一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，所述方法包括：步骤1、基于节点间电气联系和潮流分布，缩小解列断面可行解的搜索空间；步骤2、以解列断面形成的潮流冲击最小为目标，确定初始解列断面及邻域搜索空间；步骤3、考虑关键节点的电气耦合连接度和新能源渗透率，在初始解的邻域搜索空间中搜索最终的解列断面；解决了当前研究在确定解列断面时大多关注解列对系统拓扑结构或潮流分布的影响，对于含新能源的复杂系统解列后孤网子系统的稳定性关注不足等技术问题。网子系统的稳定性关注不足等技术问题。网子系统的稳定性关注不足等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法


[0001]本专利技术属于电力系统稳定分析与控制
；尤其涉及一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法。

技术介绍

[0002]解列作为电力系统“三道防线”的重要手段之一，能够在故障后将电力系统分割成若干个独立的同步子系统，从而避免故障蔓延导致的大面积停电。但随着网架规模的扩大、运行方式的增加，电力系统稳定控制日益复杂，传统基于解列装置在固定薄弱断面实施解列的策略，难以满足当前电力系统运行控制的需求。
[0003]当前主要研究方法包括慢同调理论、图论寻优两类。慢同调理论主要基于数学模型，在复杂多变的系统运行方式下适用性存在局限；图论寻优方法在应对搜索空间规模和复杂度较大的情况时，易造成可行解的丢失。除此之外，当前研究在确定解列断面时大多关注解列对系统拓扑结构或潮流分布的影响，对于含新能源的复杂系统解列后孤网子系统的稳定性关注不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，以解决当前研究在确定解列断面时大多关注解列对系统拓扑结构或潮流分布的影响，对于含新能源的复杂系统解列后孤网子系统的稳定性关注不足等技术问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，所述方法包括：
[0007]步骤1、基于节点间电气联系和潮流分布，缩小解列断面可行解的搜索空间；
[0008]步骤2、以解列断面形成的潮流冲击最小为目标，确定初始解列断面及邻域搜索空间；
[0009]步骤3、考虑关键节点的电气耦合连接度和新能源渗透率，在初始解的邻域搜索空间中搜索最终的解列断面。
[0010]步骤1所述缩小解列断面可行解的搜索空间的方法包括：
[0011]步骤1.1、建立电力系统的带权无向图：
[0012][0013]式中x
ij
和p
ij
分别表示节点i和j之间的电抗和传输功率；
[0014]步骤1.2、计算电力系统带权无向图中任意两节点间边权值累加和最小的路径；
[0015]步骤1.3、求取节点i到发电机群m的平均最小边权值累加和
[0016][0017]式中：N
m
表示机群m中发电机母线节点数目；
[0018]步骤1.4、对于任意两发电机群m1和m2，计算节点i到不同机群平均最小边权值累加和的差异：
[0019][0020]设定阈值ε，若γ≤ε，则节点i属于与两机群有相近联系程度的公共节点；若γ＞ε，则i属于一般节点，通过比较γ的正负将i归入与存在紧密联系的对应机群；解列断面搜索即是在公共节点所形成的区域中，确定满足约束条件和目标要求的开断线路集合。
[0021]计算电力系统带权无向图中任意两节点间边权值累加和最小的路径的方法包括：
[0022]步骤1.2.1、输入系统带权无向图中各节点编号信息和联络线边权值大小；
[0023]步骤1.2.2、选定所考察的节点k和任意节点i，任意选定一条从节点i到节点k的路径作为初始路径，以边权值累加和来评价节点i与节点k之间的初始电气联系程度；
[0024]步骤1.2.3、开始进行迭代，依次插入每一个其他节点对初始路径上的节点进行替换，若节点替换后从节点i到节点k的路径边权值累加和小于初始路径边权值累加和，则进行路径更新，并进行下一次迭代替换；
[0025]步骤1.2.4、重复进行步骤1.2.3，直至遍历所有节点后，若寻找不到比当前路径边权值累加和更小的路径，则将当前路径作为节点i到节点k的最短路径，并输出边权值累加和，此即为节点i到节点k的最小边权值累加和。
[0026]如式(2)所示：
[0027]节点i到节点k的最小边权值累加和的计算公式为：节点i到节点k的最小边权值累加和的计算公式为：
[0029]式中：W
m
表示从节点i到节点k的最小边权值累加和路径上第m条节点联络线上的边权值，n表示该最小边权值累加和路径上的联络线条数。
[0030]确定初始解列断面及邻域搜索空间的方法包括：
[0031]步骤2.1、在公共节点组成的解列断面搜索空间中，以断开线路的输送功率之和最小为目标，确定解列断面作为解列断面方案的初始解；
[0032]步骤2.2、在初始解列断面的周边范围内划定邻域搜索空间。
[0033]划定邻域搜索空间的方法为：定义开断线路两端的节点为0度节点，与第0度节点通过1条线路相连的节点为第1度节点，与第1度节点再通过1条不重复线路相连的节点定义为第2度节点；将1、2度节点所构成的线路范围定义为初始解的邻域搜索空间，将解列造成的潮流冲击相差20％视为水平相近，进而在邻域搜索空间中搜索满足要求的解列方案。
[0034]在初始解的邻域搜索空间中搜索最终的解列断面的方法包括：
[0035]步骤3.1、基于节点阻抗矩阵计算节点间的连接度，如式(5)所示：
[0036]Z
ij
′
＝Z
ii
+Z
jj
‑
2Z
ij (5)
[0037]式中：Z
ii
表示节点阻抗矩阵第i行、第i列元素，Z
jj
表示节点阻抗矩阵第j行、第j列元素，Z
ij
表示节点阻抗矩阵第i行、第j列元素；
[0038]步骤3.2、按式(6)计算各节点连接度，其值越大则节点与其他节点的总体耦合程度及对系统稳定特性的影响程度越大，是影响系统稳定性的关键节点或可视为薄弱节点；
[0039][0040]式中：N表示节点数目。
[0041]将系统中各节点的连接度指标进行排序，在初始解的邻域空间中，将连接度C
i
大的脆弱节点纳入火电开机容量大的子系统中，以减小节点电气耦合联接性的改变。
[0042]选取最终解列断面时，使新能源并网区域消纳最多负荷并提升火电机组出力，从而降低孤网子系统的新能源渗透率，搜索目标的数学形式由式(7)表示：
[0043]max P
′
L
,0≤P
′
L
‑
P
L0
≤P
Gmax
ꢀꢀ
(7)
[0044]式中：P
′
L
表示新能源并网区域负荷，P
L0
表示按照初始解解列后新能源并网区域负荷，P
Gmax
表示火电机组的可用有功功率备用容量。
[0045]本专利技术有益效果：
[0046]本专利技术基于节点间电气联系和潮流分布，缩小解列断面可行解的搜索空间；然后，以解列断面形成的潮流冲击最小为目标求解初始解列断面，确定初始解列断面及其邻域搜索空间；最后，考虑关键节点的电气耦合连接度和新能源渗透率，在尽可能不丢失可行解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1、基于节点间电气联系和潮流分布，缩小解列断面可行解的搜索空间；步骤2、以解列断面形成的潮流冲击最小为目标，确定初始解列断面及邻域搜索空间；步骤3、考虑关键节点的电气耦合连接度和新能源渗透率，在初始解的邻域搜索空间中搜索最终的解列断面。2.根据权利要求1所述的一种一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，其特征在于：步骤1所述缩小解列断面可行解的搜索空间的方法包括：步骤1.1、建立电力系统的带权无向图：式中x
ij
和p
ij
分别表示节点i和j之间的电抗和传输功率；步骤1.2、计算电力系统带权无向图中任意两节点间边权值累加和最小的路径；步骤1.3、求取节点i到发电机群m的平均最小边权值累加和式中：N
m
表示机群m中发电机母线节点数目；步骤1.4、对于任意两发电机群m1和m2，计算节点i到不同机群平均最小边权值累加和的差异：设定阈值ε，若γ≤ε，则节点i属于与两机群有相近联系程度的公共节点；若γ＞ε，则i属于一般节点，通过比较γ的正负将i归入与存在紧密联系的对应机群；解列断面搜索即是在公共节点所形成的区域中，确定满足约束条件和目标要求的开断线路集合。3.根据权利要求1所述的一种一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，其特征在于：计算电力系统带权无向图中任意两节点间边权值累加和最小的路径的方法包括：步骤1.2.1、输入系统带权无向图中各节点编号信息和联络线边权值大小；步骤1.2.2、选定所考察的节点k和任意节点i，任意选定一条从节点i到节点k的路径作为初始路径，以边权值累加和来评价节点i与节点k之间的初始电气联系程度；步骤1.2.3、开始进行迭代，依次插入每一个其他节点对初始路径上的节点进行替换，若节点替换后从节点i到节点k的路径边权值累加和小于初始路径边权值累加和，则进行路径更新，并进行下一次迭代替换；步骤1.2.4、重复进行步骤1.2.3，直至遍历所有节点后，若寻找不到比当前路径边权值累加和更小的路径，则将当前路径作为节点i到节点k的最短路径，并输出边权值累加和，此即为节点i到节点k的最小边权值累加和。4.根据权利要求3所述的一种一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，
其特征在于：节点i到节点k的最小边权值累加和的计算公式为：式中：W
m
表示从节点i到节点k的最小边权值累加和路径上第m条节点联络线上的边权值，n表示该最小边权值累加和路径上的联络线条数。5.根据权利要求1所述的一种一种考虑解列后含新能源孤网稳定性的断面搜索方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲清昕，贺先强，刘明顺，马覃峰，朱灵子，王寅，安甦，张青青，范翔，王国松，陈俊全，陈锐，张丹，曹杰，吴应双，覃海，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：