一种电力系统关键输电断面确定方法、系统、设备和介质技术方案

本发明专利技术公开了一种电力系统关键输电断面确定方法、系统、设备和介质，通过获取电力系统的电网接线图，采用电网接线图进行拓扑结构转换，生成电力系统对应的拓扑结构图。将拓扑结构图作为相似度矩阵并结合预设对角矩阵，构建拉普拉斯矩阵，采用谱聚类算法对拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面。分别采用初始输电断面对应的安全裕度和功率传输距离，计算初始输电断面对应的初始线路关键程度指标。基于全部初始线路关键程度指标和预设断面数量，确定电力系统对应的目标输电断面。通过新的基于谱聚类算法进行电网分区方法，该方法也考虑到了地理区域划分，兼顾了电气距离和地理位置，便于实际应用，可以有效提高关键输电断面筛选的精准性。面筛选的精准性。面筛选的精准性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统关键输电断面确定方法、系统、设备和介质


[0001]本专利技术涉及电力系统关键输电断面确定
，尤其涉及一种电力系统关键输电断面确定方法、系统、设备和介质。

技术介绍

[0002]以风电、光伏为主体的新能源快速发展，电网的安全稳定运行形势严峻。在对电网安全稳定运行进分析和控制中，对关键输电断面的识别和监控是电网安全稳定运行的重要基础之一。
[0003]当前对关键输电断面的识别方法中，主要存在以下两点不足。一是受限于研究方法的局限性，相关方法仅能应用于某些特定场景，无法应对复杂多变的电网运行环境。二是部分方法定义过多约束条件，在筛选准确度方面表现较好，但是算法过于复杂。
[0004]因此，现有的电力系统关键输电断面确定方法在确定电力系统的关键输电断面时，计算量大，且没有考虑电网运行环境的影响，导致确定的关键输电断面准确度低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电力系统关键输电断面确定方法、系统、设备和介质，解决了现有的电力系统关键输电断面确定方法在确定电力系统的关键输电断面时，计算量大，且没有考虑电网运行环境的影响，导致确定的关键输电断面准确度低的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种电力系统关键输电断面确定方法，包括：
[0007]获取电力系统的电网接线图，采用所述电网接线图进行拓扑结构转换，生成所述电力系统对应的拓扑结构图；
[0008]将所述拓扑结构图作为相似度矩阵并结合预设对角矩阵，构建拉普拉斯矩阵；
[0009]采用谱聚类算法对所述拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面；
[0010]分别采用所述初始输电断面对应的安全裕度和功率传输距离，计算所述初始输电断面对应的初始线路关键程度指标；
[0011]根据全部所述初始线路关键程度指标和预设断面数量，确定所述电力系统对应的目标输电断面。
[0012]可选地，所述采用所述电网接线图进行拓扑结构转换，生成所述电力系统对应的拓扑结构图的步骤，包括：
[0013]采用所述电网接线图中的全部节点，构建节点集合；
[0014]采用所述电网接线图中的全部输电线路，构建边集合；
[0015]采用所述节点集合和所述边集合，构建所述电力系统对应的拓扑结构图；
[0016]所述拓扑结构图中各元素为：
[0017][0018]式中，W
ij
为拓扑结构图中的元素；Z
ij
为节点i与节点j之间的阻抗值。
[0019]可选地，所述采用谱聚类算法对所述拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面的步骤，包括：
[0020]计算所述拉普拉斯矩阵对应的多个初始特征值；
[0021]按照从小到大的顺序对所述初始特征值进行排序，并按照顺序选取预设数量的所述初始特征值作为目标特征值；
[0022]采用所述目标特征值，构建特征向量空间；
[0023]采用典型聚类方法对所述特征向量空间进行聚类，生成多个初始分区；
[0024]根据所述初始分区对应的分区效果系数和预设系数阈值，确定多个目标分区；
[0025]将所述目标分区之间对应的多个断面作为所述电力系统对应的多个初始输电断面。
[0026]可选地，所述根据所述初始分区对应的分区效果系数和预设系数阈值，确定多个目标分区的步骤，包括：
[0027]分别计算各所述初始分区对应的第一变量；
[0028]所述第一变量为：
[0029][0030]式中，V(S)为反映同分区耦合紧密程度的第一变量；w
ij
为初始分区S中的元素；
[0031]分别计算各所述初始分区对应的第二变量；
[0032]所述第二变量为：
[0033][0034]式中，K(S)为反映不同分区之间耦合紧密程度的第二变量；w
ij
为初始分区S中的元素；
[0035]计算所述第二变量与所述第一变量之间的比值，生成初始分区对应的分区效果系数；
[0036]判断全部所述分区效果系数是否满足预设系数阈值；
[0037]若是，则将所述初始分区作为目标分区；
[0038]若否，则跳转执行所述采用典型聚类方法对所述特征向量空间进行聚类，生成多个初始分区的步骤，直至全部所述分区效果系数满足预设系数阈值。
[0039]可选地，所述分别采用所述初始输电断面对应的安全裕度和功率传输距离，计算所述初始输电断面对应的初始线路关键程度指标的步骤，包括：
[0040]采用所述初始输电断面对应的线路的传输功率和传输功率极限，计算所述线路对应的安全裕度；
[0041]所述安全裕度为：
[0042][0043]式中：M
l
为线路l对应的安全裕度；P
l
为线路l的传输功率；P
lmax
为线路l的功率传输极限；
[0044]采用所述线路对应的线路的阻抗、输送有功潮流和输出有功潮流，计算所述线路
对应的功率传输距离；
[0045]所述功率传输距离为：
[0046][0047]式中，L
l
为功率传输距离；z
l
为线路l的阻抗；w
l
为线路l的输送有功潮流；P
i
是为节点i的输出有功潮流，其中节点流出功率为正方向；V是全部节点的集合；
[0048]采用所述安全裕度和所述功率传输距离，计算所述初始输电断面对应的初始线路关键程度指标；
[0049]所述初始线路关键程度指标为：
[0050][0051]式中，K
l
为线路关键程度指标；α为第一权重系数；β为第二权重系数；M
l
为线路l对应的安全裕度；L
l
为功率传输距离。
[0052]可选地，所述根据全部所述初始线路关键程度指标和预设断面数量，确定所述电力系统对应的目标输电断面的步骤，包括：
[0053]将所述初始线路关键程度指标按照从高到低的顺序进行排序，生成线路关键程度序列；
[0054]按照顺序从所述线路关键程度序列中，选取预设断面数量的所述初始线路关键程度指标作为目标线路关键程度指标；
[0055]将所述目标线路关键程度指标对应的初始目标输电断面作为所述电力系统对应的目标输电断面。
[0056]本专利技术还提供了一种电力系统关键输电断面确定系统，包括：
[0057]拓扑结构图生成模块，用于获取电力系统的电网接线图，采用所述电网接线图进行拓扑结构转换，生成所述电力系统对应的拓扑结构图；
[0058]拉普拉斯矩阵构建模块，用于将所述拓扑结构图作为相似度矩阵并结合预设对角矩阵，构建拉普拉斯矩阵；
[0059]初始输电断面生成模块，用于采用谱聚类算法对所述拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面；
[0060]初始线路关键程度指标计算模块，用于分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统关键输电断面确定方法，其特征在于，包括：获取电力系统的电网接线图，采用所述电网接线图进行拓扑结构转换，生成所述电力系统对应的拓扑结构图；将所述拓扑结构图作为相似度矩阵并结合预设对角矩阵，构建拉普拉斯矩阵；采用谱聚类算法对所述拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面；分别采用所述初始输电断面对应的安全裕度和功率传输距离，计算所述初始输电断面对应的初始线路关键程度指标；根据全部所述初始线路关键程度指标和预设断面数量，确定所述电力系统对应的目标输电断面。2.根据权利要求1所述的电力系统关键输电断面确定方法，其特征在于，所述采用所述电网接线图进行拓扑结构转换，生成所述电力系统对应的拓扑结构图的步骤，包括：采用所述电网接线图中的全部节点，构建节点集合；采用所述电网接线图中的全部输电线路，构建边集合；采用所述节点集合和所述边集合，构建所述电力系统对应的拓扑结构图；所述拓扑结构图中各元素为：式中，W
ij
为拓扑结构图中的元素；Z
ij
为节点i与节点j之间的阻抗值。3.根据权利要求1所述的电力系统关键输电断面确定方法，其特征在于，所述采用谱聚类算法对所述拉普拉斯矩阵进行聚类，生成多个初始输电断面的步骤，包括：计算所述拉普拉斯矩阵对应的多个初始特征值；按照从小到大的顺序对所述初始特征值进行排序，并按照顺序选取预设数量的所述初始特征值作为目标特征值；采用所述目标特征值，构建特征向量空间；采用典型聚类方法对所述特征向量空间进行聚类，生成多个初始分区；根据所述初始分区对应的分区效果系数和预设系数阈值，确定多个目标分区；将所述目标分区之间对应的多个断面作为所述电力系统对应的多个初始输电断面。4.根据权利要求3所述的电力系统关键输电断面确定方法，其特征在于，所述根据所述初始分区对应的分区效果系数和预设系数阈值，确定多个目标分区的步骤，包括：分别计算各所述初始分区对应的第一变量；所述第一变量为：式中，V(S)为反映同分区耦合紧密程度的第一变量；w
ij
为初始分区S中的元素；分别计算各所述初始分区对应的第二变量；所述第二变量为：式中，K(S)为反映不同分区之间耦合紧密程度的第二变量；w
ij
为初始分区S中的元素；
计算所述第二变量与所述第一变量之间的比值，生成初始分区对应的分区效果系数；判断全部所述分区效果系数是否满足预设系数阈值；若是，则将所述初始分区作为目标分区；若否，则跳转执行所述采用典型聚类方法对所述特征向量空间进行聚类，生成多个初始分区的步骤，直至全部所述分区效果系数满足预设系数阈值。5.根据权利要求1所述的电力系统关键输电断面确定方法，其特征在于，所述分别采用所述初始输电断面对应的安全裕度和功率传输距离，计算所述初始输电断面对应的初始线路关键程度指标的步骤，包括：采用所述初始输电断面对应的线路的传输功率和传输功率极限，计算所述线路对应的安全裕度；所述安全裕度为：式中：M
l
为线路l对应的安全裕度；P
l
为线路l的传输功率；P
lmax...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梦渊，谭喆，刘炜琳，余浩，冯开达，金楚，龚成，刘敏，郭焕，柯毅明，孟庆旭，白铁强，林继良，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司阳江供电局，
类型：发明
国别省市：