一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，解决了现有技术的不足，包括以下步骤：步骤1，对电力系统进行拓扑建模，具体为：电力系统包括母线、输电线路和变压器，将母线定义为节点，节点包括电源节点、联络节点和负荷节点，输电线路和变压器定义为拓扑图的边，获取电网无向拓扑图和以有功潮流为方向的有向拓扑图；步骤2，计算拓扑结构指标，步骤3，计算线路电气指标，步骤4，根据拓扑结构指标与线路电气指标，计算得到节点重要度。度。度。

A method to determine the importance of power grid nodes based on active power flow and node classification

【技术实现步骤摘要】
一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其是指一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会的发展，电力已经成为了人们生活最基础的需要。但近年来，国内外停电事故的依次出现，给人类社会带来了极大的安全不确定性。研究表明，电网对关键节点的依赖性远远大于对普通节点的依赖性，且某些具有小世界网络特性的电气网络具有天生的结构脆弱性，重要节点若发生故障，极易引发级联故障，最终导致系统崩溃。
[0003]最初的电网节点重要度确定方法主要基于无向且无权拓扑图，利用节点的度、介数、平均距离等指标去评估节点重要度；随着科技进步，越来越多人倾向使用无向加权的拓扑图，权重多采用线路的电抗、电容倒数等参数；亦有少数人采用有向有权图，但现有方法未曾注意到电网的多种节点类型，不同类型的节点应采取不同的结构指标。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法。
[0005]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，包括以下步骤：步骤1，对电力系统进行拓扑建模，具体为：电力系统包括母线、输电线路和变压器，将母线定义为节点，节点包括电源节点、联络节点和负荷节点，输电线路和变压器定义为拓扑图的边，获取电网无向拓扑图和以有功潮流为方向的有向拓扑图；步骤2，计算拓扑结构指标，具体包括以下子步骤：子步骤1，根据有向拓扑图计算各节点的上游度和下游度，对于电源节点的拓扑指标计算下游度；对于负荷节点计算上游度；子步骤2，对上游度和下游度进行标准化处理；子步骤3，根据有向拓扑图，计算联络节点的联络度，并进行标准化处理；步骤3，计算线路电气指标，具体为：根据无向拓扑图，以线路有功潮流的绝对值作为线路的权重，计算邻接度，并进行标准化处理；步骤4，根据拓扑结构指标与线路电气指标，计算得到节点重要度。
[0006]作为优选，所述的子步骤1中，下游度的计算公式具体为：节点m的下游度Down
m
＝Out
m
–
comp_out
m
+∑
i∈V_out(m)
Out
i
其中，Out
m
为有向拓扑图中 m节点的出线数，comp_out
m
是节点m的出线节点构成的连通子图数，V_out(m)为节点m的出线节点集合。
[0007]作为优选，所述的子步骤1中，上游度的计算公式具体为：节点k的上游度Up
k
＝In
k
–
comp_in
k
+∑
j∈V_in(k)
In
j
其中，In
k
为有向拓扑图中k节点
的入线数，comp_in
k
是节点k的入线节点构成的连通子图数，V_in(k)为节点k的入线节点集合。
[0008]作为优选，所述的子步骤3中，计算联络节点的联络度的公式具体为：节点n的联络度Contact
n
＝∑
Vs≠n≠Vt
path
st
(n)其中，Vs表示电源节点集合，Vt表示负荷节点集合，path
st
(n)表示从电源节点s到负荷节点t的所有路径中经过节点n的数量。
[0009]作为优选，所述的步骤3中，计算邻接度的具体公式为：节点i的邻接度Adjacent
i
＝∑
j∈V(i)
p
ij
d
j
其中V(i)为节点i的邻接节点，p
ij
为节点i和节点j 之间线路有功潮流的绝对值，d
j
为节点j的邻接节点数。
[0010]作为优选，所述的步骤3中，对邻接度进行标准化处理的公式为：x
*
＝(x
‑
x
min
)/(x
max
‑ꢀ
x
min
)，x表示联络度，x
*
表示标准化处理后的联络度，x
min
、x
max
分别为所有联络节点中的最小、最大联络度。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术将节点重要度指标分为拓扑结构指标和电气特性指标，分别从有向拓扑图和无向拓扑图两种拓扑图出发研究，并将节点分为电源节点、联络节点、负荷节点，对症下药，不同节点类型选用不同指标。合理利用线路有功潮流，不再片面考虑节点的局部信息，综合考虑节点的全局信息，得出的重要度结果更能体现节点在实际电网中的重要性，有利于进行节点的风险评估和灾后抢修等。
附图说明
[0012]图1是IEEE39节点接线图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步描述。
[0014]实施例：一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，包括以下步骤：步骤1，对电力系统进行拓扑建模，具体为：电力系统包括母线、输电线路和变压器，将母线定义为节点，节点包括电源节点、联络节点和负荷节点，输电线路和变压器定义为拓扑图的边，获取电网无向拓扑图和以有功潮流为方向的有向拓扑图；步骤2，计算拓扑结构指标，具体包括以下子步骤：子步骤1，根据有向拓扑图计算各节点的上游度和下游度，对于电源节点的拓扑指标计算下游度；对于负荷节点计算上游度；子步骤2，对上游度和下游度进行标准化处理；子步骤3，根据有向拓扑图，计算联络节点的联络度，并进行标准化处理；步骤3，计算线路电气指标，具体为：根据无向拓扑图，以线路有功潮流的绝对值作为线路的权重，计算邻接度，并进行标准化处理；步骤4，根据拓扑结构指标与线路电气指标，计算得到节点重要度。
[0015]所述的子步骤1中，下游度的计算公式具体为：节点m的下游度Down
m
＝Out
m
–
comp_out
m
+∑
i∈V_out(m)
Out
i
其中，Out
m
为有向拓扑图中m节点的出线数，comp_out
m
是节点m的出线节点构成的连通子图数，V_out(m)为节点m的出线节点集合。
[0016]所述的子步骤1中，上游度的计算公式具体为：节点k的上游度Up
k
＝In
k
–
comp_in
k
+∑
j∈V_in(k)
In
j
其中，In
k
为有向拓扑图中k节点的入线数，comp_in
k
是节点k的入线节点构成的连通子图数，V_in(k)为节点k的入线节点集合。
[0017]所述的子步骤3中，计算联络节点的联络度的公式具体为：节点n的联络度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，对电力系统进行拓扑建模，具体为：电力系统包括母线、输电线路和变压器，将母线定义为节点，节点包括电源节点、联络节点和负荷节点，输电线路和变压器定义为拓扑图的边，获取电网无向拓扑图和以有功潮流为方向的有向拓扑图；步骤2，计算拓扑结构指标，具体包括以下子步骤：子步骤1，根据有向拓扑图计算各节点的上游度和下游度，对于电源节点的拓扑指标计算下游度；对于负荷节点计算上游度；子步骤2，对上游度和下游度进行标准化处理；子步骤3，根据有向拓扑图，计算联络节点的联络度，并进行标准化处理；步骤3，计算线路电气指标，具体为：根据无向拓扑图，以线路有功潮流的绝对值作为线路的权重，计算邻接度，并进行标准化处理；步骤4，根据拓扑结构指标与线路电气指标，计算得到节点重要度。2.根据权利要求1所述的一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，其特征是，所述的子步骤1中，下游度的计算公式具体为：节点m的下游度Down
m
＝Out
m
–
comp_out
m
+∑
i∈V_out(m)
Out
i
其中，Out
m
为有向拓扑图中m节点的出线数，comp_out
m
是节点m的出线节点构成的连通子图数，V_out(m)为节点m的出线节点集合。3.根据权利要求1所述的一种基于有功潮流和节点分类的电网节点重要度确定方法，其特征是，所述的子步骤1中，上游度的计算公式具体为：节点k的上游度Up
k
＝In
k
–
comp_in
k
+∑
j∈V_in(k)
In
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坚，潘福荣，李更丰，赵深，郭子黎，刘金，刘家齐，王星洁，汤耀景，张鼎茂，郑杨，苏毅芳，陈鹏，别朝红，吴旭光，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司温州供电公司，
类型：发明
国别省市：