一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法技术

本发明专利技术涉及电力系统维管监测技术领域，具体地说，涉及一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法。包括：针对节点和线路特性建立脆弱评估指标；通过配电网结构参数和潮流计算结果得到脆弱性评估指标值；使用层次分析法和改进的熵权法相结合进行权重主客观修正以确定评价指标综合权重；运用加权复合法计算加权节点综合指标、加权线路综合指标和加权节点

【技术实现步骤摘要】
一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统维管监测
，具体地说，涉及一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法。

技术介绍

[0002]随着电力系统的发展和智能化程度的提高，配电网在能源转型和智慧城市建设中发挥着越来越重要的作用。然而，配电网的复杂性和多样性导致其具有较高的脆弱性，一旦发生故障或攻击，可能导致电力系统的瘫痪，影响社会经济的发展。因此，配电网脆弱性评估成为一个非常重要的课题。
[0003]目前，针对配电网脆弱性评估的研究主要集中在节点或线路两个方面。节点方法主要考虑节点的重要性和可靠性，通过对节点进行评估来评估配电网的脆弱性。线路方法则主要考虑线路的介数指标和短路能力等因素，通过对线路进行评估来评估配电网的脆弱性。然而，传统的配电网脆弱性评估方法往往完全使用复杂网络理论来定义评价指标，并且将节点和线路视为两个评价对象进行分别评价，而忽略了复杂网络中节点和线路之间的相互作用关系，导致评估结果不够准确。基于这一点，我们提出了一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，综合考虑节点和线路对配电网脆弱性的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述技术问题的解决，本专利技术的目的之一在于，提供了一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，包括如下步骤：
[0006]S1、针对节点和线路特性，建立对应评估指标；
[0007]S1.1、建立基于复杂网络理论的节点脆弱评估指标；
[0008]S1.2、建立基于运行风险的线路脆弱性评估指标；
[0009]S2、通过配电网结构参数和潮流计算结果得到脆弱性评估指标值；
[0010]S3、使用层次分析法和改进的熵权法相结合进行权重主客观修正以确定评价指标综合权重；
[0011]S4、运用加权复合法计算加权节点综合指标、加权线路综合指标和加权节点
‑
线路综合指标；
[0012]S5、以步骤S4中的综合指标为输入，运用ELECTRE
‑
III方法综合评估配电网脆弱性。
[0013]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S1.1中，建立基于复杂网络理论的节点脆弱评估指标，具体包括：
[0014]节点的脆弱评估指标分为群体中心性、介数中心性和特征向量中心性；
[0015]其中，群体中心性：使用复杂网络理论的配电网脆弱性评估中，可能会出现很多度
相同的节点，这些节点往往难以用传统的度中心性等指标来区分其重要性，而群体中心性便是一种将所有度相同的节点看作一个群体，并用该群体的中心节点的度中心性来代表该群体重要性的方法；群体中心性C
k(i)
的计算公式如下：
[0016][0017]式中，k
z
是中心节点z的度数，N是网络中节点数；
[0018]其中，中心节点是指找到所有网络中度相同的节点，将它们看作一个群体；对于该群体中的每个节点i，计算它到其他节点j的平均距离d
ij
；选取到其他节点的平均距离最小的节点z作为群体的中心节点；
[0019]介数中心性：介数中心性就是节点i在网络中所有最短路径上出现的次数之和；如果一个节点在网络中处于重要的位置，那么它很可能出现在许多最短路径上，其介数中心性值也就相应地更高；介数中心性C
B(i)
的计算公式如下：
[0020][0021]式中，σ
j，k
表示节点j和节点k之间的最短路径数量，σ
j，k
(i)表示在这些最短路径中，节点i所占的路径数量；
[0022]特征向量中心性：是指一个节点在网络中的重要性与其邻居节点的重要性成正比的情况下，该节点的重要性大小；特征向量中心性x
i
的计算公式如下：
[0023][0024][0025]式中，x
i
、x
j
分别为节点i和节点j在网络中的重要性，N(i)表示节点i的邻居节点集合，A
ij
是节点i和节点j之间的连通权重(即邻接矩阵的元素)，λ是特征向量中心性的归一化因子。
[0026]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S1.2中，建立基于运行风险的线路脆弱性评估指标，具体包括：
[0027]线路的脆弱评估指标分为线路负载率和线路电压偏差；
[0028]其中，线路负载率：是指实际负荷与线路额定容量之比，它是评估线路运行状态和负荷承载能力的一个重要指标；线路负载率L
LR(i)
的计算公式如下：
[0029][0030]式中，L
LR(i)
表示线路i的负载率，L
AL(i)
表示线路i的实际负荷，L
RC(i)
表示线路i的额定容量；
[0031]线路电压偏差：反映了线路的电压稳定性，即线路电压波动的程度，电压偏差越大，说明线路电压稳定性越差，容易造成设备的故障和损坏；线路电压偏差V
dev(i)
的计算公
式如下：
[0032][0033]式中，V
dev(i)
表示线路i的电压偏差，V
1(i)
和V
2(i)
分别表示线路两端的电压值，V
nom(i)
表示线路i的标称电压。
[0034]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S2中，通过配电网结构参数和潮流计算结果得到脆弱性评估指标值，具体为：
[0035]线路评价指标需要各线路的电流和电压值等参数，单从配电网的网络结构参数无法满足要求，采用改进的牛顿
‑
拉夫逊迭代法对配电网进行潮流计算。
[0036]作为本技术方案的进一步改进，所述步骤S3中，使用层次分析法和改进的熵权法相结合进行权重主客观修正以确定评价指标综合权重，具体包括如下步骤：
[0037]S3.1、层次分析法进行主观权重评定；
[0038]使用层次分析法，确定各评价指标的主观权重，设此处得到一级评价指标权重，即节点脆弱性评价指标的权重为F＝0.6，线路脆弱性评价指标权重为S＝0.4，二级评价指标权重，包括群体中心性、介数中心性、特征向量中心性，线路负载率和线路电压偏差的权重分别设为和
[0039]S3.2、改进熵权法进行客观权重评定；
[0040]使用改进熵权法分别对节点和线路评价指标进行客观权重评定，则设节点3项评价指标的客观权重为f＝(f1，f2，f3)；设线路2项评价指标的客观权重为s＝(s1，s2)；
[0041]S3.3、综合权重确定；
[0042]节点3项指标综合权重为：
[0043][0044]式中，a
j
为节点第j项脆弱度指标的综合权重，u是一个在[0，1]之间的权衡因子，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、针对节点和线路特性，建立对应评估指标；S1.1、建立基于复杂网络理论的节点脆弱评估指标；S1.2、建立基于运行风险的线路脆弱性评估指标；S2、通过配电网结构参数和潮流计算结果得到脆弱性评估指标值；S3、使用层次分析法和改进的熵权法相结合进行权重主客观修正以确定评价指标综合权重；S4、运用加权复合法计算加权节点综合指标、加权线路综合指标和加权节点
‑
线路综合指标；S5、运用ELECTRE
‑
III方法综合评估配电网脆弱性。2.根据权利要求1所述的综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，其特征在于，所述步骤S1.1中，建立基于复杂网络理论的节点脆弱评估指标，具体包括：节点的脆弱评估指标分为群体中心性、介数中心性和特征向量中心性；其中，群体中心性：群体中心性是一种将所有度相同的节点看作一个群体，并用该群体的中心节点的度中心性来代表该群体重要性的方法；群体中心性C
k(i)
的计算公式如下：式中，k
z
是中心节点z的度数，N是网络中节点数；其中，中心节点是指找到所有网络中度相同的节点，将它们看作一个群体；对于该群体中的每个节点i，计算它到其他节点j的平均距离d
ij
；选取到其他节点的平均距离最小的节点z作为群体的中心节点；介数中心性：介数中心性就是节点i在网络中所有最短路径上出现的次数之和；介数中心性C
B(i)
的计算公式如下：式中，σ
j，k
表示节点j和节点k之间的最短路径数量，σ
j，k
(i)表示在这些最短路径中，节点i所占的路径数量；特征向量中心性：是指一个节点在网络中的重要性与其邻居节点的重要性成正比的情况下，该节点的重要性大小；特征向量中心性x
i
的计算公式如下：的计算公式如下：式中，x
i
、x
j
分别为节点i和节点j在网络中的重要性，N(i)表示节点i的邻居节点集合，A
ij
是节点i和节点j之间的连通权重，λ是特征向量中心性的归一化因子。3.根据权利要求2所述的综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，其特征在于，所述步骤S1.2中，建立基于运行风险的线路脆弱性评估指标，具体包括：
线路的脆弱评估指标分为线路负载率和线路电压偏差；其中，线路负载率：是指实际负荷与线路额定容量之比；线路负载率L
LR(i)
的计算公式如下：式中，L
LR(i)
表示线路i的负载率，L
AL(i)
表示线路i的实际负荷，L
RC(i)
表示线路i的额定容量；线路电压偏差：反映了线路的电压稳定性，即线路电压波动的程度，电压偏差越大，说明线路电压稳定性越差，容易造成设备的故障和损坏；线路电压偏差V
dev(i)
的计算公式如下：式中，V
dev(i)
表示线路i的电压偏差，V
1(i)
和V
2(i)
分别表示线路两端的电压值，V
nom(i)
表示线路i的标称电压。4.根据权利要求3所述的综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过配电网结构参数和潮流计算结果得到脆弱性评估指标值，具体为：线路评价指标需要各线路的电流和电压值的参数，单从配电网的网络结构参数无法满足要求，采用改进的牛顿
‑
拉夫逊迭代法对配电网进行潮流计算。5.根据权利要求4所述的综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法，其特征在于，所述步骤S3中，使用层次分析法和改进的熵权法相结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凤仙，孔垂锐，车玉奎，赵树成，邱鹏锦，詹传，程涛，赵春燕，张燕，赵春娥，陈杜海，孙燕磊，吴开敏，李文娟，李双艳，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司曲靖供电局，
类型：发明
国别省市：