一种配电网结构成熟度的评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种配电网结构成熟度的评价方法及装置，所述方法包括：以厂站为节点，获取配电网网络结构，并根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵；根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间；获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，并根据所述样本总距确定配电网的成熟度，本发明专利技术提供的技术方案，考虑到了线路的权重，从节点分布的均匀程度和聚集效应等方面较为全面的反映了配电网的成熟程度，与现场的实际情况更为接近，对配电网的发展建设有一定的指导作用。

A method and device for evaluating the maturity of distribution network structure

The present invention relates to an evaluation method and device for the maturity of a distribution network. The method includes: obtaining a distribution network network structure by a plant station as a node, and determining a Laplace matrix of a distribution network according to the distribution network network structure; the first small non trivial eigenvector of the Laplace matrix of the distribution network and second small parts of the distribution network. The ordinary feature vectors determine the network sample space of each node of the distribution network structure; obtain the sample space of the network sample space of the nodes of the distribution network network structure, and determine the maturity of the distribution network according to the total distance of the sample. The technical scheme provided by the invention takes into account the weight of the line and divides the nodes from the nodes. The uniformity and aggregation effect of the cloth reflect the maturity of the distribution network, which is closer to the actual situation in the field, and has a certain guiding role for the development and construction of the distribution network.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网结构成熟度的评价方法及装置
本专利技术涉及电网运行评估
，具体涉及一种配电网结构成熟度的评价方法及装置。
技术介绍
国民经济的迅速发展对电网的电能质量提出了越来越高的要求，人民的生产生活也越来越依赖高质量的电能。而配电网结构对供电可靠性的影响非常大。不同地区的配电网的发展存在很大的差别，部分地区的结构比较成熟，部分地区的结构比较落后，全面的评价配电网网架结构，有利于配电网的进一步合理规划。Laplace谱的研究基于图论、复杂网络理论，多用于图像识别、图像分割、图像匹配等问题。KennethM.Hall首先将Laplace矩阵应用于如何把n个互联的节点放置到n维的欧几里德空间的问题中，揭示了矩阵包含图所有信息的本质，其特征值及其特征向量可作为定位及聚类分析、集群识别的有利工具。因此，亟需一种基于Laplace谱的配电网结构成熟度的评价方法及装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种配电网结构成熟度的评价方法及装置，其目的是基于Laplace谱对配电网成熟度进行评价，从节点的分布均匀程度、聚集效应等方面较为全面地反映网络成熟程度。其中考虑了线路的权重，与现场情况更加接近，既能用于对配电网结构成熟度的横向评价又能用于纵向评价，对配电网的发展有一定的指导作用。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种配电网结构成熟度的评价方法及装置，其改进之处在于，包括：以厂站为节点，获取配电网网络结构，并根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵；根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间；获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，并根据所述样本总距确定配电网的成熟度。优选的，所述根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵，包括：根据所述配电网网络结构，获取配电网的邻接矩阵和度矩阵；根据所述邻接矩阵和度矩阵，确定配电网的Laplace矩阵。进一步的，所述根据所述配电网网络结构，获取配电网的邻接矩阵和度矩阵，包括：按下式获取配电网的邻接矩阵A：上式中，aij为所述配电网网络结构中第i个节点与第j个节点间的相关系数，i,j∈[1,n]，n为所述配电网网络结构节点总数；所述配电网的度矩阵为n×n的对角矩阵，其中，该对角矩阵中的对角元素bii为所述配电网网络结构第i个节点的支路个数。进一步的，所述根据所述邻接矩阵和度矩阵，确定配电网的Laplace矩阵，包括：按下式确定所述配电网的Laplace矩阵L：L＝I-D-1A上式中，D为所述度矩阵，A为所述邻接矩阵，I为n×n的单位列向量。优选的，在所述根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间之前，包括：按下式利用所述Laplace矩阵更新最小化点与点之间距离之和函数；Z＝XTLX+YTLY利用拉格朗日乘数法确定所述最小化点与点之间距离之和函数的解为：获取所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量X和第二小非平凡特征向量Y；其中，α和β均为拉格朗日因子，L为配电网的Laplace矩阵。优选的，所述根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构各节点的网络样本空间，包括：以所述第一小非平凡特征向量X为x轴坐标，所述第二小非平凡特征向量Y为y轴坐标，建立节点间的散点坐标系，将该散点坐标系作为所述配电网各节点的网络样本空间。优选的，所述获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，包括：按下式确定所述配电网各节点的网络样本空间的样本总距α：上式中，dij为所述样本空间中i点和j点之间的欧氏距离的平方，n为所述配电网网络结构节点总数。优选的，所述根据所述样本总距确定配电网的成熟度，包括：按下式确定所述配电网的成熟度M：M＝100α/2n2上式中，α为所述配电网各节点的网络样本空间的样本总距，n为所述配电网网络结构节点总数。一种配电网结构成熟度的评价装置，其改进之处在于，包括：第一确定单元，用于以厂站为节点，获取配电网网络结构，并根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵；第二确定单元，用于根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间；第一获取单元，用于获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距；第三确定单元,根据所述样本总距确定配电网的成熟度。优选的，所述第一确定单元，包括：第一获取模块，用于根据所述配电网网络结构，获取配电网的邻接矩阵和度矩阵；第一确定模块，用于根据所述邻接矩阵和度矩阵，确定配电网的Laplace矩阵。进一步的，所述第一获取模块，包括：第一获取子模块，用于按下式获取配电网的邻接矩阵A：上式中，aij为所述配电网网络结构中第i个节点与第j个节点间的相关系数，i,j∈[1,n]，n为所述配电网网络结构节点总数；所述配电网的度矩阵为n×n的对角矩阵，其中，该对角矩阵中的对角元素bii为所述配电网网络结构第i个节点的支路个数。进一步的，所述第一确定模块，包括：第一确定子模块，用于按下式确定所述配电网的Laplace矩阵L：L＝I-D-1A上式中，D为所述度矩阵，A为所述邻接矩阵，I为n×n的单位列向量。优选的，所述系统还包括：更新单元，用于按下式利用所述Laplace矩阵更新最小化点与点之间距离之和函数：Z＝XTLX+YTLY第二获取单元，用于利用拉格朗日乘数法确定所述最小化点与点之间距离之和函数的解为：获取所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量X和第二小非平凡特征向量Y；其中，α和β均为拉格朗日因子，L为配电网的Laplace矩阵。优选的，所述第二确定单元，包括：第一建立模块，用于以所述第一小非平凡特征向量X为x轴坐标，所述第二小非平凡特征向量Y为y轴坐标，建立节点间的散点坐标系，将该散点坐标系作为所述配电网各节点的网络样本空间。优选的，所述第一获取单元，包括：第二获取模块，用于按下式确定所述配电网各节点的网络样本空间的样本总距α：上式中，dij为所述样本空间中i点和j点之间的欧氏距离的平方，n为所述配电网网络结构节点总数。优选的，所述第三确定单元，包括：第二确定模块，用于按下式确定所述配电网的成熟度M：M＝100α/2n2上式中，α为所述配电网各节点的网络样本空间的样本总距，n为所述配电网网络结构节点总数。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的技术方案，以厂站为节点，构建配电网网络结构，基于Laplace矩阵，定义配电网络结构成熟度这一指标，用以评价网络结构的紧密、完善程度，基于本专利技术提供的技术方案，从节点分布均匀程度、聚集效应等方面较全面地反映了网络结构成熟程度，其中考虑了线路的权重，与现场情况更加接近，可以利用本专利技术确定的配电网的成熟度来指导建设新的联络线路或建设新的变电站的线路。在计划添加某一支路之前计算网络成熟度，再计算计划添加某一支路后的网络成熟度的增量，增量最大的支路应该优先建设。附图说明图1是本专利技术提供的一种配电网结构成熟度的评价方法的流程图；图2是本专利技术实施例中IEEE57节点网络拓扑图；图3是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网结构成熟度的评价方法，其特征在于，所述方法包括：以厂站为节点，获取配电网网络结构，并根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵；根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间；获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，并根据所述样本总距确定配电网的成熟度。

【技术特征摘要】
1.一种配电网结构成熟度的评价方法，其特征在于，所述方法包括：以厂站为节点，获取配电网网络结构，并根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵；根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间；获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，并根据所述样本总距确定配电网的成熟度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配电网网络结构确定配电网的Laplace矩阵，包括：根据所述配电网网络结构，获取配电网的邻接矩阵和度矩阵；根据所述邻接矩阵和度矩阵，确定配电网的Laplace矩阵。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述配电网网络结构，获取配电网的邻接矩阵和度矩阵，包括：按下式获取配电网的邻接矩阵A：A＝[aij]n×n上式中，aij为所述配电网网络结构中第i个节点与第j个节点间的相关系数，i,j∈[1,n]，n为所述配电网网络结构节点总数；所述配电网的度矩阵为n×n的对角矩阵，其中，该对角矩阵中的对角元素bii为所述配电网网络结构第i个节点的支路个数。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述邻接矩阵和度矩阵，确定配电网的Laplace矩阵，包括：按下式确定所述配电网的Laplace矩阵L：L＝I-D-1A上式中，D为所述度矩阵，A为所述邻接矩阵，I为n×n的单位列向量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构的各节点的网络样本空间之前，包括：按下式利用所述Laplace矩阵更新最小化点与点之间距离之和函数；Z＝XTLX+YTLY利用拉格朗日乘数法确定所述最小化点与点之间距离之和函数的解为：获取所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量X和第二小非平凡特征向量Y；其中，α和β均为拉格朗日因子，L为配电网的Laplace矩阵。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配电网的Laplace矩阵的第一小非平凡特征向量和第二小非平凡特征向量确定配电网网络结构各节点的网络样本空间，包括：以所述第一小非平凡特征向量X为x轴坐标，所述第二小非平凡特征向量Y为y轴坐标，建立节点间的散点坐标系，将该散点坐标系作为所述配电网各节点的网络样本空间。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述配电网网络结构的各节点的网络样本空间的样本总距，包括：按下式确定所述配电网各节点的网络样本空间的样本总距α：上式中，dij为所述样本空间中i点和j点之间的欧氏距离的平方，n为所述配电网网络结构节点总数。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本总距确定配电网的成熟度，包括：按下式确定所述配电网的成熟度M：M＝100α/2n2上...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽华，张文朝，田春筝，王利利，梁海平，李鹏，陈晓云，潘艳，贾淋茗，张冰，蒋小亮，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司经济技术研究院，中电普瑞电力工程有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11