[发明专利]一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法

说明书

本发明公开了一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法。该方法针对节点重要度定义了节点潮流通量、节点凝聚度变化率、节点功率集中度和节点电气介数；针对线路重要度指标定义了连接重要度，线路脆弱性，线路潮流介数；采用核主元法，整合电力系统中的节点和线路重要度指标，以解决多个指标直接的非线性相关性并降低数据的维数，根据灾害发生时保障负荷供电，网架受损时维持系统稳定运行，灾后恢复速度快的多阶段抗灾需求，综合考虑基于失负荷损失的网架抗灾性优化目标、基于网络自然连通性的网架抗毁性优化目标以及基于网架覆盖率的系统可恢复性优化目标，对骨干网架进行多目标优化，满足抗灾各个阶段的需求，使得计算结果更加贴近工程实际。

技术领域

本发明涉及电力系统应急领域，特别是涉及一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法。

背景技术

近年来，极端自然灾害导致影响电网安全运行的事故时有发生。事故发生的根本原因是电力设施现有的设防标准无法抵御日趋恶劣的自然灾害。因此，有必要根据“普遍提高，重点加强”的原则，加强对电网运行和结构重要的节点和线路，提高整体网架的稳定性，减少灾害对电力系统破坏带来的损失。

现有的骨干网架的规划原则是以差异化规划为基础，用相对经济的方式，保证电力网架中相对重要的部分，包括重要负荷、重要电源、重要线路等在灾害天气下可以安全稳定运行，未能考虑骨干网架对全网的覆盖效果以及灾后恢复全网的作用。另一方面采用单一指标的重要节点和线路识别方式，不全面且存在很大的差异性，而采用多种指标及常权重方法的分析方式，各指标之间大多存在冗余关系，造成数据的重复使用。

由此可见，现有的骨干网架规划还存在着改进的空间。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法，该方法是一种计及多阶段性能，对关键节点和线路进行重点加固的抗灾型骨干网架优化方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法，包含以下步骤：

步骤1.输入电力系统拓扑结构参数、电气特性参数；

步骤2.计算各节点和线路的评价指标值，所述的节点评价指标包括节点潮流通量、节点凝聚度变化率、节点功率集中度、节点电气介数；所述的线路评价指标包括线路连接重要度、线路脆弱性、线路潮流介数；

步骤3.根据各个节点和线路的评价指标值，得到节点和线路的重要度矩阵；

步骤4.根据步骤3所得各项指标值，采用核主元法分析各指标之间的冗余关系并确定指标综合权重，得到节点和线路的综合重要度；

步骤5.基于失负荷损失，确定网架抗灾性优化目标，以最大化期望负荷保障率作为抗灾型骨干网架的抗灾性目标函数；

步骤6.基于网络自然连通性，确定网架抗毁性优化目标，以最大化自然连通度C₂(G^b)作为抗灾型骨干网架的抗毁性目标函数；

步骤7.基于网架覆盖率，确定系统可恢复性优化目标，以最大化网架覆盖度C₃(G^b)作为系统可恢复性的目标函数；

步骤8.基于步骤5～7提出的骨干网架优化多目标，采用遗传算法进行求解pareto最优解，约束条件有重要线路、节点保留约束，网络连通性约束和潮流约束；

步骤9.基于步骤8求解的骨干网架优解集，采用理想点法评估方案并确定最优方案。

上述技术方案中，进一步地，所述的步骤1中，将发电机、负荷和变电站母线设为节点；除并联电容支路外，包括输电线和变压器支路的每一电力线路均设为以线路电抗为权值的无向有权边，且同杆并架的输电线合并。