一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法技术方案

本发明专利技术涉及电力技术领域，且公开了一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，所述电力系统并行分区方法包括以下步骤：步骤S1、根据黑启动电源的位置和数目，将其作为初始的病毒传染源，确定初始感染矩阵F0；步骤S2、综合考虑了电网的拓扑结构和实际特性，结合节点度和节点注入或输出功率，从而得到节点感染概率矩阵。该基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，综合考虑电网的网络拓扑结构和系统的实际特性，提出基于复杂网络理论中SIR模型的适用于电力系统并行恢复的分区方法，在方法迭代过程中嵌入分区约束，快速得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法
本专利技术涉及电力
，具体为一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法。
技术介绍
电力系统发生大停电后，合理有效的并行恢复方案有助于缩短系统停电时间，从而减少经济损失。子区划分是保障后续并行恢复策略制定和实施的前提条件。如何快速有效地制定适用于并行恢复的分区方案值得深入研究。电力系统并行恢复分区具备显著的社区结构特性。因此可以利用复杂网络理论进行电力系统并行恢复分区。文献[1]利用边介数来表示节点间的联系程度，在保证各个子区内存在黑启动电源的前提下，使用GN(GirvenNewman)算法将边介数大的线路作为子区间的联络线，从而得到电力系统的分区方案。并利用模块度指标来衡量划分结果的合理性。文献[2]基于谱聚类方法，将网络的拓扑关系映射到由第一和第二小非平凡特征向量构成的空间，然后根据系统中黑启动电源的数目，将空间中各节点对应元素的欧氏距离作为衡量节点相似性的标准对各元素进行聚类计算得到电力系统分区方案。现有的方法给电网并行恢复分区提供了良好的理论基础，但是大多仅考虑了电网的拓扑特性而忽略了系统的正常运行特性和停电后系统的受损状态。此外，存在无法保证各恢复子区在规模上的平衡，没有详细考虑电力系统发电与负荷的平衡等影响系统并行恢复过程的重要问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对上述
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术综合考虑电网的网络拓扑结构和系统的实际特性，提出基于复杂网络理论中SIR模型的适用于电力系统并行恢复的分区方法，在方法迭代过程中嵌入分区约束，快速得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。(二)技术方案本专利技术提供如下技术方案：一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，所述电力系统并行分区方法包括以下步骤：步骤S1、根据黑启动电源的位置和数目，将其作为初始的病毒传染源，确定初始感染矩阵F0。步骤S2、综合考虑了电网的拓扑结构和实际特性，结合节点度和节点注入或输出功率，从而得到节点感染概率矩阵。步骤S3、根据停电后系统的受损状态，将受损严重的故障节点设置为免疫节点，得到结合免疫策略后的节点感染概率矩阵。步骤S4、根据节点自身的传染率和邻居节点的状态，得到病毒传播过程中节点的传播率。步骤S5、在传播过程中，将被感染了病毒的节点进行标记，为了避免已感染病毒的节点交叉感染，已感染的节点会以概率δ恢复成R状态，使得节点不再次受病毒的感染。步骤S6、将分区约束嵌入到病毒的传播过程中，得到满足约束条件的感染节点集合，以保证系统恢复的安全稳定。步骤S7、将被同类型病毒感染的节点划分进同一个子区内，最终得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。优选的，所述步骤S4中设置了相应的传播阈值，可以让病毒广泛传播。优选的，在一个n节点的网络中，节点可分为三种状态：S表示容易被病毒感染的易感状态；I表示已被病毒感染的状态；R表示从感染状态恢复成健康状态，并且不会再被病毒所感染的节点。优选的，对任意第t次病毒传播，有：S(t)+I(t)+R(t)＝N(n)式中N(n)表示网络的节点集合；S(t)表明在第t次传播中易感染的健康节点集合；I(t)表明在第t次传播中已感染的节点集合；R(t)表明在第t次传播中从感染状态恢复成健康状态的节点集合。优选的，在电网中，黑启动电源节点作为病毒初始感染源，不同的黑启动电源表示不同类型的病毒。优选的，根据大停电后电力系统实际的运行情况，当发生紧急情况时，调度员会根据系统当前状态和元件的可用性对系统节点作进一步的处理。优选的，将分区约束嵌入到病毒的传播过程中，包括黑启动电源约束、功率平衡约束、子区规模约束、可观测性约束。优选的，病毒传播时，在每一次迭代中被同类型病毒感染的节点划分进同一个子区内。与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，具备以下有益效果：1、该基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，综合考虑电网的网络拓扑结构和系统的实际特性，提出基于复杂网络理论中SIR模型的适用于电力系统并行恢复的分区方法，在方法迭代过程中嵌入分区约束，快速得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案，与其他两种复杂网络理论方法相比，本专利技术的方法运行时间最短，因此，可以更快地得到可行的分区结果，加快电力系统的恢复进程。2、该基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，利用病毒传播中的SIR模型并结合停电后系统的受损情况、分区约束得到适用于并行恢复的分区方案，主要包含初始化停电后电力系统的拓扑结构和运行状态，应用SIR模型得到相应的分区方案，随着子区数目的增加，所提方法的平均运行时间略有增加。但每个案例的平均运行时间相差不大，当一个电力系统被划分成两个以上的子区时，本文的计算效率比现有的一些策略有很大的优势。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术IEEE39节点系统的分区方案图；图3为本发IEEE39节点系统的SIR节点数目图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，电力系统并行分区方法包括以下步骤：步骤S1、根据黑启动电源的位置和数目，将其作为初始的病毒传染源，确定初始感染矩阵F0。步骤S2、综合考虑了电网的拓扑结构和实际特性，结合节点度和节点注入或输出功率，从而得到节点感染概率矩阵。步骤S3、根据停电后系统的受损状态，将受损严重的故障节点设置为免疫节点，得到结合免疫策略后的节点感染概率矩阵。步骤S4、根据节点自身的传染率和邻居节点的状态，得到病毒传播过程中节点的传播率。步骤S5、在传播过程中，将被感染了病毒的节点进行标记，为了避免已感染病毒的节点交叉感染，已感染的节点会以概率δ恢复成R状态，使得节点不再次受病毒的感染。步骤S6、将分区约束嵌入到病毒的传播过程中，得到满足约束条件的感染节点集合，以保证系统恢复的安全稳定。步骤S7、将被同类型病毒感染的节点划分进同一个子区内，最终得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。实施例本专利技术利用病毒传播中的SIR模型并结合停电后系统的受损情况、分区约束得到适用于并行恢复的分区方案。具体的过程如附图1所示，主要包含：初始化停电后电力系统的拓扑结构和运行状态，应用SIR模型得到相应的分区方案。1、病毒传播模型的初始化根据病毒传播的SIR模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，其特征在于：所述电力系统并行分区方法包括以下步骤：/n步骤S1、根据黑启动电源的位置和数目，将其作为初始的病毒传染源，确定初始感染矩阵F0；/n步骤S2、综合考虑了电网的拓扑结构和实际特性，结合节点度和节点注入或输出功率，从而得到节点感染概率矩阵；/n步骤S3、根据停电后系统的受损状态，将受损严重的故障节点设置为免疫节点，得到结合免疫策略后的节点感染概率矩阵；/n步骤S4、根据节点自身的传染率和邻居节点的状态，得到病毒传播过程中节点的传播率；/n步骤S5、在传播过程中，将被感染了病毒的节点进行标记，为了避免已感染病毒的节点交叉感染，已感染的节点会以概率δ恢复成R状态，使得节点不再次受病毒的感染；/n步骤S6、将分区约束嵌入到病毒的传播过程中，得到满足约束条件的感染节点集合，以保证系统恢复的安全稳定；/n步骤S7、将被同类型病毒感染的节点划分进同一个子区内，最终得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，其特征在于：所述电力系统并行分区方法包括以下步骤：
步骤S1、根据黑启动电源的位置和数目，将其作为初始的病毒传染源，确定初始感染矩阵F0；
步骤S2、综合考虑了电网的拓扑结构和实际特性，结合节点度和节点注入或输出功率，从而得到节点感染概率矩阵；
步骤S3、根据停电后系统的受损状态，将受损严重的故障节点设置为免疫节点，得到结合免疫策略后的节点感染概率矩阵；
步骤S4、根据节点自身的传染率和邻居节点的状态，得到病毒传播过程中节点的传播率；
步骤S5、在传播过程中，将被感染了病毒的节点进行标记，为了避免已感染病毒的节点交叉感染，已感染的节点会以概率δ恢复成R状态，使得节点不再次受病毒的感染；
步骤S6、将分区约束嵌入到病毒的传播过程中，得到满足约束条件的感染节点集合，以保证系统恢复的安全稳定；
步骤S7、将被同类型病毒感染的节点划分进同一个子区内，最终得到满足子区规模相当、内部结构紧凑、功率平衡等要求的电力系统并行恢复分区方案。


2.根据权利要求1所述的一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，其特征在于：所述步骤S4中设置了相应的传播阈值。


3.根据权利要求1所述的一种基于SIR模型的电力系统并行恢复分区方法，其特征在于：在一个n节点的网络中，节点可分为三种状态：S表示容易被病毒感染的易感状态；I表示已被病毒感染的状态；R表示从感染状态恢复成健康状态，并且不会再被病毒所感染...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长城，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45