[发明专利]一种基于电气距离的主动解列最优断面搜索方法

权利要求书

1.一种基于电气距离的主动解列最优断面搜索方法，其特征在于，

包括以下步骤：

步骤1，采集不同时刻大电网的电气特征量，获取所需要的电气特征量；具体操作时通过安装在系统中关键测点同步相角测量单元PMU，再基于广域监测系统WAMS传输数据，从中获取所监测的若干电气特征量，电气特征量包括：发电机有功输出量P_G、节点有功负荷量P_L、发电机组同调情况、系统节点集合V、系统边集合E、线路e_ij电抗x_ij；

步骤2，根据步骤1得到的系统节点集合V和系统边集合E，构建电力系统无向边权图G(V,E)，并对所有边进行赋权，构建图G的邻接权矩阵W；具体为：若节点i与节点j相连，则二者之间的权值w_ij＝x_ij，其中x_ij为线路e_ij上的电抗；若节点i与节点j不相连，则二者之间的权值w_ij＝∞；若i＝j，则二者之间的权值w_ij＝0；根据以上规则，能够构建系统的带权无向图；

步骤3，根据步骤2得到的输入邻接权矩阵W，基于Dijkstra算法，求取发电机节点与负荷节点之间的最短电气距离矩阵S'，具体为：首先求取各节点之间的最短电气距离矩阵S，然后提取S中发电机节点与负荷节点之间的最短电气距离矩阵S'，以表达各节点之间电气联系的紧密程度；

步骤4，根据步骤3得到最短电气距离矩阵S'提取负荷节点i到发电机机群r中每个发电机节点的电气联系s'_ij，t_r表示第r个机群中发电机的数量，基于同调分群信息，求取负荷节点i到不同发电机群的平均最短路径；具体方法是：定义系统失稳后应被分为t个孤立子系统，求取负荷节点i到不同机群的平均最短路径，其中到第r个机群的平均最短路径为

步骤5，对负荷节点进行匹配，得到公共节点与一般节点，具体为：定义系统被分为群r₁和群r₂，根据步骤4中得到的负荷节点i分别到群r₁和群r₂的距离和二者之差并根据电气联系强弱程度进行分类：

若γ＜σ，其中σ为阈值，表明负荷节点i到机群r₁和机群r₂的电气联系强弱程度接近，视为该节点所带负荷由两个机群共同供应，定义这种类型的负荷节点为公共节点；

若γ＞σ，则意味着负荷节点i由两机群中某一机群主要供应，定义该节点为一般节点，通过比较γ的正负能够将负荷节点归入其主要依赖的机群；

步骤6，依据解列后子系统中不平衡有功功率最小为原则，采用BFS算法对步骤5中得到的公共节点进行搜索划分，最终得到解列断面；

具体包括以下子步骤：

步骤6.1，采用BFS算法并遵守解列后子系统中不平衡有功功率最小为原则，对公共节点集进行搜索与划分；假设系统分为A、B两群，将已确定属于群A的节点集为V_A，各点权总和属于群B的节点集为V_B，各点权总和公共节点集为V_P；

步骤6.2，将节点集V_A和V_B分别等值为两个聚合节点N_A和N_B，计算与N_A和N_B分别直接相连的公共节点数目；

步骤6.3，将等值节点N_A和N_B作为BFS算法的根节点，将V_P中仅与V_A存在连通路径的节点划分至区域A，并更新V_A、聚合节点N_A和权总和W_A；

步骤6.4，确定与N_A直接相连的公共节点集V_P-A，从公共节点集V_P-A任意选择点N_j(N_j∈V_P-A)使得此时V_A与被选取点N_j的权值总和W_A∑满足

|W_A∑|＜|W_A|且即对该公共节点进行目标函数的检查，必须保证选入该点后A区不平衡功率绝对值变小且减量最大；若满足条件，纳入N_j，更新A区节点集V_A，聚合节点N_A，权总和W_A，与N_A直接相连的公共节点集V_P-A；

步骤6.5，重复步骤6.4，直至选取V_P-A中任一节点N_j后，V_A与被选取点N_j的权值总和W_A∑出现|W_A∑|>|W_A|，此时停止搜素，不纳入N_j；已被选取在A区中的节点构成了区域A，剩余节点构成了区域B，V_A与V_B间的割集即为解列断面，

具体是：

基于IEEE39节点标准系统，发电机G9构成群A，G1-G8和G10构成群B；群A相对于群B失稳；其中步骤S1采集了全网的动态信息；步骤S2，构建了无向边权图G，并对所有支路进行了赋权处理；步骤S3，基于Dijkstra算法求取了负荷节点与发电机节点间的最短路径；步骤S4，求取了节点到不同机群间的最短电气距离之差，如表1所示；

表1 负荷节点到各机群最短电气距离之差

步骤S5，取阈值σ＝0.05，机群1包含节点{1-14、16、19-25}，机群2包含节点{28、29}；其中，公共负荷节点为{15、17-18、26-27}；

步骤S6，采用BFS算法对公共节点集进行搜索与划分，提取其中的两种解列策略，如表2所示；

表2 可行性解列策略

由表2可知，解列策略1实施后子系统中的不平衡功率要远小于解列策略2，因此，不平衡功率小的解列策略1实施后系统更加稳定；

IEEE39标准算例计算时间为6ms，表征了本申请所提算法的快速性，满足在线搜索最优主动解列断面的要求。