一种区域电网分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种区域电网分析方法和装置，获取待研究电网的线路阻抗值，采用待研究电网的线路阻抗值构建等效矩阵，根据等效矩阵计算等效平均最短路径、等效聚类系数并生成目标曲线，当等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且等效矩阵中任一矩阵行与矩阵行连接的矩阵列不为预设元素值时，根据等效矩阵、等效聚类系数和等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型，比对目标曲线与初步模型关联的标准曲线，根据比对结果确定最终模型，最终模型用于定性判断待研究电网的拓扑结构特性。有效的简化了计算，降低了计算内存要求以及提高了电网的分析效率。要求以及提高了电网的分析效率。要求以及提高了电网的分析效率。

【技术实现步骤摘要】
一种区域电网分析方法和装置


[0001]本专利技术涉及电网分析
，尤其涉及一种区域电网分析方法和装置。

技术介绍

[0002]近年来，现代社会对于电网安全运行的依赖性与日俱增，随着负荷的快速增长以及电网建设的相对滞后，电网运行的安全问题越发突出和严重，然而，电网结构与电网运行状态相互关联，电网结构与电网运行状态之间的联系以及对电网结构的分析得到了很多学者和官方的高度重视。
[0003]目前，现有的电网分析技术是通过对电网中单个元件的微分分析，但微分分析需要在运行内存大的前提下进行复杂的计算，且由于是对电网中单个元件进行微分分析，会出现对级联故障分析不足以及分析结果缺乏整体性的情况，从而导致在一些计算精确度要求不高的电网结构定性分析的应用存在计算复杂、计算内存要求高以及对电网分析效率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种区域电网分析方法和装置，解决了在一些计算精确度要求不高的电网结构定性分析的应用存在计算复杂、计算内存要求高以及对电网分析效率低的技术问题有效的简化了计算，降低了计算内存要求以及提高了电网的分析效率。
[0005]本专利技术提供的一种区域电网分析方法，包括：获取待研究电网的线路阻抗值，采用所述待研究电网的线路阻抗值构建等效矩阵；遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量，按照所述元素数量确定等效聚类系数；遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，计算最短路径值和路径数量，并计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径；根据所述等效矩阵和所述等效平均最短路径，生成目标曲线；当所述等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且所述等效矩阵中任一矩阵行与所述矩阵行连接的矩阵列不为预设元素值时，根据所述等效矩阵、所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型；比对所述目标曲线与所述初步模型关联的标准曲线，根据比对结果确定最终模型，所述最终模型用于定性判断所述待研究电网的拓扑结构特性。
[0006]可选地，所述获取待研究电网的线路阻抗值，采用所述待研究电网的线路阻抗值构建等效矩阵的步骤，包括：当所述待研究电网中任意两段分列母线之间存在两条直连线路互联时，获取全部所述直连线路对应的等效阻抗，构建线路阻抗值对；当所述待研究电网中任意两段分列母线之间存在一条直连线路互联时，获取所述
直连线路对应的等效阻抗，结合预设阻抗值构建线路阻抗值对；当所述待研究电网中任意两段分列母线之间不存在回直连线路时，采用所述预设阻抗值构建线路阻抗值对；按照各所述线路阻抗值对所属分列母线的序号作为矩阵位置，采用全部所述线路阻抗值对构建等效矩阵。
[0007]可选地，所述遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量，按照所述元素数量确定等效聚类系数的步骤，包括：遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量；获取所述等效矩阵的阶数并统计全部所述矩阵列中任意两个非零元素的组合数量，得到环网数量；根据所述元素数量、所述环网数量以及所述等效矩阵的阶数，确定等效聚类系数;所述等效聚类系数的计算公式为：；其中，C为等效聚类系数；N为等效矩阵的阶数；为环网数量；为元素数量。
[0008]可选地，所述遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，计算最短路径值和路径数量，并计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径的步骤，包括：遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，统计所述等效矩阵中任一矩阵列至目标矩阵列出现的非零元素，得到节点路径集并对所述节点路径集进行计数，得到路径数量；在所述节点路径集中选取出数值最小的节点路径，得到最短路径值；计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径;所述等效平均最短路径的计算公式为：；其中，L为等效平均最短路径；为最短路径值；为路径数量。
[0009]可选地，所述目标曲线包括：度数曲线、介数曲线和随机曲线，所述根据所述等效矩阵和所述等效平均最短路径，生成目标曲线的步骤，包括：获取所述等效矩阵的节点度数并统计所述等效矩阵中任一矩阵列至目标矩阵列出现的非零元素，得到节点路径集；对所述节点路径集中所有数值最小的节点路径进行计数，得到最短路径数量；对全部所述数值最小的节点路径中含有目标矩阵行序号关联的目标节点路径进行计数，得到目标最短路径数量；计算所述最短路径数量和关联的所述目标最短路径数量的比值，得到等效网络介数；所述等效网络介数的计算公式为：
；其中，取；为等效网络介数；为第二最短路径数量；为最短路径数量；c为目标矩阵行序号；根据所述节点度数、所述等效网络介数和所述等效平均最短路径，分别生成目标曲线。
[0010]可选地，所述当所述等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且所述等效矩阵中任一矩阵行与所述矩阵行连接的矩阵列不为预设元素值时，根据所述等效矩阵、所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型的步骤，包括：当所述等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且所述等效矩阵中任一矩阵行与所述矩阵行连接的矩阵列不为预设元素值时，获取等效矩阵的各个节点度数的和值与等效矩阵的阶数，并计算所述节点度数的和值与所述阶数的比值，得到平均度数；对各个所述节点度数按照数值大小进行排序并合并相同大小的节点度数，得到多个组合节点度数；在全部所述组合节点度数中任意选择一个所述组合节点度数，获取与所述组合节点度数对应的数量并进行乘积，得到度数乘积值；计算所述度数乘积值与所述节点度数的和值的比值，得到度数分布；根据所述阶数、所述平均度数、所述度数分布、所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型。
[0011]可选地，所述根据所述阶数、所述平均度数、所述度数分布、所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型的步骤，包括：计算所述平均度数和所述阶数的比值以及所述阶数的自然对数，得到随机平均最短路径和随机聚类系数并构建随机模型限制条件；采用所述随机平均最短路径和所述随机聚类系数构建小世界模型限制条件；计算所述阶数的对数和所述阶数的重对数的比值，得到无标度平均最短路径并令所述随机聚类系数为无标度聚类系数，采用所述无标度平均最短路径和所述无标度聚类系数构建无标度模型限制条件；根据所述度数分布、所述随机模型限制条件、所述小世界模型限制条件和所述无标度模型限制条件，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型。
[0012]可选地，所述预设的初始分析模型包括ER模型、WS模型和BA模型，所述根据所述度数分布、所述随机模型限制条件、所述小世界模型限制条件和所述无标度模型限制条件，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型的步骤，包括：获取等效矩阵的节点度数，并采用所述节点度数和所述度数分布进行曲线封装，得到平滑曲线；若所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径符合所述随机模型限制条件，则所述ER模型为初步模型；或若所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域电网分析方法，其特征在于，包括：获取待研究电网的线路阻抗值，采用所述待研究电网的线路阻抗值构建等效矩阵；遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量，按照所述元素数量确定等效聚类系数；遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，计算最短路径值和路径数量，并计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径；根据所述等效矩阵和所述等效平均最短路径，生成目标曲线；当所述等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且所述等效矩阵中任一矩阵行与所述矩阵行连接的矩阵列不为预设元素值时，根据所述等效矩阵、所述等效聚类系数和所述等效平均最短路径，从多个预设的初始分析模型筛选初步模型；比对所述目标曲线与所述初步模型关联的标准曲线，根据比对结果确定最终模型，所述最终模型用于定性判断所述待研究电网的拓扑结构特性。2.根据权利要求1所述的区域电网分析方法，其特征在于，所述获取待研究电网的线路阻抗值，采用所述待研究电网的线路阻抗值构建等效矩阵的步骤，包括：当所述待研究电网中任意两段分列母线之间存在两条直连线路互联时，获取全部所述直连线路对应的等效阻抗，构建线路阻抗值对；当所述待研究电网中任意两段分列母线之间存在一条直连线路互联时，获取所述直连线路对应的等效阻抗，结合预设阻抗值构建线路阻抗值对；当所述待研究电网中任意两段分列母线之间不存在回直连线路时，采用所述预设阻抗值构建线路阻抗值对；按照各所述线路阻抗值对所属分列母线的序号作为矩阵位置，采用全部所述线路阻抗值对构建等效矩阵。3.根据权利要求1所述的区域电网分析方法，其特征在于，所述遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量，按照所述元素数量确定等效聚类系数的步骤，包括：遍历所述等效矩阵的第一矩阵行中任一元素对应的矩阵列并统计各所述矩阵列关联的非零元素的元素数量；获取所述等效矩阵的阶数并统计全部所述矩阵列中任意两个非零元素的组合数量，得到环网数量；根据所述元素数量、所述环网数量以及所述等效矩阵的阶数，确定等效聚类系数;所述等效聚类系数的计算公式为：；其中，C为等效聚类系数；N为等效矩阵的阶数；为环网数量；为元素数量。4.根据权利要求1所述的区域电网分析方法，其特征在于，所述遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，计算最短路径值和路径数量，并计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径的步骤，包括：遍历所述等效矩阵内的所有非零元素，统计所述等效矩阵中任一矩阵列至目标矩阵列
出现的非零元素，得到节点路径集并对所述节点路径集进行计数，得到路径数量；在所述节点路径集中选取出数值最小的节点路径，得到最短路径值；计算所述最短路径值和所述路径数量之间的比值，得到等效平均最短路径;所述等效平均最短路径的计算公式为：；其中，L为等效平均最短路径；为最短路径值；为路径数量。5.根据权利要求1所述的区域电网分析方法，其特征在于，所述目标曲线包括：度数曲线、介数曲线和随机曲线，所述根据所述等效矩阵和所述等效平均最短路径，生成目标曲线的步骤，包括：获取所述等效矩阵的节点度数并统计所述等效矩阵中任一矩阵列至目标矩阵列出现的非零元素，得到节点路径集；对所述节点路径集中所有数值最小的节点路径进行计数，得到最短路径数量；对全部所述数值最小的节点路径中含有目标矩阵行序号关联的目标节点路径进行计数，得到目标最短路径数量；计算所述最短路径数量和关联的所述目标最短路径数量的比值，得到等效网络介数；所述等效网络介数的计算公式为：；其中，取；为等效网络介数；为第二最短路径数量；为最短路径数量；c为目标矩阵行序号；根据所述节点度数、所述等效网络介数和所述等效平均最短路径，分别生成目标曲线。6.根据权利要求1所述的区域电网分析方法，其特征在于，所述当所述等效矩阵的阶数大于或等于预设阶数阈值时且...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹彬敏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
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