[发明专利]一种基于注入电流的节点耦合度分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于注入电流的节点耦合度分析方法。

背景技术

全球经济快速发展的今天，电力系统的安全稳定运行越来越关系到国计民生与国家安全。但是，随着电网规模的增长，电网的耦合程度越来越高，体现的特性也越来越复杂，常规的建模方法已经越来越难以计算出各节点之间的耦合关联程度。在以往的系统运行经验中，运行人员只能通过多种运行方式进行大量的计算去了解电网中存在的问题，而且节点之间的影响程度仅仅只是来自于感性的认识，不但故障周围节点受到的影响程度不能量化，较远位置节点受到故障的影响程度更无从判断。从而故障之后各节点之间复杂的耦合关系也难以作出推导，尤其在暂态过程中，各节点之间的影响时时刻刻在发生变化，难以在各个耦合程度或高或低的节点中发现对稳定性影响最大的节点，而这个过程往往是调度人员根据以往在系统运行过程中形成的经验进行的判断，对于问题的原因还不是很清楚。若能有一种方法去找到系统中的薄弱区域(节点)，让运行人员可以针对这些薄弱区域和节点作一些更具有针对性的工作，从而就可以更加有效的解决电网中存在的问题，提高工作的效率。

众所周知，在网络拓扑结构分析中，通过运用复杂网络分析技术能够快速的得出结构上度数和介数最高的节点，而这些节点的行为对于网络结构的稳定性有着比别的节点更大的影响。大量的研究表明，电力系统中也存在一部分的线路(节点)对稳定性的影响远远大于其他节点(线路)，而这一部分线路(节点)的故障会导致整个电网的稳定性迅速下降，进而引起系统的失稳情况发生，但电力系统受扰动后其行为是一个非常复杂的过程，不能简单的从网络拓扑结构上解释，为了在电网稳态运行甚至是暂态过程中迅速辨识出这一部分相对于其他线路(节点)而言与电网耦合程度更强的线路(节点)，需要分析在任意时刻所有线路(节点)和电网之间的耦合程度大小。

在以往的耦合程度研究中，研究人员通常从地理位置、电气路径、负荷水平上对各节点间的耦合关系进行分析，早期的电力系统复杂网络特性分析中，大多数研究沿用了复杂网络基本网络模型，虽然也有部分研究考虑了电力系统的特性，引入了与电力系统相关的网络性能指标或参量，用复杂网络特性的统计指标描述电力系统整体的状态，但在建立网络静态模型时未考虑电力网络的物理特性，这些方法大部分仅仅是通过某线路(节点)故障后产生的后果严重性来评判线路(节点)对于电网耦合的程度，既没有实际的物理意义，也不能够定量地计算出耦合程度的大小，

近来在结合耦合程度对电网进行分析上，很多研究人员也作出了较多的贡献，如将电网抽象成无权或含权的等效网络，并计算电网中所有发电机节点-负荷节点之间的平均最短电气距离，并将其定义为电网集聚程度或网络效率，然后在电网各个线路(节点)作故障仿真，得到攻击前后的电网平均最短路径的变化量，将变化量最大的线路(节点)作为整个网络中的强耦合节点，通过各线路(节点)故障后，以故障后的失效节点数目、负荷损失或电量损失作为此线路(节点)与电网耦合程度的大小。但是这种方法主要是从静态的角度考虑问题，不能了解其暂态过程中的变化趋势和变化行为。

最近，大量研究人员针对网络技术应用于电力系统实际也进行了深入的分析，如参考网络拓扑结构分析方法，在基于电气距离的基础上，定义节点的耦合程度为其二端阻抗的倒数，并说明在任意时刻，耦合程度较大的节点处于电气结构中的关键位置；但其仅仅是从网络架构上对电网的结构特性进行了分析，并没有考虑电力系统运行参数的改变。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供了一种一种基于注入电流的节点耦合度分析方法，能够实时分析各节点之间的耦合情况，以及节点与全网耦合情况。

本发明提供的技术方案为：

一种基于注入电流的节点耦合度分析方法，包括以下步骤：

步骤1：在整个电力系统中，根据需要分析的电压等级选取目标分析网络，其他部分作为非目标分析网络；目标分析网络中与非目标分析网络存在直接功率传输的变电站称为边界变电站。