[发明专利]一种无功电压分区方法

说明书

本发明公开了一种无功电压分区方法，包括：A、计算电网系统处于临界状态时的L‑Q灵敏度矩阵，并以此定义电气距离，选取合适的类间距离结合层次聚类方法对负荷节点进行分区得到分区内层，并确定分区个数；B、计算系统一时间断面下的系统无功潮流，构建系统有向加权无功拓扑图，采用基于边介数的社区发现方法对拓扑网络进行分区得到分区外层；C、基于无功储备量指标制定图层叠加原则，并对分区内层及分区外层进行图层叠加，得到最终的分区结果。其所得无功分区结构合理，可保证分区内有足够的无功储备，取得了较好的分区效果。

技术领域

本发明涉及电网无功电压分区技术领域，具体涉及一种无功电压分区方法。

背景技术

如何对电网进行合理有效的无功电压分区是无功电压控制方案的关键之一。随着电网越发庞大复杂，对电网运行过程中的分析监控也越发困难，传统的电网分区依赖于地理区域及人员运行经验，无法反映电网实际的运行状况。结合传统分析方法与现代复杂性科学对电力系统进行分区，构建合理的电网结构对电力系统安全运行具有重要意义。

目前，现有无功电压分区方法大多是通过系统的电压/无功灵敏度矩阵、PQ分解法的B″矩阵定义的电气距离结合层次聚类法、图论法、模拟退火法、和复杂网络理论等分区算法进行划分。

但是现有对电气距离的定义只是片面的对节点电压、阻抗、功率、电流等变量进行分析考虑，无法同时反映节点间能量传播大小与距离，在综合反映实际电网运行过程中的电气联系上存在不足。

近年来，通过复杂网络理论对电力系统网络解析成为当前电力研究的热点之一，现研究表明现代电力系统具有小世界特性和无标度特性，该特性决定了电网中单节点故障将引发系统连锁性停电，适用于解决电网分区问题。但在复杂分析网络理论中，以全局搜索方式计算模块度进而确定最优网络分区数时，需要较高时间复杂度及空间复杂度，并且在计算过程中定义的线路权重无法综合反映节点间的电气联系。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种无功电压分区方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种无功电压分区方法，包括：

A、计算电网系统处于临界状态时的L-Q灵敏度矩阵，并以此定义电气距离，通过判断对比选取类间距离结合层次聚类方法对负荷节点进行分区得到分区内层，并确定分区个数；

B、计算系统一时间断面下的系统无功潮流，构建系统有向加权无功拓扑图，采用基于边介数的社区发现方法对拓扑网络进行分区得到分区外层；

C、基于无功储备量指标制定图层叠加原则，并对分区内层及分区外层进行图层叠加，得到最终的分区结果。

本方案根据局部电压稳定指标定义了新的电气距离，利用层次聚类分析方法构建分区负荷内层；再以基于边介数的社区发现方法对复杂网络理论构建的无功传输网络拓扑图进行分区，构建分区外层；最后，以相应的划分原则进行图层叠加，实现电网分区。根据局部电压稳定指标提出了新的电气距离定义，该定义物理意义明确，更利于确定分区数目，加强区域的解耦特性。在分区的过程中考虑了无功潮流的有向性，构建的有向加权拓扑图考虑了线路阻抗对线路无功的影响，符合建模需要，减少了分区过程中的计算量。通过图层叠加的方法弥补了内外层分区所对应无法对保证无功平衡及无法确定分区数目的缺陷，所得无功分区结构合理，可保证分区内有足够的无功储备，取得了较好的分区效果。

采用本方案可实现反映节点间的电气联系的原理如下：