[发明专利]基于电气LeaderRank算法的电网节点重要度评估方法

说明书

本发明公开了一种基于电气LeaderRank算法的电网节点重要度评估方法,属于电力系统领域，本发明利用电气LeaderRank算法迭代，可以得到网络中每个节点的LR值，该值越大表示重要度越高，本发明在考虑了电网负荷性质、负载量等电气性能，对比电网与互联网的差异后对LeaderRank算法进行了针对性改进，对比原始LeaderRank算法中平均分配LR值给网络中所有节点的方式，电气LR算法能根据负荷量与负荷的重要程度，按照不同的比例分配LR值给网络中的所有节点。本发明能够识别电网中的关键节点，加强和保护这些关键节点，为评估电网节点重要度提供了一些新的思路，能为预防大停电事故提供一定的参考。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种基于电气LeaderRank算法的电网节点重要度评估方法。

背景技术

随着经济、社会的发展，电网的互联和规模不断扩大，给全社会和人民的生活带来的极大的便利；但日益复杂的电网结构会带来某些难以预料的脆弱特性，存在巨大的风险。尤其是一些突发性的局部故障，会波及到电网中其他的部分，造成电网的连锁反应，故障范围扩大，最终发生大面积停电事故，带来巨大的经济社会损失。

用电网节点的重要度来定义关键节点，重要度高的节点就是关键节点。研究表明4％的关键节点发生事故，电力网络的连通能力就会下降60％，这表明关键节点会对电网安全产生重大影响。评估复杂电力网络中节点的重要度，辨识关键节点，进而通过加强和重点保护这些关键节点，对于减少电网连锁故障概率，降低故障损失，具有深远和现实的意义。

目前，评估网络中节点重要度的方法有很多，但主要源于图论或数据挖掘，未能充分考虑电网的电气性能。本发明充分考虑电网负荷性质、负载量等电气性能，提出电气LeaderRank算法，有效描述电网节点重要度。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明在运用复杂网络理论对电网拓扑建模的基础上，提供了一种综合考虑了电网电气性能的基于电气LeaderRank算法的电网节点重要度评估方法，该方法能够识别电网中的关键节点，加强和保护这些关键节点，有利于构建坚强电网网架，预防大停电事故。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于电气LeaderRank算法的电网节点重要度评估方法,该方法包括以下步骤：

a.对节点电网进行潮流计算；

b.根据潮流计算结果建立电网有向无权拓扑图，然后根据有向无权拓扑图得到邻接矩阵G，该矩阵G中的元素g_ji为：

初始化电网节点的质量，其中普通节点初始值为1，背景节点初始值为0；

c.根据LeaderRank算法公式计算迭代LR值，迭代一次，每个节点的LR值就更新一次，直到节点的LR值收敛，LeaderRank算法为：

d.根据得到的各个节点的LR值对各节点进行排序，节点的LR值越高，代表重要性越高；

e.改进LeadrRank算法，较多的LR值分配给具有更重要负荷的节点，改进后的算法称为IM-LeadrRank算法，表达式为：

式中，α(j→i)是节点j分配给节点i的比重，计算α(j→i)的步骤如下：

步骤1，节点的入链多，此节点重要度高，节点j分配给节点i的比重为其中表示节点i的入链数，M_j表示节点j的出度节点所有的入链数目之和；

步骤2，节点的出链多，此节点重要度高，节点j分配给节点i的比重为其中表示节点i的出链数，B_j表示节点j的出度节点所有的出链数目之和；