一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置，确定电网中的单一故障单元及直流输电极数；根据单一故障单元和直流输电极数，建立电网直流拓扑模型；确定电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；根据节点的潮流集中度和辛普森指数，确定节点的能量释放指数；根据能量释放指数判别电网中的关键节点。本申请的技术方案能够提取电网在不同运行方式下各个节点的物理信息，计算节点的潮流集中度和辛普森指数，以及能量释放指数，进而判断出电网中的关键节点和电网的运行特性，克服了目前的电网拓扑模型只关注节点之间线路连接关系不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置
本申请涉及电气
，尤其涉及一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置。
技术介绍
现有的电力网络关键节点判断的方法是，先建立电力网络模型，如：小世界网络模型、无标度网络模型、局域世界模型、改进的局域世界模型、邻域演化模型、时空演化模型等等，其中最基础的是小世界网络模型和无标度网络模型。然后在这些模型的基础上，基于复杂网络理论，分析电力网络的拓扑结构特征并且演化生成规律，以及计算其对连锁故障所产生的影响、电力网络的脆弱性和鲁棒性。目前，常用的基于复杂网络理论刻画电网特性的主要参数有：特征路径长度、聚类系数、聚类度以及度分布。但是，现有的基于复杂网络理论的电网关键节点的辨识方法，忽略了电网运行方式多变的特点。基本固定的网架结构，电网可安排的运行方式多种多样，不同的运行方式下，同一节点所带来的电网扰动和稳定风险是不一样的。所以，如何提供一种行之有效的关键节点辨识方法成为业内亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请提供了一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置，以实现在复杂电网环境下，有效的辨识关键节点的目的。一方面，本申请实施例提供一种复杂电网中关键节点的辨识方法，包括：确定电网中的单一故障单元及直流极数；根据所述单一故障单元和所述直流极数，建立电网直流拓扑模型；确定所述电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；根据节点的所述潮流集中度和所述辛普森指数，确定节点的能量释放指数；根据所述能量释放指数判别电网中的关键节点。可选的，所述确定电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数中，确定节点的潮流集中度的具体步骤包括：获取所述电网直流拓扑模型中节点数和节点所承载的功率绝对值；根据所述节点数和所述功率绝对值，确定节点的潮流指数；根据所述潮流指数，确定节点的潮流集中度。可选的，所述辨识方法还包括：根据节点的所述潮流指数，对电网的运行特性进行分析。可选的，所述辨识方法还包括：根据节点的所述潮流集中度，对电网的运行特性进行分析。可选的，所述根据节点的所述潮流指数，对电网的运行特性进行分析的步骤包括：计算所述潮流指数的累积概率分布；计算所述潮流指数的辛普森指数；根据所述潮流指数的累积概率分布和所述潮流指数的辛普森指数，对电网的运行特性进行分析。可选的，所述根据节点的所述潮流集中度，对电网的运行特性进行分析的步骤包括：计算所述潮流集中度的累积概率分布；计算所述潮流集中度的辛普森指数；根据所述潮流集中度的累积概率分布和所述潮流集中度的辛普森指数，对电网的运行特性进行分析。另一方面，本申请实施例提供一种复杂电网中关键节点的辨识装置，包括：确定单元，用于确定电网中的单一故障单元及直流极数；模型建立单元，用于根据所述单一故障单元和所述直流极数，建立电网直流拓扑模型；第一参数确定单元，用于确定所述电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；第二参数确定单元，用于根据节点的所述潮流集中度和所述辛普森指数，确定节点的能量释放指数；关键节点判别单元，用于根据所述能量释放指数判别电网中的关键节点。可选的，所述第一参数确定单元还用于：获取所述电网直流拓扑模型中节点数和节点所承载的功率绝对值；根据所述节点数和所述功率绝对值，确定节点的潮流指数；根据所述潮流指数，确定节点的潮流集中度。可选的，所述辨识装置还包括第一特性分析单元；所述第一特性分析单元，用于根据节点的所述潮流指数，对电网的运行特性进行分析。可选的，所述辨识装置还包括第二特性分析单元；所述第二特性分析单元，用于根据节点的所述潮流集中度，对电网的运行特性进行分析。由以上技术方案可知，本申请提供一种复杂电网中关键节点的辨识方法及装置，确定电网中的单一故障单元及直流极数；根据单一故障单元和直流极数，建立电网直流拓扑模型；确定电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；根据节点的潮流集中度和辛普森指数，确定节点的能量释放指数；根据能量释放指数判别电网中的关键节点。本申请的技术方案能够提取电网在不同运行方式下各个节点的物理信息，计算节点的潮流集中度和辛普森指数，以及能量释放指数，进而判断出电网中的关键节点和电网的运行特性，克服了目前的电网拓扑模型只关注节点之间线路连接关系不足的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，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一种复杂电网中关键节点的辨识方法的流程图；图2为本申请实施例提供的电力网络示意图；图3为本申请实施例提供的另一种电力网络示意图；图4为本申请实施例提供的一种复杂电网中关键节点的辨识装置的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，本申请实施例提供了一种复杂电网中关键节点的辨识方法，该方法包括：步骤101，确定电网中的单一故障单元及直流极数；本申请中的单一故障单元可以是一个单一的节点。步骤102，根据所述单一故障单元和所述直流极数，建立电网直流拓扑模型；电网直流拓扑模型以单一故障单元为中心点，按照极数获取与该中心点相连的多条支路，并建立电网直流拓扑的模型。步骤103，确定所述电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；其中，确定节点的潮流集中度的具体步骤包括：步骤201，获取所述电网直流拓扑模型中节点数和节点所承载的功率绝对值；进一步，模型中的单一故障单元用i表示，模型中的节点数用N表示，节点i所承载的功率绝对值用Pi表示。步骤202，根据所述节点数和所述功率绝对值，确定节点的潮流指数；进一步，根据以下公式，计算节点的潮流指数：其中，Ei表示节点i的潮流指数，Pj表示电网中各个节点所承载的功率绝对值。N为电网中的总节点数。以具体电网结构为例，说明Pi的由来，如图2所示，电力网络中包含节点i、节点a、节点b、节点c和节点d，其中电流的流向分别为由节点a流向节点i，由节点b流向节点i，由节点c流向节点i，由节点i流向节点d，以Pai表示节点a到节点i支路的功率，以Pbi表示节点b到节点i支路的功率，以Pci表示节点c到节点i支路的功率，以Pid表示节点i到节点d支路的功率，那么节点i所能承载的功率为Pai、Pbi、Pci和Pid的总和。变电站节点包括下网或上网功率，根据基尔霍夫定律，节点i所承载的潮流为Pi/2。另外，给定常数序列B＝{B1,B2,B3,…,Bk,…,Bm}，用nk表示潮流指数Ei∈(Bk,Bk+1]的节点个数，对不同潮流指数区间内的节点个数概率化得：其中，PP(Ei)为潮流指数Ei∈(Bk,Bk+1]的节点数占总节点数的比例。通过分析整个电网潮流指数的均匀度可以判断当前运行方式下电网节点潮流的均匀程度，对整个网络的运行方式进行定量评估。潮流指数的变化范围在B1-Bm之间，由于Ei为节点传递的潮流除以了平均值，即为平均传递潮流的倍数，所以B1-Bm的范围不会特别大。Ei在B的区间分布越集中，说明网络中的潮流按节点分布越一致，Ei在B的区间分布越分散，说明网络中节点的潮流有重有轻，越不均匀。可选的，所述辨识方法还包括：根据节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂电网中关键节点的辨识方法，其特征在于，包括：确定电网中的单一故障单元及直流极数；根据所述单一故障单元和所述直流极数，建立电网直流拓扑模型；确定所述电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；根据节点的所述潮流集中度和所述辛普森指数，确定节点的能量释放指数；根据所述能量释放指数判别电网中的关键节点。

【技术特征摘要】
1.一种复杂电网中关键节点的辨识方法，其特征在于，包括：确定电网中的单一故障单元及直流极数；根据所述单一故障单元和所述直流极数，建立电网直流拓扑模型；确定所述电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数；根据节点的所述潮流集中度和所述辛普森指数，确定节点的能量释放指数；根据所述能量释放指数判别电网中的关键节点。2.根据权利要求1所述的辨识方法，其特征在于，所述确定电网直流拓扑模型中节点的潮流集中度和辛普森指数中，确定节点的潮流集中度的具体步骤包括：获取所述电网直流拓扑模型中节点数和节点所承载的功率绝对值；根据所述节点数和所述功率绝对值，确定节点的潮流指数；根据所述潮流指数，确定节点的潮流集中度。3.根据权利要求2所述的辨识方法，其特征在于，所述辨识方法还包括：根据节点的所述潮流指数，对电网的运行特性进行分析。4.根据权利要求2所述的辨识方法，其特征在于，所述辨识方法还包括：根据节点的所述潮流集中度，对电网的运行特性进行分析。5.根据权利要求3所述的辨识方法，其特征在于，所述根据节点的所述潮流指数，对电网的运行特性进行分析的步骤包括：计算所述潮流指数的累积概率分布；计算所述潮流指数的辛普森指数；根据所述潮流指数的累积概率分布和所述潮流指数的辛普森指数，对电网的运行特性进行分析。6.根据权利要求4所述的辨识方法，其特征在于，所述根据节点的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蕾，郭成，李胜男，孟贤，许守东，和鹏，马红升，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53