本发明专利技术公开了一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，具体涉及电力系统故障检测技术领域。该方法通过定义割集的结构性指标、停运概率指标和失负荷百分比指标作为风险评估指标，利用直流潮流模型确定各元件的初始负荷，确定网络的割点，进而对网络拓扑图进行分块将确定的初始故障线路断开，重新计算潮流，在同一个分块中搜索受初始故障线路潮流转移影响严重的前K条最短路径，在前K条最短路径中搜寻基于初始故障线路的系统的割集，计算割集的风险评估指标值并对割集进行风险评估，准确辨识关键输电断面。本方法不需要复杂的故障数据处理，相比其它电力系统关键断面方法简单、快速，并且易于实现。
【技术实现步骤摘要】
一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法
本专利技术涉及电力系统故障检测
，具体涉及一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法。
技术介绍
随着电网规模的日益扩大，利用输电断面代替单一元件对电网进行分析与控制已成为必然趋势。特别是伴随着特高压的快速建设，不同区域的电网互联形成一个大电网。此时，电网发生大面积停电的概率逐渐增大，且停电事故波及范围越来越广，影响程度越来越高。因此，准确判断出电网的关键输电断面重点监控，并及时采取有效的控制措施能够有效预防电力系统连锁故障的发生。国内外专家对关键输电断面的搜索做了深入的研究，但都存在各自的局限性。基于潮流转移搜索关键输电断面的研究，未能综合考虑电网的实时运行状态和线路故障对系统造成的影响程度，同时没有关注在潮流转移路径中使系统解列的关键线路；基于预防系统被动解列的关键输电断面的研究，计算维度大，不能根据电网的时时运行状态采取有效措施，同时导致不必要的切机切负荷；基于电网分区的关键输电断面的研究，无法进行区内搜索而导致的区内漏选问题是分区法得到广泛运用的最大障碍；基于关键线路的关键输电断面的研究，只能搜寻出一组关键输电断面，而且需要不断重新计算电网潮流，计算比较繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足，提出了一种利用初始故障线路的潮流转移特性进行关键断面的辨识，准确而高效地辨识出电力系统关键断面的基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法。本专利技术具体采用如下技术方案：一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，具体包括：步骤10，定义割集的结构性指标、停运概率指标和失负荷百分比指标作为风险评估指标；所述割集由式(1)确定，其中，G1，G2表示去掉割集线路以后网络分成的互不连通的两部分，C(G1,G2)表示割集，Wij表示同属于互不连通的两部分的线路；所述结构性指标由式(2)确定，其中，MK,ML分别表示支路K和支路L的节点-支路关联向量，X表示基态下网络的节点导纳矩阵的逆矩阵，XL表示支路L的电抗值，XK表示支路K的电抗值。所述停运概率指标由式(3)确定，其中：Pi表示一组割集的隐性停运概率，M表示组成该割集的线路条数，Pik表示组成割集线路的隐性故障停运概率；所述失负荷百分比指标由式(4)确定，其中，TLoad,i表示割集i退出运行后系统的总损失负荷数，TOTLoad表示系统的总负荷数；步骤20，利用直流潮流模型确定各元件的初始负荷；步骤30，确定网络的割点，进而对网络拓扑图进行分块；步骤40，确定初始故障线路，重新计算潮流，在同一个分块中搜索受初始故障线路潮流转移影响严重的前K条最短路径；路径长度利用组成该路径的各线路的权值和表示，其中路径长度由式(5)确定，其中，dij表示路径长度，aij表示对应每条线路的权值；前K条最短路径即找出从节点Vi到节点Vj的所有路径中第一条最短路径到第K条最短路径K的值由式(6)确定：其中，Di,len表示第i条最短路的长度，M的值取3；步骤50，在前K条最短路径中搜寻基于初始故障线路的系统的割集；步骤60，计算割集的风险评估指标值对割集进行风险评估，准确辨识关键输电断面。优选地，所述步骤10具体包括：基于能够反应电网内在本质特征的拓扑结构的影响，定义结构性指标；基于电网的实时运行状态和线路负载率与线路隐性故障概率的关系，定义割集停运概率指标；基于割集退出运行后故障影响的广度，定义割集失负荷百分比指标。优选地，所述步骤60包括：步骤61，计算定义的割集风险评估指标；步骤62，为了消除评估指标之间因为量纲不同的效应，对评估指标进行归一化处理；步骤63，根据各个指标得到不同的割集风险值，利用熵权法反应各个指标的风险值存在的差异程度，进而确定客观权重；步骤64，根据运行经验主观评估指标对实际问题的贡献程度，利用九标度法得到主观权重；步骤65，确定综合权重值。优选地，所述步骤62中，评估指标归一化由式(7)确定：其中：vik表示割集i的第k个指标值，max(vik)、min(vik)分别表示割集各个指标值的最大值和最小值。优选地，所述步骤63中，利用熵权法比较经过归一化后的指标值本身的差异程度来确定客观权重值，客观权重值由式(8)确定：其中：βj表示指标的权重值，Wj为指标的熵权值，n为指标的个数。优选地，所述步骤64中，在九标度法的判断矩阵中，取数字1到9，不同的数字代表两个元素相比不同的重要程度，数字越大代表前者比后者越重要。优选地，所述步骤64中，采用一致性指标去对判断矩阵进行一致性检验，检验得到的主观权重是否合理，一致性指标由式(9)确定：其中：max(λ)表示判断矩阵的最大特征值；采用一致性比率判断矩阵的一致性是否可以接受，一致性比率由式(10)确定：其中，RI为随机一致性指标；优选地，所述步骤65中，综合权重值由式(11)确定：其中：am表示客观权重值，bm表示主观权重值，综合权重中认为主、客观因素对割集风险评估的贡献程度一样大。本专利技术具有如下有益效果：该方法充分利用了初始故障线路被切除以后的潮流转移特性，直接在受初始故障线路潮流转移影响严重的路径中搜寻系统的割集，最后通过定义割集风险评估指标确定电力系统关键断面；该方法不需要复杂的故障数据处理，直接利用初始故障线路被切除以后的潮流转移特性搜索系统的割集，定义指标对割集进行风险评估进而确定关键断面，相比其它电力系统关键断面方法简单、快速，并且易于工程实现。附图说明图1为本专利技术的流程框图；图2为IEEE39节点系统图；图3为IEEE39节点系统网络拓扑图；图4为位于故障线路分块中故障线路的割集划分区域图；图5为线路隐性故障概率与线路负载率的关系图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明：如图1、图5所示，一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，具体包括：步骤10，定义割集的结构性指标、停运概率指标和失负荷百分比指标作为风险评估指标；割集由式(1)确定，其中，G1，G2表示去掉割集线路以后网络分成的互不连通的两部分，C(G1,G2)表示割集，Wij表示同属于互不连通的两部分的线路；结构性指标由式(2)确定，其中，MK,ML分别表示支路K和支路L的节点-支路关联向量，X表示基态下网络的节点导纳矩阵的逆矩阵，XL表示支路L的电抗值，XK表示支路K的电抗值。停运概率指标由式(3)确定，其中：Pi表示一组割集的隐性停运概率，M表示组成该割集的线路条数，Pik表示组成割集线路的隐性故障停运概率；失负荷百分比指标由式(4)确定，其中，TLoad,i表示割集i退出运行后系统的总损失负荷数，TOTLoad表示系统的总负荷数；步骤20，利用直流潮流模型确定各元件的初始负荷；步骤30，确定网络的割点，进而对网络拓扑图进行分块；步骤40，确定初始故障线路，重新计算潮流，在同一个分块中搜索受初始故障线路潮流转移影响严重的前K条最短路径；路径长度利用组成该路径的各线路的权值和表示，其中路径长度由式(5)确定，其中，dij表示路径长度，aij表示对应每条线路的权值；前K条最短路径即找出从节点Vi到节点Vj的所有路径中第一条最短路径到第K条最短路径K的值由式(6)确定：其中，Di,len表示第i条最短路的长度，M本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，其特征在于，具体包括：步骤10，定义割集的结构性指标、停运概率指标和失负荷百分比指标作为风险评估指标；所述割集由式(1)确定，
【技术特征摘要】
1.一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，其特征在于，具体包括：步骤10，定义割集的结构性指标、停运概率指标和失负荷百分比指标作为风险评估指标；所述割集由式(1)确定，其中，G1，G2表示去掉割集线路以后网络分成的互不连通的两部分，C(G1,G2)表示割集，Wij表示同属于互不连通的两部分的线路；所述结构性指标由式(2)确定，其中，MK,ML分别表示支路K和支路L的节点-支路关联向量，X表示基态下网络的节点导纳矩阵的逆矩阵，XL表示支路L的电抗值，XK表示支路K的电抗值。所述停运概率指标由式(3)确定，其中：Pi表示一组割集的隐性停运概率，M表示组成该割集的线路条数，Pik表示组成割集线路的隐性故障停运概率；所述失负荷百分比指标由式(4)确定，其中，TLoad,i表示割集i退出运行后系统的总损失负荷数，TOTLoad表示系统的总负荷数；步骤20，利用直流潮流模型确定各元件的初始负荷；步骤30，确定网络的割点，进而对网络拓扑图进行分块；步骤40，确定初始故障线路，重新计算潮流，在同一个分块中搜索受初始故障线路潮流转移影响严重的前K条最短路径；路径长度利用组成该路径的各线路的权值和表示，其中路径长度由式(5)确定，其中，dij表示路径长度，aij表示对应每条线路的权值；前K条最短路径即找出从节点Vi到节点Vj的所有路径中第一条最短路径到第K条最短路径K的值由式(6)确定：其中，Di,len表示第i条最短路的长度，M的值取3；步骤50，在前K条最短路径中搜寻基于初始故障线路的系统的割集；步骤60，计算割集的风险评估指标值对割集进行风险评估，准确辨识关键输电断面。2.如权利要求1所述的一种基于初始故障线路割集的电力系统关键断面辨识方法，其特征在于，所述步骤10具体包括：基于能够反应电网内在本质特征的拓扑结构的影响，定义结构性指标；基于电网的实时运行状态和线路负载率与线路隐性故障概率的关系，定义割集停运概率指标；基于割集退出运行后故障影响的广度，定义割集失负荷百分比指标。3.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：于群，徐纪伟，曹娜，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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