一种电力系统关键输电断面识别方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力系统关键输电断面识别方法和装置，该方法包括：利用潮流计算方式得到电力系统不同运行场景下的潮流数据，得到电力系统不同运行场景下的输入特征；对电力系统进行输电断面识别和传输极限计算，得到初始输电断面集合和初始标签集；计算初始输电断面集合中不同输电断面之间的相关性指标，根据相关性指标对初始输电断面集合的输电断面进行筛选，得到最终输电断面集合和最终标签集；从潮流数据中采集输入特征并归一化处理输入至多个最佳关键断面识别网络，以输出电力系统关键断面识别结果。本发明专利技术有效降低实时识别关键输电断面的计算时间，降低人工监测关键输电断面的数量，为调度人员提供准确、实时的关键输电断面信息参考。输电断面信息参考。输电断面信息参考。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统关键输电断面识别方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种电力系统关键输电断面识别方法和装置，属于电力系统安全分析


技术介绍

[0002]由于大规模电力系统的复杂性，调度人员全面监控电网中的全部物理量几乎是不可能的，因此在进行电网调度与实时监控时，通常需要预先划定一些关键输电断面，并主要关注这些输电断面上的潮流信息是否越限。输电断面通常是一系列输电线路的集合，这些输电线路具有相同的潮流流向，当其中一条输电线路发生过故障时，其功率会有较大比例转移到同一输电断面的其它线路上，目前关键输电断面通常是由专家根据人工经验指定的。
[0003]目前根据人工经验指定断面的方法在两方面存在不足：一是指定断面没有量化标准，可能存在断面选择不够准确的问题，进而影响电网运行的安全性与经济性；二是随着电网的发展，电网的拓扑结构、潮流信息都在不断发生变化，因此其断面信息也需要同步更新，完全依赖人工更新输电断面信息成本较高且难以实现实时更新。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种电力系统关键输电断面识别方法，基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统关键输电断面识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，利用潮流计算方式得到电力系统不同运行场景下的潮流数据，根据所述潮流数据得到电力系统不同运行场景下的输入特征；S2，对所述电力系统进行输电断面识别和传输极限计算，得到初始输电断面集合和初始标签集；S3，计算所述初始输电断面集合中不同输电断面之间的相关性指标，根据所述相关性指标对所述初始输电断面集合的输电断面进行筛选，得到最终输电断面集合和最终标签集；S4，从所述潮流数据中采集所述输入特征，并归一化处理输入至多个最佳关键断面识别网络，以输出电力系统关键断面识别结果；其中，所述多个最佳关键断面识别网络是通过归一化处理输入特征、所述最终输电断面集合和最终标签集，训练得到分别与所述最终输电断面集合中多个输电断面相对应的所述多个最佳关键断面识别网络。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1，包括：S1.1，根据电力系统历史运行信息和发电负荷预测信息，采用蒙特卡洛抽样和潮流计算方式，生成s种电力系统运行场景下的潮流数据；S1.2，依次从所述s种电力系统运行场景中第w种运行场景的潮流数据中，采集所有发电机的有功功率P
Grw
和无功功率Q
Grw
、所有母线的电压幅值V
Giw
、所有线路的有功功率P
Tkw
、所有负荷的有功功率P
Lmw
和无功功率Q
Lmw
，得到第w种运行场景下的输入特征x
w
＝(P
Grw
,Q
Grw
,V
Giw
,P
Tkw
,P
Lmw
,Q
Lmw
)；其中，上标w表示第w种运行场景，w＝1,2,
…
,s，下标r表示第r台发电机，下标i表示第i个母线，下标k表示第k个线路，下标m表示第m个负荷。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2，包括：S2.1，设定电力系统输电断面的电压等级最低值为V
min
，输电断面的电压等级最高值为V
max
，最大迭代次数为a
max
，潮流转移系数阈值C
max
，从s种电力系统运行场景中依次选取第w个运行场景，利用开断潮流算法和广度优先搜索算法计算，得到第w个运行场景下的输电断面集合S
w
，其中，w＝1,2,
…
,s；S2.2，将上述第w个运行场景下的输电断面集合S
w
取并集，得到初始输电断面集合S＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}，其中D
b
表示初始输电断面集合S中的第b个输电断面，T1表示初始输电断面集合S中输电断面的数量；S2.3，依次计算所有s种电力系统运行场景中第w种运行场景下的初始输电断面集合S＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}中的所有T1个输电断面的安全裕度B
bw
，将安全裕度B
bw
的值与人为设定的安全裕度阈值B
set
相比较，若B
bw
≤B
set
，则记第w种运行场景下第b个输电断面D
b
的标签y
bw
＝1，表示第b个输电断面D
b
在第w种运行场景下是关键输电断面，若B
bw
＞B
set
，则记第w种运行场景下第b个输电断面D
b
的标签y
bw
＝0，表示第b个输电断面D
b
在第w种运行场景下不是关键输电断面，最终，得到所有T1个输电断面在所有s种电力系统运行场景中的初始标签集{Y1,Y2,
…
,Y
b
,
…
,Y
T1
}，其中，Y
b
为第b个输电断面D
b
的关键断面标签集，并有Y
b
＝[y
b1
,y
b2
,
…
,y
bw
,
…
,y
bs
]，安全裕度阈值B
set
的值满足B
set
∈(0,0.5]，输电断面D
b
的安全裕度B
b
的计算公式为：
式中，表示在第w种运行场景下输电断面D
b
的传输极限，表示在第w种运行场景下输电断面D
b
上所有线路流过的有功功率之和。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2.1，包括：S2.11，记电力系统第w个运行场景在第a次迭代计算得到的断面集合为S
aw
＝{D
a_1w
,D
a_2w
,
…
,D
a_n(a)w
}，其中，D
a_j(a)w
表示断面集合S
aw
中的第j(a)个断面，j(a)＝1,
…
,n(a)，n(a)表示断面集合S
aw
中的断面总数；S2.12，令迭代次数a＝0，依次扫描电力系统中所有多回输电线路和单回输电线路的电压等级，将所有电压等级在[V
min
,V
max
]范围内的多回输电线路和单回输电线路作为输电断面记入一个断面集合S
0w
中，得到第0次迭代的断面集合S
0w
＝{D
0_1w
,D
0_2w
,
…
,D
0_n(0)w
}，其中，D
0_j(0)
表示第0次迭代得到的断面集合S0中的第j(0)个输电断面，j(0)＝1,2,
…
,n(0)；S2.13，令S
a+1w
:＝S
aw
；S2.14，从电力系统中依次断开断面集合S
aw
中所有n(a)个输电断面的第j(a)个输电断面D
a_j(a)w
包含的所有线路，其中，j(a)＝1,
…
,n(a)，计算断开输电断面D
a_j(a)w
后对输电断面D
a_h(a)w
的潮流转移系数C
j(a)_h(a)
：其中，P
lj(a)
表示断开输电断面D
a_j(a)w
包含的所有线路以后输电断面D
a_h(a)w
中输电线路l上的有功功率，l∈D
a_h(a)w
，P
l0
表示未断开输电断面D
a_j(a)w
包含的所有线路时输电断面D
a_h(a)w
中输电线路l上的有功功率，下标h(a)＝1,
…
,n(a)且满足h(a)≠j(a)；S2.15，初始化j(a)＝1；S2.16，初始化h(a)＝1；S2.17，将j(a)与h(a)进行比较，如果j(a)≠h(a)，则转入S2.18，如果j(a)＝h(a)，则转入S2.20；S2.18，将潮流转移系数C
j(a)_h(a)
与预设的潮流转移系数阈值C
max
进行比较，如果C
j(a)_h(a)
>C
max
，则转入S2.20，如果C
j(a)
‑
h(a)
≤C
max
，则转入S2.19；S2.19，将S2.18得到的输电断面D
a_j(a)w
和输电断面D
a_h(a)w
聚合成新输电断面D
neww
，利用广度优先搜索算法计算D
neww
是否为割集，如果D
neww
是割集，则将输电断面D
a_j(a)w
和输电断面D
a_h(a)w
从输电断面集合S
a+1w
中删除，并将D
neww
放入输电断面集合S
a+1w
中，如果D
neww
不是割集，则转入步骤(10)；S2.20，令h(a):＝h(a)+1，将h(a)与断面集合S
aw
中的断面总数n(a)进行比较，如果h(a)≤n(a)，则转入S2.17，如果h(a)>n(a)，则转入S2.21；S2.21，令j(a):＝j(a)+1，将j(a)与断面集合S
aw
中的断面总数n(a)进行比较，如果j(a)
≤n(a)，则转入S2.16，如果j(a)>n(a)，则转入S2.22；S2.22，令迭代次数a:＝a+1；S2.23，将迭代次数a的大小与最大迭代次数a
max
作比较，若a＜a
max
，则转入S2.13，如果a≥a
max
，则令S
w
＝S
aw
，S
w
即为第w个运行场景下的输电断面集合。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3，包括：S3.1，利用最大最小归一化法，依次对所述第w种运行场景下的输入特征x
w
进行归一化处理，得到归一化后的输入特征S3.2，依次计算所述初始输电断面集合S＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}中第g个输电断面D
g
的初始标签集Y
g
＝[y
g1
,y
g2
,
…
,y
gw
,
…
,y
gs
]和第h个输电断面D
g
的初始标签集Y
h
＝[y
g1
,y
g2
,
…
,y
gw
,
…
,y
gs
]的欧式距离O(g,h)，其中g＝1,
…
,T1，h＝1,
…
,T1且g≠h，计算公式如下：S3.3，依次从所述初始输电断面集合S＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}中选取第g个输电断面D
g
，根据第g个输电断面D
g
的初始标签集Y
g
＝[y
g1
,y
g2
,
…
,y
gw
,
…
,y
gs
]的取值从所有s种电力系统运行场景中选取满足y
gw
＝1的所有运行场景相对应的归一化后的输入特征构成第b个输电断面D
b
的关键场景特征集合其中，g＝1,
…
,T1，表示选取的第g个输电断面，d(g)表示满足y
gw
＝1的运行场景总数；依次从所述初始输电断面集合S＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}中选取第h个输电断面D
h
，根据第h个输电断面D
h
的初始标签集Y
h
＝[y
h1
,y
h2
,
…
,y
hw
,
…
,y
hs
]的取值从所有s种电力系统运行场景中选取满足y
hw
＝1的所有运行场景相对应的归一化后的输入特征构成第h个输电断面D
h
的关键场景特征集合其中，h＝1,
…
,T1，表示选取的第h个输电断面，d(h)表示满足y
hw
＝1的运行场景总数；计算集合X
1_g
和X
1_h
的Hausdorff距离H(g,h)；S3.4，利用下式，依次计算第g个初始关键断面标签集和第h个初始关键断面标签集的相关性指标W(g,h)：W(g,h)＝w1×
O(g,h)+w2×
H(g,h)其中，w1和w2满足w1+w2＝1；S3.5，设定相关性指标阈值W
min
，初始化g＝1，初始化最终输电断面集合J等于初始输电断面集合S，即J＝{D1,D2,
…
D
b
,
…
D
T1
}；S3.6，初始化h＝1；S3.7，将g与h的值进行比较，如果g≠h，则转入S3.8，如果g＝h，则转入步骤S3.10；S3.8，将W(g,h)的值与W
min
进行比较，若W(g,h)≤W
min
，则转入S3.9，若W(g,h)>W
min
，则转入S3.10；S3.9，分别计算标签集Y
g
中所有元素的总和E(g)和标签集Y
h
中所有元素的总和E(h)，将E(g)和E(h)的大小进行比较，若E(g)＞E(h)，则从集合J中删除第h个输电断面D
h
，若E(g)≤E(h)，则从集合J中删除第g个的输电断面；S3.10，令h:＝h+1，将h的值与T1进行比较，若h≤T1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏斌，郭庆来，周艳真，叶琳，王彬，吴文传，张宇谦，杨滢，王铮澄，谢栋，姚皇甫，祁炜雯，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：