一种基于聚类分析的快速智能分区算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于聚类分析的快速智能分区算法，首先设置分区终止条件为单个区域厂站数大于m或分区数小于n；然后将每个厂站作为一个簇，根据簇之间的线路连接拓扑关系赋予簇与簇之间的cut值；再求出所述簇之间的cut值的平均值，然后将cut值大于平均值的簇合并，形成新簇，更新簇之间的cut值；重复进行上步，直到满足终止条件，则分区完成。该算法能够快速对电网进行智能分区，从而为减少计算量提供保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统自动化领域，尤其涉及一种基于聚类分析的快速智能分区算法。
技术介绍
随着电网的发展，基建、改造项目大量投产，临时方式越来越复杂，电网运行面临的挑战性不断增强。继电保护作为电网的第一道防线，对电网安全运行起到至关重要的作用。为保证电力系统的安全稳定运行，许多地方在地调平台上搭建了基于智能调度技术支持系统平台建设继电保护定值在线校核及预警应用平台。然而在实际校核的过程中发现，随着电网模型的增加，计算速度呈指数下降。因为在计算时，首先要生成节点导纳矩阵，然后对导纳矩阵求逆后获得节点阻抗阵，因为对矩阵的求逆涉及大量的计算操作，随着节点数的增加其求逆用时成指数上升，所以通过加载部分模型来减少节点数的操作，可以大大减少计算用时，提高计算速度。为了适应这一情况，需要对电网进行快速分区。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于聚类分析的智能算法，该算法能够快速对电网进行智能分区，从而为减少计算量提供保证。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于聚类分析的快速智能分区算法，包括如下步骤：(a)设置分区终止条件为单个区域厂站数大于m或分区数小于n；(b)将每个厂站作为一个簇，根据簇之间的线路连接拓扑关系赋予簇与簇之间的cut值，所述cut值为两个簇之间的线路数与各线路权值之和，无互感的线路的线路权值设置为0，有互感线路的线路权值设置为100～200；(c)求出所述簇之间的cut值的平均值，然后将cut值大于平均值的簇合并，形成新簇，更新簇之间的cut值；(d)重复步骤(c)，直到满足步骤(a)的终止条件，则分区完成。优选的，步骤(a)中m值为500，n值为5，步骤(b)中有互感线路的线路权值设置为100。本专利技术采用聚类分析的思想，对厂站按照连接紧密程度和是否存在电感赋予权值，并在此基础上进行平均值计算，然后将大于平均值的厂站分成一个区域，作为一个新簇，并且不断重复此操作，知道符合终止条件时完成分区。该方法简单快速，智能化强，所得分区科学合理，为后期减少计算量奠定了基础。附图说明图1为聚类分析算法流程图。图2为示例厂站连接关系图。图3为更新一次后簇之间连接关系图。图4为分区完成后的簇之间连接关系图。具体实施方式采用本专利技术的分区算法，对所研究电网的线路连接和互感情况必须清楚，这些为原始数据，在这些原始数据的基础上用本算法可以进行科学合理的快速分区。本专利技术包括如下步骤：(a)设置分区终止条件为单个区域厂站数大于m或分区数小于n；(b)将每个厂站作为一个簇，根据簇之间的线路连接拓扑关系赋予簇与簇之间的cut值，所述cut值为两个簇之间的线路数与各线路权值之和，无互感的线路的线路权值设置为0，有互感线路的线路权值设置为100～200；(c)求出所述簇之间的cut值的平均值，然后将cut值大于平均值的簇合并，形成新簇，更新簇之间的cut值；(d)重复步骤(c)，直到满足步骤(a)的终止条件，则分区完成。m、n以及互感线路权值可以根据电网规模和分区目标进行设定。下面通过具体实施例来说明本方法的应用，本方法流程图如图1所示，本例所涉电网如图2所示，该电网的拓扑连接关系如表1和表2所示。表1表1为厂站的数据模型，表示各厂站间的拓扑连接关系，每个厂站作为一个簇对应唯一节点号。首先，对所有簇进行编号，本例为10厂站，即有10个节点号，拓扑关系由连接关系列确定。表1中节点号为1的簇对应的连接关系为21和31，则表示节点号为1的簇和节点号为2的簇之间有一条线路连接，节点号为1的簇和节点号为3的簇之间存在一条线路。同样对于存在互感关系的线路也由簇的节点号表示，表示形式为互感支路1互感支路2，如表2所示。表2互感支路由首末簇的节点号表示，如线路L12与线路L15之间存在互感，则表示为(8，9)(8，10)。然后根据表1和表2计算cut值，以矩阵的形式表示，行列为簇的节点号。cutij为簇i和簇j之间的cut值，cut值为两个簇之间的线路数与各线路权值之和，无互感的线路的线路权值设置为0，有互感线路的线路权值设置为100。因为厂站自身与自身之间的连接，所以10个厂站为9行9列。求出所有簇之间cut的平均值为32.3(cut值之和除以cut值的个数)，然后把cut值大于cut平均值的簇合并，即合并簇8、簇9、簇10为一个新簇，簇2、簇3、簇4为一个新簇；合并后的簇如图3所示，判断是否满足分区终止条件。因为举例的电网模型较小，将每一个厂站作为一个簇，若图2每一个初始簇为已经聚集了N次后的簇的集合，那么此时可能满足终止条件，分为6个区域。若仍不满足，则重新计算新簇之间的cut值；合并簇1、簇2、簇3，同时合并簇3和簇5，生成新的簇的模型如图4所示，此时区域数为3，分区完成。上述实施例只是对本专利技术构思和实现的一个说明，并非对其进行限制，在本专利技术构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于聚类分析的快速智能分区算法，包括如下步骤：(a)设置分区终止条件为单个区域厂站数大于m或分区数小于n；(b)将每个厂站作为一个簇，根据簇之间的线路连接拓扑关系赋予簇与簇之间的cut值，所述cut值为两个簇之间的线路数与各线路权值之和，无互感的线路的线路权值设置为0，有互感线路的线路权值设置为100～200；(c)求出所述簇之间的cut值的平均值，然后将cut值大于平均值的簇合并，形成新簇，更新簇之间的cut值；(d)重复步骤(c)，直到满足步骤(a)的终止条件，则分区完成。

【技术特征摘要】
1.一种基于聚类分析的快速智能分区算法，包括如下步骤：
(a)设置分区终止条件为单个区域厂站数大于m或分区数小于n；
(b)将每个厂站作为一个簇，根据簇之间的线路连接拓扑关系赋予簇与
簇之间的cut值，所述cut值为两个簇之间的线路数与各线路权值之和，无互
感的线路的线路权值设置为0，有互感线路的线路权值设置为100～200；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岩，王志刚，徐松晓，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河北省电力公司，国网河北省电力公司保定供电分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11