一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法，包含以下步骤：S1：建立包含多个发动机和多个节点的电网模型，并获取各发动机和各节点的有功功率波动上限倍数和无功功率波动上限倍数的信息；S2：基于各发动机和各节点的有功功率波动上限和无功功率波动上限的信息，计算所有节点的潮流熵和风险熵，潮流熵为分布熵和转移熵的乘积；S3：根据各节点的潮流熵和风险熵确定各节点的一次脆弱度大小VR；S4：计算电网负载率功率密度谱LRM；S5：计算单位功率密度谱熵LSRM；S6:确定各节点的脆弱度大小。本申请通过建立电网模型，并在模拟电网模型在受潮流冲击的情况下计算各节点的潮流熵和风险熵，进而判断出电网各节点的脆弱度的相关性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法
本专利技术涉及电网脆弱度检测技术，具体地，涉及一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法。
技术介绍
如今电力系统已基本形成了大规模的互联，成为最复杂的网络之一。大规模的互联电网能够把电能送至千万公里以外的用户处，同样能够把局部故障迅速传播至整个地区甚至整个网络，导致大规模停电。近些年来，国内外发生过许多次大型停电事故，它们都是由连锁性故障造成的。从这些事故的发展来看，虽然连锁故障的形式各不相同，但都是由其中的某一元件故障为开端，进而引发一系列的元件故障。这种连锁性故障传播速度非常快，最终导致大面积的电网崩溃。它的实质是激发脆性源之后系统中脆弱度的传播。如何对电力系统的运行状态和变化趋势进行快速准确分析，准确定位脆弱源，已成为电力系统安全分析发展的主要方向，也是明确且紧迫的研究课题。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法以对电网的脆弱度进行分析。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法，包含以下步骤：S1：建立包含多个发动机和多个节点的电网模型，并获取电网模型中各发动机和各节点的有功功率波动上限倍数和无功功率波动上限倍数的信息；S2：基于各发动机和各节点的有功功率波动上限和无功功率波动上限的信息，计算所有节点的潮流熵和风险熵，所述潮流熵为潮流分布熵和潮流转移熵的乘积；S3：在计算各节点的潮流熵和风险熵后根据各节点的潮流熵和风险熵确定各节点的一次脆弱度VR大小，ΔPij＝|Pij-Pi0|，其中，Pi0为支路i的有功潮流，当节点j负荷波动时，支路i的有功潮流变为Pij；S4:定义电网负载率功率密度谱：LRM，其定义式为：其中：μl为线路L的负载率，PL为线路L上流过的有功潮流，PLmax为线路L的传输极限值，L为电网中的总之路数；T1为仿真起始时间，T2为仿真结束时间；S5:定义单位功率密度谱熵为电网脆弱性综合评价指标：S6:最后通过计算LSRM的数值大小再次确定各节点的脆弱度大小。较佳地，所述步骤S2包含：计算节点i的潮流分布熵的步骤S21、计算节点i的潮流转移熵的步骤S22、和计算节点i受潮流冲击时节点j的风险熵的步骤S23，其中0<i<N，0<j<N，N为节点总数；所述步骤S21包含以下步骤：S211：对电网模型产生随机潮流冲击，使发动机和各节点分别扰动增加单位负荷，并计算发动机节点增加单位负荷时所有节点的有功增量，以及计算各节点增加单位负荷时所有节点的有功增量；S212：在计算发动机增加单位负荷时所有节点的有功增量后，计算发动机潮流冲击造成的分布冲击率，以及在计算各节点增加单位负荷时所有节点的有功增量后，计算节点潮流冲击造成的分布冲击率；S213：在计算发动机潮流冲击造成的分布冲击率后，计算发动机扰动对支路i的潮流分布熵，以及在计算节点潮流冲击造成的分布冲击率后，计算负荷扰动对支路i的潮流分布熵；S214：在计算发动机扰动对支路i的潮流分布熵和计算负荷扰动对支路i的潮流分布熵后，计算随机潮流冲击对节点i的潮流分布熵，随机潮流冲击对节点i的潮流分布熵的大小等于发动机扰动对支路i的潮流分布熵减去负荷扰动对支路i的潮流分布熵；所述步骤S22包含以下步骤：S221：对节点i产生随机潮流冲击，使节点i产生波动；S222：在节点i产生波动时，计算其余节点各自的潮流转移量；S223：计算其余节点各自的潮流转移量后，计算所有节点的潮流转移量的总和；S224：在计算所有节点的潮流转移量的总和后，计算节点i的潮流转移冲击率；S225：在计算节点i的潮流转移冲击率后，计算节点i的潮流转移熵；所述步骤S23包含以下步骤：S231：对节点i产生随机潮流冲击，使节点i产生波动；S232：在节点i产生波动时，计算其余节点各自的有功变化；S233：在计算其余节点各自的有功变化后，计算所有节点的有功变化的总和；S224：在计算所有节点的有功变化的总和后，计算节点i之外的节点各自的能量冲击率；S225：在计算节点i之外的节点各自的能量冲击率后，计算节点i之外的节点各自的风险熵。较佳地，所述步骤S1以下步骤：保持各节点的视在功率不变，不断减小各节点有功功率的比例，增大各节点无功功率的比例。较佳地，所述步骤S1以下步骤：保持各个节点的无功功率不变，按照0.01的比例增大各个节点的有功功率。较佳地，所述步骤S1以下步骤：同时增大各个节点的有功功率和无功功率，且两者增大比例相同。较佳地，通过采用上述技术方案，本专利技术可以取得以下技术效果：本申请基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法通过建立电网模型，并在模拟电网模型在受潮流冲击的情况下计算各节点的潮流熵和风险熵，进而判断出电网各节点的脆弱度的相关性。附图说明图1绘示了一电网模型的示意图。具体实施方式熵是衡量系统混乱性和无序状态的一种量度。基于熵理论，专家们已提出了潮流熵、风险熵等概念，用来定量地描述潮流分布的不平衡性。用以计算熵H的公式为：其中，Ii是第个事件的不定性量度，是整个系统所有事件的总数。以下将对潮流转移熵进一步详细说明。电网正常运行时会发生潮流的转移，当节点断开后潮流仍会继续发生转移，这将会对其它节点造成影响。支路i的潮流转移量ΔPji为：ΔPji＝Pji-Pj0,j≠i，其中，Pji和Pj0分别是支路i断开前和断开后支路j的潮流。支路i对支路j的潮流转移冲击率为δji为：支路i的潮流转移熵ETi为：基于潮流转移熵ET的支路重要度指标QTi为：由QTi的表达式可知：支路i的初始潮流Pi越大，支路i断开后的潮流转移熵ETi越小，支路重要度指标QTi越大，则越容易引发事故[15]。以下将对潮流分布熵进一步详细说明。系统正常运行时，各支路的潮流均处于平衡状态。当发电机节点或负荷节点增加单位负荷后，支路i的潮流增量ΔPia为：ΔPia＝Pia-Pi0。其中，ΔPia为由节点a的潮流冲击而造成的支路i的潮流变化，则由节点a的潮流冲击而造成的所有支路的潮流变化总和ΔPa为：其中，N表示节点总数。节点a的潮流冲击对支路i的潮流分布冲击率δia为：节点a的单位负荷扰动对支路i的潮流分布熵EDia为：EDia＝-δialnδia。系统潮流冲击对支路i的潮流分布熵EDi为：EDi＝EDiaG-EDiaL＝δiaLlnδiaL-δiaGlnδiaG。基于潮流分布熵ED的支路重要度指标QDi为：其中，G和L分别代表系统中发电机节点集合和负荷节点集合；NG和NL分别代表发电机节点的个数和负荷节点的个数。由QDi的表达式可知：系统扰动对支路i的潮流分布熵EDia越小，支路重要度指标QDi越小，则越容易引发事故。综上所述，基于潮流熵的支路综合重要度指标QE为：QE＝QTiQDi。其中，QTi是支路i故障停运后给系统带来的危险指标；QDi是支路i因为系统扰动而停运的难易度指标。以下将对风险熵进一步详细说明。系统正常工作时是处于平衡状态，支路i的有功潮流为Pi0，当节点j负荷波动时，支路i的有功潮流变为Pij，支路i的有功变化ΔPij为：ΔPij＝|Pij-Pi0|。节点j对系统的能量冲击ΔPj为：其中，L为系统中的支路数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：建立包含多个发动机和多个节点的电网模型，并获取电网模型中各发动机和各节点的有功功率波动上限倍数和无功功率波动上限倍数的信息；S2：基于各发动机和各节点的有功功率波动上限和无功功率波动上限的信息，计算所有节点的潮流熵和风险熵，所述潮流熵为潮流分布熵和潮流转移熵的乘积；S3：在计算各节点的潮流熵和风险熵后根据各节点的潮流熵和风险熵确定各节点的一次脆弱度VR大小，

【技术特征摘要】
1.一种基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：建立包含多个发动机和多个节点的电网模型，并获取电网模型中各发动机和各节点的有功功率波动上限倍数和无功功率波动上限倍数的信息；S2：基于各发动机和各节点的有功功率波动上限和无功功率波动上限的信息，计算所有节点的潮流熵和风险熵，所述潮流熵为潮流分布熵和潮流转移熵的乘积；S3：在计算各节点的潮流熵和风险熵后根据各节点的潮流熵和风险熵确定各节点的一次脆弱度VR大小，ΔPij＝|Pij-Pi0|，其中，Pi0为支路i的有功潮流，当节点j负荷波动时，支路i的有功潮流变为Pij；S4:定义电网负载率功率密度谱：LRM，其定义式为：其中：μl为线路L的负载率，PL为线路L上流过的有功潮流，PLmax为线路L的传输极限值，L为电网中的总之路数；T1为仿真起始时间，T2为仿真结束时间；；S5:定义单位功率密度谱熵为电网脆弱性综合评价指标：S6:最后通过计算LSRM的数值大小再次确定各节点的脆弱度大小。2.根据权利要求1所述的基于混合熵测度的电网脆弱度分析方法，其特征在于，所述步骤S2包含：计算节点i的潮流分布熵的步骤S21、计算节点i的潮流转移熵的步骤S22、和计算节点i受潮流冲击时节点j的风险熵的步骤S23，其中0<i<N，0<j<N，N为节点总数；所述步骤S21包含以下步骤：S211：对电网模型产生随机潮流冲击，使发动机和各节点分别扰动增加单位负荷，并计算发动机节点增加单位负荷时所有节点的有功增量，以及计算各节点增加单位负荷时所有节点的有功增量；S212：在计算发动机增加单位负荷时所有节点的有功增量后，计算发动机潮流冲击造成的分布冲击率，以及在计算各节点增加单位负荷时所有节点的有功增量后，计算节点潮流冲击造成的分布冲击率；S213：在计算发动机潮流冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵振华，罗志伟，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：福建,35