[发明专利]一种电网节点重要度确定方法

说明书

本发明提出了一种电网节点重要度确定方法。本发明首先依据拓扑连接情况和有功潮流方向将电网抽象成一个有向图。其次，为将节点重要度评估和电网运行方式结合，不仅通过引入电源节点和负荷节点，将节点的电源与负荷视在功率作为流入与流出该节点的支路，而且将支路潮流视在功率的大小作为有向图的权重来使用。接着结合电网实际，定义电网节点重要度的衡量指标为节点的权威值和枢纽值之和，采用MBCC‑HITS算法实现电网节点重要度的计算。本发明方法能够合理有效地计算出电网各节点的重要度，并且结果和运行方式密切相关。利用本发明得到的节点重要度，可以应用到各级电网的风险评估和检修计划优化安排等方面。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体地说是一种电网节点重要度确定方法。

背景技术

近年来，国内外的多次大规模停电事故给人类社会造成巨大的经济损失，严重威胁社会安全，极大地引起了人们对电网可靠性的关注。研究表明，电网中少量的重要节点的崩溃会引起电网连通性的剧烈下降，发生在重要节点上的严重故障会引发级联故障，最终导致全系统发生功角失稳。因此，准确识别电网重要节点，有助于电网企业实施差异化管理，如运行人员提前加强对重要节点的保护，以保证电网安全稳定运行。此外，电网节点重要度评估结果还可应用于电力系统风险评估、检修计划优化安排、黑启动过程中的网络重构、脆弱性评估及复杂环网中继电保护整定等方面。

现有电网节点重要度评估方法大多基于复杂网络理论。利用该理论中的度、介数、节点凝聚度等指标，将电网抽象为一个无向有权图，网络中边的权值多是基于线路的电抗参数给定，因此节点重要度更大程度上是从网络拓扑角度来衡量，难以反映实际运行方式变化对节点重要度的影响。实际上，电网可根据潮流的流向抽象为一个有向图，节点重要度不仅和电网的拓扑结构有关，还和支路潮流大小、电源和负荷的容量等因素相关。

此外，电网和互联网都属于复杂网络，存在一定的共性。两者均可被抽象为有向网络，但鲜有文献将互联网中的算法引入到电网中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，提出一种新的电网节点重要度确定方法，该方法：

首先，根据电网拓扑连接情况和有功潮流方向生成初始的电网拓扑有向图。

然后，为建立节点重要度和电网运行方式之间的关系，对电源、负荷及潮流等因素进行相关处理，形成了修正的电网拓扑的有权有向图。

接着，根据修正的电网拓扑有权有向图，采用MBCC-HITS算法，对电网中各节点的权威值和枢纽值进行计算，这两个值分别从进线和出线的角度衡量了节点的重要程度。

最后，在上述两个值的基础上，定义节点重要度的指标为节点的权威值和枢纽值之和，以此作为本发明中节点重要度的衡量标准。

本发明采用以下具体步骤：

步骤1)根据下表所示的对应关系，将电网转化为不考虑电源及负荷、潮流大小等因素时的有向拓扑图G。

其中，电网中线路(同杆并架的输电线路可以合并)的潮流是有方向的，有功的流向将作为线路的方向。

步骤2)考虑节点的负荷与电源，对步骤(1)中得到的有向图G进行修正，得到修正的电网拓扑有向图G’。具体步骤如下：

(1)节点负荷的处理。对于电网中节点i所接负荷l_i，引入一个负荷节点进行处理，即在原先根据电网拓扑连接情况生成的有向图的基础上，增加相应的负荷节点及一条由节点i指向负荷节点的有向边的潮流为负荷容量这样的处理，对于节点i来说，出度增加，而对于新增的负荷节点其重要度可在排序结果中剔除。