[发明专利]基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法和系统

权利要求书

1.一种基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1、根据谱聚类算法对整个电力系统进行区域划分；

S2、获取每个区域内发电机总容量、节点当前频率值、额定频率值、发电机总机械功率、发电机总电磁功率，计算每个区域的等效惯性时间常数H_EK；

S3、对每个区域的等效惯性时间常数H_EK进行修正，获取每个区域的区域修正等效惯性时间常数H_K，进行修正的表达式为：

其中，S_K为区域K的发电机容量，E_flow代表区域K的流动动能，H_K代表区域K实际的等效惯性时间常数，流出区域K符号为正，流入区域K符号为负，方向与有功功率流动一致；

S4、根据全部区域的区域修正等效惯性时间常数H_K计算出系统修正等效惯性时间常数H_sys’；

S5、根据整个电力系统的等效惯性时间常数H_sys’判断电力系统的稳定性。

2.根据权利要求1所述的基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、结合电网架构构造邻接矩阵W和一个对角矩阵D；

S12、构造一个拉普拉斯图矩阵L，其表达式为L＝D-W；

S13、计算矩阵L的特征向量并按照特征值从小到大的顺序排列，取前2至k个特征向量组成一个矩阵，使用K-means聚类将矩阵划分成k个类；

S14、将节点归类使得整个电力系统划分成k个区域。

3.根据权利要求1所述的基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个区域的等效惯性时间常数H_EK的计算表达式为：

其中，H_EK为每个区域的区域修正等效惯性时间常数；S_K为区域内发电机总容量；f为区域内某一个节点当前频率值；f_n为区域内额定频率值；P_m为区域内发电机总机械功率；P_e为区域内发电机总电磁功率。

4.根据权利要求1所述的基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法，其特征在于，所述步骤S4中，整个系统的等效惯性时间常数H_sys’的求解表达式为：

其中，Nk代表区域的个数，S_sys为系统发电机总容量。

5.根据权利要求1所述的基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断方法，其特征在于，所述整个系统的等效惯性时间常数H_sys’越大，电力系统的稳定性越高。

6.一种基于谱聚类区域划分的电力系统稳定性的判断系统，其特征在于，包括存储器、处理器，以及存储在存储器并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序实现以下步骤：

根据谱聚类算法对整个电力系统进行区域划分；

获取每个区域内发电机总容量、节点当前频率值、额定频率值、发电机总机械功率、发电机总电磁功率，计算每个区域的等效惯性时间常数H_EK；

对每个区域的等效惯性时间常数H_EK进行修正，获取每个区域的区域修正等效惯性时间常数H_K，进行修正的表达式为：

其中，S_K为区域K的发电机容量，E_flow代表区域K的流动动能，H_K代表区域K实际的等效惯性时间常数，流出区域K符号为正，流入区域K符号为负，方向与有功功率流动一致；

根据全部区域的区域修正等效惯性时间常数H_K计算出系统修正等效惯性时间常数H_sys’；

根据整个电力系统的等效惯性时间常数H_sys’判断电力系统的稳定性。