变量的线性化解析模型以及所述线性组合的约束条件，构建所述目标电网的各换流母线的多馈入短路比约束线性化模型。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至3任一项所述的方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求1至3任一项所述的方法。

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